供水管网中微生物来源｜饮用水臭氧消毒工程中微生物的再生原因和影响因素（二）
3.2管材
供水管网管材类型对生物稳定性的影响差异应予以重视。由于金属管壁的腐蚀较塑料管材明显，同时不同材料管壁的粗糙程度不同，对AOC产生影响亦不同。付军等研究发现当投加一定量的消毒剂时，金属管中AOC显著高于塑料管材及出厂水，铜管和镀锌管中AOC高于PPR管。此外，不同的管材腐蚀所释放的物质也有所差异，对水质指标的影响也不同。管材的管龄以及腐蚀程度都是影响供水水体中微生物稳定性的重要因素。罗东浦等研究发现臭氧对PPR、PE、不锈钢等多种供水管材都存在溶蚀作用，导致水质VOCs、TOC等有机物指标升高，不同类型供水管材存在较明显差别。肖伟民等开展了不同消毒剂的管材浸泡试验，发现管材对水质VOCs、TOC指标的影响要大于消毒剂种类的影响。尽管并未有直接研究证实臭氧消毒供水工程中管材对水质生物稳定性的影响，但根据上述研究仍可以判断，当饮用水采用臭氧消毒时，管材将是其中一项重要影响因素。
3.3水力停留时间和臭氧浓度
饮用水从出厂到用户的停留时间越短，流速越快，微生物再生越少。然而，管网水水流对细菌的生长具有双重效应：一方面，流速越大，管壁生物膜处的营养物质越多，从而促进细菌生长；另一方面，流速越大，对管壁生物膜的冲刷越强，阻碍生物膜生长。由于臭氧半衰期短，出厂一段距离后，臭氧浓度即会降低到较低水平，因此需要同时考虑水流带来的管壁营养物质累积和对生物膜的冲刷。
臭氧浓度对生物稳定性的影响也有两面性：一方面，低臭氧浓度会给细菌提供在管网中二次生长的有利条件；另一方面，臭氧投加量低，水体AOC水平也低，水质生物稳定性增强。
3.4营养源
饮用水生物稳定性与其所在水中的营养环境有很大关联，这既包括AOC、BDOC等形态的碳源，也包括MAP等磷源以及氨氮等氮源，这些都是微生物生长的营养因子。相关研究表明，有机碳、氮、磷的比例为100∶10∶1左右就可提供微生物生长的必要条件。廖一鸣等研究证实调控上述营养因子的水平能够控制微生物的再生。
3.5水处理工艺
不同的水处理工艺去除AOC的效果也显著不同，这将影响到采用臭氧消毒时的饮用水生物稳定性。从表2可知，常规处理工艺和优化混凝工艺对AOC有一定去除能力，但效果不稳定。活性炭是非极性或弱极性的吸附材料，能有效地去除水中有机物，并且臭氧-活性炭工艺能够对AOC达到很好的去除效果，可获得生物稳定的出厂水。
表2不同处理工艺对AOC的去除效果
4采用臭氧消毒时饮用水生物稳定性的控制措施
(1)规范臭氧消毒应用范围。为避免微生物在供水管道中滋生引起的二次污染，笔者建议仅将单一臭氧消毒用于配水管网较短的小型水厂；而由于酸性条件下，臭氧分解产生的羟基自由基较少，所以臭氧消毒不适用于pH值较低的水体；由于温度过高会降低臭氧在水中的溶解度，加速分解，而水温过低，会降低羟基自由基的反应速度，所以在水温过高或过低的水体不使用臭氧消毒。
(2)重视水质净化效果，控制臭氧投加量。建议在臭氧消毒之前先确保颗粒物的良好去除效果，因为臭氧无法杀灭颗粒物所包裹的微生物，同时通过减少对臭氧的持续性消耗，可在一定程度上保证残余臭氧的浓度，抑制生物膜生长。当浊度低于0.2 NTU时，1.6～2 min mg/L的作用量对于消毒即可(例如投加0.4 mg/L臭氧持续5 min)。由3.3部分论述可知，在可控制微生物二次生长水平的前提条件下，尽可能降低臭氧投加量，也是增强水质生物稳定性的方法之一。
(3)优化水处理工艺，控制营养元素浓度。去除微生物生长所需营养物质是实现生物稳定性目标重要途径。臭氧不仅对水的可生化性有所改善，而且对有机营养基质的含量可以不断增加，升高AOC浓度，而AOC的增加是水处理的不利影响因素。常规水处理工艺对AOC去除效果有限，在水源水有机物含量较高差或受到污染时，臭氧必须与预处理、活性炭等工艺相结合，才能对AOC有较好的去除，保证饮用水中生物的稳定性。
(4)采用优质供水管材，加强管网维护。铸铁管道易形成铁锈瘤，内表面的不平整形成营养相对丰富区域，使细菌附着生长导致饮用水生物稳定性下降。相对铸铁管道，塑料和不锈钢材质的管道因其内壁表面光滑不易附着细菌，微生物与消毒剂更能充分接触，从而有利于生物稳定性的控制。另外，对管道进行防腐、内表面光滑处理，采用性能良好管材更换旧管道，加强供水管网检修与维护，做好定期冲洗等都会有对供水管网微生物再生很好的防治作用。
5结语
近年来，臭氧消毒在供水工程中的应用日趋增加。然而，臭氧不稳定、易分解，消毒后会增加水中AOC含量，管网中微生物存在大量繁殖的可能。因此，考虑到维持供水管网中水质生物稳定性的需要，应用过程中应注意以下事项。
(1)根据供水工程的管网长度、水体pH值、水温等条件，确定是否适宜选用臭氧消毒工程建设中应该采用PPR、不锈钢等优质管材，避免有机物的溶出和微生物的附着再生；
(2)在水厂水处理工艺中，应提升水质净化效果，合理控制臭氧投加量，优化处理工艺，控制出厂水中营养元素的含量，尽可能提高管网水的生物稳定性；
(3)水厂应加强对出厂水和末梢水中臭氧浓度、微生物指标的检测，确保符合生活饮用水卫生标准的要求。