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超滤出水中细菌生长受水温的影响

移动版 转载请注明来源:净水器之家  2011-12-14 09:19

  随着源水水质的进一步恶化,膜技术的不断成熟,超滤在饮用水处理中获得了广泛应用。相对于传统工艺,超滤浊度、颗粒物、胶体、大分子有机物的去除率较高,能有效的控制“两虫”、细菌等微生物,是保证水的微生物安全性的有效技术[1]。但超滤对小分子有机物的去除能力有限[2],这可为异养菌的生长提供一定的营养物质,可能导致细菌在管网中继续生长。 净水器之家,您的净水器家园 http://www.ro361.com

 

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  在影响细菌生长的诸多因素中,温度非常重要,它可以直接或间接影响微生物生长的所有因素[3]。许多研究者发现微生物的生长繁殖速度随着水温的升高加快[4-5];水温在15℃以上时微生物活性显著提高[6-7]。LeChevallier[8]的研究也发现实际管网中细菌的生长与水温有密切关系,即使在水温5℃时管网中仍有细菌生长。

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  本研究通过分析不同温度下超滤出水各个水质指标的变化情况,来反映温度对超滤出水中细菌生长的影响,为超滤出水水质稳定性的研究提供一定的参考。 内容来自净水器之家 http://www.ro361.com

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  1、 材料与方法 净水器之家,您的净水器家园 http://www.ro361.com

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  1.1 实验方法 copyright 净水器之家 http://www.ro361.com

 

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  经过调查研究,根据实际管网中温度的变化情况,选定5℃、15℃和22℃分别代表冬季、春秋季及夏季的水温进行静态试验。将超滤出水放入不同温度(5℃,15℃,22℃)的环境下,每隔一定时间测定水样的浊度、微生物活性和HPC等指标。 copyright 净水器之家 http://www.ro361.com

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  1.2 实验用水和超滤膜

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  根据微污染水源水的水质情况,采用自来水、生活污水和微囊藻按100:1:0.0025的比例配制水源水,经过超滤处理后作为实验原水。所配制的微污染水源水及超滤出水水质如表1所示。 内容来自净水器之家 http://www.ro361.com

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  超滤膜为PVDF中空纤维膜,膜孔径为0.01μm,膜通量控制在15 L/(m2•h),处理水量为1L/h。 转至净水器之家 http://www.ro361.com

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  1.3 分析方法 内容来自净水器之家 http://www.ro361.com

 

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  常规水质指标的测定均按国家标准分析方法进行[9]。异养菌平板计数HPC (Heterotrophic Plate Counting) 采用R2A培养基,22℃培养7d计数[10]。采用电子传递体系(ETS)活性来表征体系中微生物的活性。取2mL水样置于20mL的比色管中,加入2mL的Tirs-HCl缓冲液(pH = 8.4)及1mL的Na2SO3溶液和2mL的TTC溶液(0.4%)。将混合液放入37℃恒温振荡器内培养10min,然后加入5mL丙酮并充分摇匀,在90℃恒温水浴锅中抽提10min后,在4000r/min下离心处理10min,取上清液测定485nm处的吸光度,通过标准曲线计算出TTC的量,以此来表征ETS活性[11]。

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  2、 结果与讨论

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  2.1 不同水温下HPC随时间的变化 copyright 净水器之家 http://www.ro361.com

 

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  图1所示为超滤出水在不同温度条件下细菌的生长情况。 转至净水器之家 http://www.ro361.com

 

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  如图1所示,随着时间的延长,超滤出水在不同温度下异养菌总数(HPC)相差较大,温度越高,水中的细菌生长越多。第7天时,水温22℃下的HPC已达到5.98×106CFU/ml,15℃下为1.55×106CFU/ml,而5℃下只有2.75×105CFU/ml。从第7d以后的平均值看来,22℃下的细菌比15℃的多了一倍,比5℃的高了一个数量级。从总体看,前期各个温度下的细菌总数均有所增加,稳定一段时间之后,活性都在下降。这可能是随着时间的延长,水中的营养物质不断减少所致。

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  可以认为水温较低时,细菌处于较低的代谢水平,生长速率较低;水温较高时,细菌的代谢能力增强,生长速率也相应增加。这说明细菌的生长受温度影响非常大,温度是影响细菌生长的关键因素。

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  2.2 不同水温下微生物活性(ETS)随时间的变化 copyright 净水器之家 http://www.ro361.com

 

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  由于自然环境中大多数微生物是不可培养的,因此异养菌计数(HPC)具有一定的局限性,而电子传递体系(ETS)活性可指示出系统中微生物的新陈代谢活力,可以间接反映水中微生物的生长变化,对于部分不可培养的微生物具有一定的指示作用,是HPC的良好补充。图2所示为不同温度下细菌ETS活性随时间的变化情况。 净水器之家,您的净水器家园 http://www.ro361.com

 

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  从图2中可以看出,温度越高,微生物活性越高:实验开始时,22℃下的活性仅比15℃下的高0.4μg/ml,而在随后的3-13d,22℃下的活性至少比15℃下的高0.8μg/ml;相比来说,虽然5℃下的和15℃下的活性相差不大,但是仍可看出,15℃下活性高于5℃。与图1相比,微生物活性在第3天达到了最高值,比HPC提前了4天。可以认为在超滤出水中存在着较多的不可培养的微生物。这说明仅靠异养菌计数(HPC)来评价超滤出水中微生物的生长繁殖情况是不够的。 内容来自净水器之家 http://www.ro361.com

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  2.3 不同水温下浊度随时间的变化

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  浊度是水透明程度的量度,它与水中悬浮物的含量、杂质的成分等因素有关,而超滤出水中含有较少的悬浮物和颗粒物,细菌的生长会引起的浊度的变化。浊度与微生物数量有一定的相关性,在一定条件下,浊度在一定程度上可以便捷、有效、快速地反映超滤出水中细菌的变化情况,以弥补异养菌计数(HPC)耗时较长的不足。

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  图3所示为不同温度下水样的浊度随时间的变化。 copyright 净水器之家 http://www.ro361.com

 

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  从图3可以看出,水样浊度随时间的推移逐渐升高,前6天浊度值均较低,随后温度越高,浊度增长越快,浊度值越高:第13d时,5℃、15℃和22℃下的浊度分别已达到0.219NTU、0.271NTU和0.444NTU。对比图1,可以发现水样的HPC前6天时较少,在第7d达到最大值,而且温度越高,水中细菌越多。可以认为,水中细菌的生长、繁殖及其衰亡是浊度增长的一个重要因素。温度较高时,一方面水中细菌生长繁殖较快,数量较多,可以增加浊度;另一方面,随着时间的延长,水中可供细菌生长繁殖的营养物质减少,使得细菌不断衰亡,这样产生的残体等也会使浊度升高。因此,浊度在一定程度上可以反映超滤出水中细菌的生长变化情况。


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