导语

1污水管网微生物分布特征及分布原因

许多中外学者对微生物在管道的分布情况以及微生物对污水水质的影响进行过研究，Ozer和Kasirg^[1]等人通过对一根长3m的管道进行研究，发现污水经过管道输送后，污水中有机物的含量降低，附着在管道内壁上的生物膜在有机物去除过程中起到了十分重要的作用；陈光浩^[2]等人以一条长1.5km的混凝土污水管道作为研究对象，通过对实验结果的分析，发现分布在沉积物和污水中的微生物对有机污染物的去除作用明显，污水在流经管道的过程中溶解性有机碳得到一定程度上的去除。下文主要介绍微生物在管道不同位置的分布情况及其成因。

1.1 微生物在管道不同长度中分布特征

管道内生物膜的厚度反映了微生物数量的多少，细菌的种类反应微生物的丰富度，在管网不同长度中，微生物的数量及种类都会发生很明显的改变。

图1-1 孙光溪-管道中微生物分布示意图

1.2 微生物在管道中不同长度分布成因

造成微生物在管道不同长度组成不同的原因主要分为两个方面，一是污水管道沿程有机物组成成分发生改变，另一方面是污水管道内部环境状况。

1.21有机物组成成分

污水管道沿程生物膜结构不断发生改变，生物膜由不同的微生物群落构成，微生物生存所依靠的有机物成分不同，故当管道中有机物组成成分发生变化时，微生物的种群分布也会随之改变，尤其对发酵菌群、甲烷菌群等功能性微生物的生存与群落结构会造成显著影响。管道前端大量污水汇入，污水中含有丰富的大分子有机物，拟门杆菌等以大分子有机物为基质生存的微生物种群分布于此；在管道中间部分，由于前端微生物对大分子有机物的分解，乳酸等小分子有机物逐渐增多，以此为生存基质的菌属数量逐渐增多，种类逐渐丰富；在管道后端部分，污水中的污染物逐渐被消耗，微生物数量和种类也随之减少，由于管道中微生物的分解作用，污水水质得以改变。Wang A^[10]等人在研究中发现，以有机物或氢为电子供体的硫酸盐还原菌和甲烷细菌会产生竞争以获取更适应自己的生存条件。通过上述研究，微生物之间存在竞争情况，每种微生物会为汲取生存原料选取更适合自身生存的位置，不同种类微生物生存所需要的有机物成分不同是导致微生物污水管道中不同长度分布特征变化的原因之一。

1.22 污水管网内部环境

污水管网内部环境条件，如pH、溶解氧（DO）和氧化还原电位（ORP）等参数会影响生化反应过程，也会影响微生物的生长繁殖过程。当这些参数发生改变，对微生物的分布状况可能会产生影响。石烜^[4]等人利用便携式测定仪测定管网污水pH、DO，结果发现，沿程污水中pH变化不大，DO呈现降低的趋势，污水管网内部环境由缺氧向厌氧转变，管网沿程溶氧量逐渐降低，好氧细菌逐渐减少，厌氧细菌逐渐增多，生物膜群落发生改变，污水中某些污染物的含量相应降低。Gerardi M H^[9]在研究污水处理过程中发现，ORP会影响微生物的硝化、脱氮以及BOD的降解反应。Gutierrez^[14]等研究管道内PH对微生物活性的影响，发现当污水中pH值分别为8.6与9.0时，生物膜中硫酸盐还原菌的活性分别降低了30%和50%。因此据大量研究表明污水管网内部环境条件也会对微生物的生存产生影响，从而影响微生物在管道内的分布。

2 微生物对水质的影响

2.1对COD浓度的影响

化学需氧量是指在一定严格的条件下，水中的还原性物质在外加的强氧化剂的作用下，被氧化分解时所消耗氧化剂的数量。对污水COD浓度产生影响的微生物主要是碳类污染物还原菌，包含明串珠菌、梭菌、甲苯单胞菌、气单胞菌等水解发酵菌（FB），在管道中主要是微生物的发酵作用影响污水管道中TCOD的含量。管道前端有机物质含量较高，发酵菌主要分布于此，随着有机物被不断消耗，菌群数量减少，种类逐渐趋于单一。发酵作用产生的丙酸、异丁酸、乳酸等，可为其它微生物提供基质，进而减少水中其他污染物含量。魏亮亮^[11]等人对一段1000m的污水管道进行研究后发现，管道中COD浓度由原来的107.4~212.9mg/L降低至94.4~188.6mg/L。王斌^[6]在研究中发现，室温条件下，模拟管段在流经200m、400m、600m、800m、1000m、1200m的管段时，测得TCOD由初始平均浓度370.0mg/L降为343.3mg/L、319.4mg/L、297.5mg/L、279.2mg/L、264.3mg/L、251.0mg/L，TCOD含量沿程呈下降趋势。

3 总结