鄭淋淋

銀川中鐵水務(wù)集團賀蘭供水有限公司 寧夏銀川 750200

飲用水一般通過凈水廠進行處理，達到質(zhì)量標準后通過供水系統(tǒng)供給至用戶家庭以滿足用戶的用水需求，供述系統(tǒng)一般由金屬材質(zhì)構(gòu)成，飲用水的輸送過程中很可能被微生物以及電解質(zhì)腐蝕，從而導致部分金屬元素進入飲用水中，影響飲用水的質(zhì)量，這種情況被稱為“二次污染”[2]。引起管道腐蝕的常見細菌包括鐵細菌以及硫酸鹽還原菌兩種[3]，本文主要分析鐵細菌對金屬材質(zhì)管道的腐蝕機理，結(jié)果如下。

1 鐵細菌的腐蝕機理

鐵細菌是引發(fā)管道腐蝕的主要因素之一，其屬于好氧性細菌，具有吸收鐵元素氧化過程中的能量并維持生命活動的能力，供水管網(wǎng)的管道中廣泛分布著鐵細菌。鐵細菌又被分為自養(yǎng)型鐵細菌、異氧型鐵細菌以及兼性型鐵細菌，生長于供水管網(wǎng)中的鐵細菌一般屬于自養(yǎng)型鐵細菌。鐵細菌不會直接危及到人們的健康，但其存在與供水管網(wǎng)中會影響到飲用水的質(zhì)量，導致飲用水內(nèi)有機物含量增加并產(chǎn)生異味，同時能夠促進其他細菌在飲用水中的生長繁殖，從而破壞飲用水質(zhì)量。除此之外，管道腐蝕后產(chǎn)生的異物還會阻塞管道，阻斷飲用水的輸送路徑[4]。部分研究表明鐵細菌與硫酸鹽還原菌的共同作用是引發(fā)供水管網(wǎng)腐蝕的主要因素，硫酸鹽還原菌屬于一種厭氧菌，常見于土壤、河水以及海水等介質(zhì)中，能夠在供水管網(wǎng)的管垢等無氧環(huán)境中生存，與供水管網(wǎng)的金屬材質(zhì)相接觸會發(fā)生還原反應(yīng)，從而腐蝕管道并產(chǎn)生黑色硫化物，與鐵細菌共同作用會極大加速供水管網(wǎng)的腐蝕速度。

另外，微生物腐蝕是一種微生物進行生命活動而導致金屬加速腐蝕的現(xiàn)象，一般來說，微生物在會在金屬的表面分泌一種細胞聚合物，使其形成生物膜，當供水管道在輸送飲用水的過程中，微生物就會在里面生長發(fā)育，導致生物膜覆蓋了水管表面，從而加速了生物膜腐蝕金屬的速度，因此，在研究供水管網(wǎng)中鐵細菌對管道腐蝕機理的過程中，不能只研究微生物對金屬的腐蝕機理，還需要對各種影響鐵細菌腐蝕供水管網(wǎng)的因素進行分析。

2 影響鐵細菌腐蝕供水管網(wǎng)的因素

2.1 PH值對鐵細菌腐蝕供水管網(wǎng)管道的影響

飲用水通過供水管網(wǎng)輸送到用戶家庭的過程中PH值是一項重要的水質(zhì)指標，與飲用水輸送過程中的腐蝕情況關(guān)系密切，因此飲用水在進入供水管網(wǎng)前這一項水質(zhì)指標就得到嚴格的檢測以及控制以保證飲用水的衛(wèi)生指標。《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749-2006中規(guī)定飲用水的PH值應(yīng)當位于6.5以上、8.5以下，當飲用水在輸送過程中發(fā)生管道腐蝕后，其PH值會出現(xiàn)明顯波動，研究結(jié)果顯示最適宜硫酸鹽還原菌生長的PH位于7.0以上、7.5以下，最適宜鐵細菌生長的PH值位于5.4以上、7.2以下，其中PH值在5.4以上、8.0以下時鐵細菌都可以正常生長，當PH值位于這兩個范圍內(nèi)時鐵細菌將會在供水管網(wǎng)的管道內(nèi)迅速發(fā)展，從而引起管道腐蝕。因此將飲用水的PH值控制在8.0以上、8.5以下可以有效抑制鐵細菌在管道內(nèi)的生長，從而減輕供水管網(wǎng)中管道的腐蝕。

2.2 溫度對鐵細菌腐蝕供水管網(wǎng)管道的影響

溫度與鐵細菌的代謝過程聯(lián)系密切，因此溫度是影響供水管網(wǎng)管道腐蝕的主要因素之一。研究表明，溫度位于20攝氏度以上、30攝氏度以下時供水管網(wǎng)管道內(nèi)的鐵細菌能夠正常生長，溫度位于30攝氏度以上、40攝氏度以下時供水管網(wǎng)內(nèi)的硫酸氧還原菌能夠正常生長，因此高溫夏季供水管網(wǎng)內(nèi)的鐵細菌含量與低溫冬季比較相對較少，但高溫環(huán)境會加速消毒劑的損耗，導致供水管網(wǎng)內(nèi)部的細菌去除率降低。

2.3 水力條件對鐵細菌腐蝕供水管網(wǎng)管道的影響

水力停留時間以及流態(tài)改變導致的水力作用均會影響到鐵細菌對管道的腐蝕，供水管網(wǎng)的設(shè)計過程中往往會考慮到水力停留時間對管道腐蝕的影響，但在實際運行過程中，隨著供水管網(wǎng)工作時間的增加，供水管網(wǎng)出現(xiàn)損壞，設(shè)計的水力流體也會發(fā)生變化，從而出現(xiàn)微小的死水區(qū)域，這個區(qū)域內(nèi)的水力停留時間與其他區(qū)域進行比較明顯較大，這些區(qū)域的管道腐蝕情況與其余進行比較明顯較重，表明水力停留時間的增加會加重供水管網(wǎng)的管道腐蝕程度。除此之外，要高層建筑的飲用水攻擊需要在供水管網(wǎng)出口以及用戶之間建造水池、水泵以及水箱等二次供水系統(tǒng)，飲用水在輸送到用戶家庭前需要在二次供水系統(tǒng)中停留，從而增加了水力停留時間，加重了飲用水的質(zhì)量問題。水力剪切會導致生物膜脫落，改變依附在管壁上的鐵細菌數(shù)量，破壞管壁的原有形態(tài)，導致新的管壁裸露出來并再次發(fā)生腐蝕。出現(xiàn)這類情況的初期，水質(zhì)會略微提升，但隨著裸露出現(xiàn)的新管壁再次發(fā)生腐蝕，形成新的平衡狀態(tài)，水質(zhì)會再次被破壞，且低于最初平衡狀態(tài)下的水質(zhì)。

3 結(jié)語

飲用水通過供水管網(wǎng)輸送的過程中管道腐蝕占據(jù)著重要的地位，一方面會增加供水管網(wǎng)內(nèi)飲用水中有機物的含量，促進各類其他細菌的生長，導致飲用水產(chǎn)生異味，另一方面其產(chǎn)生的腐蝕異物會阻塞管道，影響到飲用水的正常輸送，因此供水管網(wǎng)中鐵細菌對管道的腐蝕應(yīng)當?shù)玫街匾?，綜合分析鐵細菌腐蝕管道的機理，掌握影響鐵細菌腐蝕作用的因素，從而制定具有針對性的處理對策，調(diào)控飲用水的PH值以及溫度，減少水力停留時間以及水力剪切情況的發(fā)生，改善鐵細菌對管道的腐蝕，提高飲用水質(zhì)量。