【摘 要】
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饮用水在经过给水厂处理后都能够达到生活饮用水卫生标准,但是,达标后的出厂水在经由给水管网系统的输配过程中极易发生二次污染。金属管道在给水管网中的使用最为广泛,它可以与饮用水中所携带的各类化学物质发生反应,造成管道内壁的腐蚀。腐蚀的危害主要包括:破坏金属管道,造成管道穿孔、爆裂等;影响管道输配水能力,增加输送水的能耗;造成管道内壁微生物的生长和繁殖;此外,腐蚀还会造成饮用水的“二次污染”,使得到达用
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饮用水在经过给水厂处理后都能够达到生活饮用水卫生标准,但是,达标后的出厂水在经由给水管网系统的输配过程中极易发生二次污染。金属管道在给水管网中的使用最为广泛,它可以与饮用水中所携带的各类化学物质发生反应,造成管道内壁的腐蚀。腐蚀的危害主要包括:破坏金属管道,造成管道穿孔、爆裂等;影响管道输配水能力,增加输送水的能耗;造成管道内壁微生物的生长和繁殖;此外,腐蚀还会造成饮用水的“二次污染”,使得到达用户的饮用水中浊度等水质指标超标,引起“红水”现象。铁细菌是引起金属管道微生物腐蚀的主要细菌,它能在金属管道内壁形成生物膜,并与金属相互作用促进腐蚀。腐殖酸（HA）作为水体中存在的天然有机物不仅可以为细菌生长提供营养物质,同时也会与金属发生反应,促进金属管道的腐蚀。本研究以微生物腐蚀为切入点,结合水体中存在的天然有机物,主要研究了从实际给水管道内筛选出一株铁细菌在不同pH、温度、溶解氧、碳源、氮源和不同分子量腐殖酸等条件下的生长特性,并探究了不同分子量腐殖酸对铁细菌腐蚀特性的影响。主要得出以下结论:（1）经过分离纯化,从铸铁管的管垢中成功筛选出一株纯种铁细菌,将该菌株命名为ZT-1,该菌株为圆形且表面光滑,呈短杆状,经鉴定菌株ZT-1为氧化微杆菌（Microbacterium oxydans）。（2）该菌株可适用应较广泛的pH范围,在pH=5～9之间均可生长,且长势良好;温度在20～40℃,菌株均表现较好的生长,且随着温度升高,细菌的生长速率加快;转速为200 r/min时,菌株的生长情况最好;在不同氮源条件下的生长情况表现为NO3--N>NH4+-N>NO2--N,NO3--N和NH4+-N均能较好的促进该菌的生长;在不同碳源条件下细菌的生长情况表现为丁二酸钠>柠檬酸铁铵>富里酸>腐殖酸,大分子有机碳较难被细菌所吸收利用。将腐殖酸分级后,菌株在<1kDa HA条件下生长情况最好,>100kDa HA条件下菌株的生长情况最差。（3）腐蚀实验中,自来水+ZT-1、<1 kDa HA+ZT-1、10-30 kDa HA+ZT-1和>100 kDa HA+ZT-1四种反应条件下反应后溶解氧分别降低了 3.23 mg/L、3.53 mg/L、3.7 mg/L和3.63 mg/L,说明腐蚀过程中消耗了溶解氧;pH分别升高了 0.11、0.13、0.16和0.14,说明反应过程中有OH-的生成。在0～30 d的出水平均浊度分别为26.93、28.57、32.09和43.66,30～60 d的出水平均浊度分别为17、14.69、10.19和24.05,随着反应的进行浊度逐渐降低。（4）自来水+ZT-1、<1 kDa HA+ZT-1、10-30 kDa HA+ZT-1和>100 kDa HA+ZT-1四种反应条件下,20 d时铸铁块的腐蚀速率分别为0.166 mm/a、0.183 mm/a、0.207 mm/a和0.23 mm/a。在0～30 d期间,四组条件下出水的平均总铁浓度分别为2.62 mg/L、3.17 mg/L、3.77 mg/L 和 7.21 mg/L,平均 Fe2+ 浓度分别为 0.141 mg/L、0.184 mg/L、0.184 mg/L和0.394 mg/L,说明腐殖酸的加入促进了腐蚀进行,且随着加入腐殖酸的分子量增大,铸铁表面的腐蚀速率加快。（5）60 d时,四组条件下铸铁块的腐蚀速率分别为0.127 mm/a、0.115 mm/a、0.117 mm/a 和0.109 mm/a;出水总铁基本维持在 1.33 mg/L、1.18 mg/L、1.05 mg/L和1.63 mg/L左右。（6）反应结束后在铸铁片表面都形成了一层保护膜,且随着加入的腐殖酸分子量的增大,表面的黏着效果更明显,产生的腐蚀产物主要为铁的氧化物,如α-FeOOH（goethite,针铁矿）、β-FeOOH（akaganeite,正方针铁矿）、γ-FeOOH（lepidocrocite,纤铁矿）、Fe2O3（hematite,赤铁矿）、Fe3O4（magnetite,磁铁矿）等,最后主要以较为稳定的α-FeOOH、Fe2O3和Fe3O4等较为稳定的铁氧化物为主。
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