孫旭東　王恩福　李嬙
天津市自來水集團有限公司

　　近來年隨著人民生活水平不斷提高，對飲用水的質量要求越來越高。而作為供水行業，隨著科技水平的提高、檢測手段的增強，對飲用水的質量非常關注。世界各國從注重重金屬的污染、有機物的污染發展到注重微生物對水質的影響，對其檢測項目也逐步增加，把飲用水衛生安全問題已擺在了首位。除常規衛生項目檢測外，亞硫酸鹽還原厭氧菌在近二十年來已成為歐盟的檢測項目，WHO（世界衛生組織）推薦檢測項目，在中國水協“2000年規劃”中也被列為檢測項目。
　　亞硫酸鹽還原厭氧菌孢子比營養型菌體對化學和物理因素的作用更有抗性，可以指示長期的污染，可彌補大腸菌作為檢測指標的不足。它們在消毒過的水中存在，指示水處理過程的不足，及抗消毒劑的病原體可能還殘存。尤其產氣莢膜梭狀芽孢桿菌（C.Perfringens）在過濾水中的存在可能指標過濾過程中的問題。為了解該菌的特性及在實際應用上的作用，為保證城鎮供水安全，我們對其進行了初步研究，結果表明合理地設計投氯點，在耗氯量不大情況下，充分發揮C.T值，對去除該菌有明顯的效果。濾前余氯值的控制，對該菌的消毒起著至關重要的作用。濾前余氯值控制在1.0mg/l以上，接觸時間達95分鐘左右，可獲得滿意的去除率。水溫的提高對殺菌起一定效果。

實驗方法與結果

　　 一、實驗方法
　　 1、水樣采集 取某水廠工藝水（源水、濾前、濾后、出庫水）
　　 2、方法選擇ISO6461--2--86
　　 3、水樣檢測
　　 取100ml水樣，75℃加熱15分鐘以殺死營養型細菌，選擇水樣中的孢子。
　　 4、濾膜與培養
　　 水樣通過濾膜（0.2μm）過濾，把細菌孢子持留于膜上。將濾膜置于專用的選擇性培養基（亞硫酸鹽-鐵-瓊脂）上，于37±1℃厭氧培養44±4h。
　　 二、實驗結果
　　 1、合理地設計投氯點，在耗氯量不大情況下，濃度保持一定水平，充分發揮C.T值中的T值，對去除該菌有明顯的效果。
　　 2、在水溫相同情況下，隨著濾前余氯值升高，濾前去除率明顯提高。（見表1、表2）
　　 3、濾前余氯值的控制，確保該菌在全過程的去除率達100%直著至關重要的作用。濾前余氯值控制在1.0mg/l以上，接觸時間達95分鐘左右，可獲得滿意的去除率（見表1、表2）
　　 4、在濾前余氯值相似時，水溫升高去除率可提高。（見表1、表2）
　　 5、濁度在目前3NTU以下對該菌去除無明顯影響。（見表1、表2）
　　 6、pH值在源水水質變化不大情況下，其對生產消毒影響可以忽略。（見表1、表2）

表1：亞硫酸鹽還原厭氧菌孢子檢測記錄 18日 19日 20日 21日 25日 26日 31日 2月1日 2日 3日 源

水 pH值 - 8.32 8.28 8.41 8.39 8.43 8.42 8.40 8.40 8.35 8.45 水溫 ℃ 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.8 1.0 濁度 NTU 2.9 2.7 2.4 3.0 2.7 2.6 2.0 2.0 2.2 2.3 檢測菌群 個/100ml 140 82 78 92 74 88 92 78 70 88 濾
前
水 pH值 - 0.5 0.6 7.94 7.98 7.91 8.29 8.03 7.92 8.09 8.07 水溫 ℃ 2.7 2.9 0.8 0.5 0.6 0.6 0.9 0.9 0.9 0.9 濁度 NTU 2.9 2.9 2.3 3.14 2.7 2.8 2.3 2.2 1.87 2.1 余氯 mg/L 0.7 0.6 0.6 0.5 0.8 0.7 1.0 1.2 1.87 1.2 檢測菌群 個/100ml 38 10 10 32 10 38 8 4 2 6 去除率 % 72.86 87.80 87.18 65.22 86.49 56.82 91.30 97.44 97.14 93.18 間隔時間 min 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 濾
后
水 pH值 - 8.02 7.94 7.96 7.91 8.11 8.28 7.89 7.89 8.07 7.92 水溫 ℃ 0.7 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.9 1.0 0.9 0.9 濁度 NTU 0.78 0.89 1.0 1.21 1.31 1.36 0.8 0.83 0.82 1.2 余氯 mg/L 0.7 0.6 1.2 1.0 1.6 1.6 0.6 1.4 1.6 1.4 檢測菌群 個/100ml 16 16 1 7 4 3 1 4 3 0 去除率 % 57.89 -60.0 90.0 78.13 60 92.10 87.5 0 -50.00 100.0 間隔時間 min 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 出
庫
水 pH值 - 7.74 7.84 8.00 8.04 7.92 8.13 7.99 8.04 7.88 7.96 水溫 ℃ 4.2 4.3 0.7 0.6 0.4 0.6 1.0 1.0 1.0 0.9 濁度 NTU 0.61 0.63 1.27 1.4 1.7 1.24 0.8 0.91 0.76 0.91 余氯 mg/L 1.0 1.0 1.2 1.4 1.8 1.4 0.5 1.4 1.4 1.4 檢測菌群 個/100ml 14 5 7 0 10 4 0 0 6 4 去除率 % 12.5 68.75 -600.0 100 -166.7 -25.00 100.0 100.0 -100.0 / 每日系統水量 5327 5271 5333 5277 5183 5175 4883 4879 5081 5129

表2　　 亞硫酸鹽還原厭氧菌孢子檢測記錄 日期（2000年） 3月20日 3月29日 3月30日 3月31日 4月5日 4月7日 源水 pH值 - 8.16 8.36 8.47 8.48 8.59 8.52 水溫 ℃ 9.2 10.4 10.6 11.0 11.9 11.4 濁度 NTU 2.8 4.8 3.6 4.0 3.8 4.0 檢測菌群 個/100ml 26 80 65 50 42 80 濾水前 pH值 - 7.8 7.82 7.90 7.92 8.02 8.14 水溫 ℃ 9.3 10.4 10.8 11.1 11.9 11.6 濁度 NTU 2.4 2.5 2.1 2.3 1.8 1.9 余氯 mg/L 0.9 1.6 1.6 1.4 1.0 1.2 檢測菌群 個/100ml 5 4 3 96.00 4 3 去除率 % 87.77 95.00 95.40 96.00 90.48 96.25 間隔時間 min 45 45 45 45 45 45 濾水后 pH值 - 7.86 7.81 7.88 7.90 8.00 8.12 水溫 ℃ 9.6 10.6 10.8 11.2 12.0 11.4 濁度 NTU 0.77 0.46 0.50 0.59 0.51 0.62 余氯 mg/L 0.1 1.2 1.4 1.2 0.1 0.8 檢測菌群 個/100ml 1 0 1 0 0 0 去除率 % 80.00 100 66.67 100 100 100 間隔時間 min 20 20 20 20 20 20 出庫水 pH值 - 7.84 7.98 8.00 8.00 8.04 8.20 水溫 ℃ 9.2 10.2 10.5 11.0 11.8 11.3 濁度 NTU 0.80 0.65 0.72 0.65 0.65 0.96 余氯 mg/L 1.6 1.4 1.4 1.4 1.4 1.2 氨氮 個/100ml 0.2 0.35 0.35 0.35 0.32 0.5 檢測菌群 % 0 0 1 0 0 5 去除率 min 100 / 0 / / / 每日系統水量 7106 10108 10104 6840 6040 11584

　　 討論與分析

　　亞硫酸鹽還原厭氧菌其錄屬于牙孢桿菌科，按照其還原硫化物為能源之一的特性，分屬梭狀桿菌屬或脫硫腸狀桿兩個菌屬。因此亞硫酸鹽還原厭氧菌我們認為是具有還原亞硫酸鹽，有牙孢厭氧等特點的菌群，而不是某個菌屬的純菌種。其共性是革蘭氏染色陽性、有牙孢厭氧或微嗜氧，主要生存于人、動物腸道、呼吸道、土壤中，對氯抵抗力大于腸道致病菌。其中梭狀菌屬是WHO在《飲用水的質量標準》中所著重提到的。此菌屬為桿菌狀，一般為革蘭氏陽性，至少在初生長期為革蘭氏陽性，有的在后期或在長期陳舊培養基生長時也轉為芏蘭氏陰性。該屬有內生牙胞，且牙胞直徑大于菌體，而少數菌株無牙胞。沒有特殊可刺激牙胞生成的特殊培養基。活菌樣品在70—80℃，10分鐘或95%酒精處理45min可出現牙胞。厭氧生長并產生H2S（培養魏氏桿菌）可引起創傷感染，其主要引起氣性壞疽、食物中毒和壞死性腸炎。這一類菌群需引起我們城鎮供水人員的高度重視。歐盟新近制定的引水標準中該項目檢測標準以由1980年0個/20ml提高到0個/100ml，由此可見國外同行對其重視程度。
　　在水處理過程中，水溫、pH值、投氯量、時間等因素對細菌的殺滅起著重要作用。由于該類菌群含有芽胞，使其抵抗力較營養細菌高，而供水行業由于受生產條件的限制，水溫、pH值都很難調控，投氯量也不能無限制增加，因此只有適當提高投氯量，且晝延長反應時間雙重調控，以增加C.T值，以達到完全消毒目的。
　　為進一步了解在生產實踐中該菌的去除，我們對水溫0.6℃左右及水溫10℃左吉進行了生產性實驗。結果表明：水處理總體流程時間大體在95分鐘左右，在這段消毒時間內該菌對氯消毒有一定敏感性，尤其是濾前余氯值的控制對該菌全過程的去除起著很大作用。在相同水溫情況下，隨著濾前余氯值升高，濾前菌值明顯降低，去除率升高，且濾后水及清水庫菌值降低。這表明濾前余氯值保持在1.0以上，有效增加了氯消毒反應時間，對去除該菌有著明顯作用。這表明濾前余氯值保持在1.0以上，有效增加了氯消毒反應時間，對去除該菌有著明顯作用。在濾前余氯值相似時，水溫的提高也對殺菌起了一定效果，因此隨著水溫的提高也可適當降低余氯值。一般講，濁度的降低對滅菌會起一定的作用，但源水濁度值在3NTU以下對該菌去除無明顯影響，有隨濁度降低而去除率增加的趨勢。
　　在實驗中我們體會到原消毒系統采用三點投氯（源水配水井、濾前、濾后），濾前余氯控制在0.5～0.7mg/l范圍滅菌效果不明顯，去除率在56.82～87.80%左右。當投氯點采用兩點加氯（取消濾前加氯點），而配水井投氯量以濾前余氯值在1.0～1.6mg/L范圍為控制依據，其滅菌效果顯著，去降率達90.48--97.44%。同時我們發現有些水樣在濾前菌數較少情況下濾后反而增多的現象，去除率達90.48--97.44%。同時我們發現有些水樣在濾前菌數較少情況下濾后反而增多的現象，此點正好說明在過濾工藝中的不足。我們考慮有三種原因：第一、所取水樣不同步。第二、濾床有一定濾菌吸附作用，濾前未被滅掉的殘留細菌會被吸附在濾床表面，由于長期的運行必然造成濾床上積留。若濾前沒有足夠的余氯保證過濾過程的消毒，那么積留的細菌是一種潛在的危害。第三、濾池的運行應處于良好的運行狀態而保證良好的過濾和沖洗，否則會使濾床結成泥球、泥餅，嚴重時會造成板結現象。這樣反沖洗時就會出現沖洗強度不均勻的現象，就會出現濾床的松動現象，絮狀物就可以穿透濾床而漏入處理好的水中，而亞硫酸還原菌等厭氮源菌可依靠絮狀體形成厭氧膜而存在，因此透過濾減少濾床負荷，并且保證濾池經常處于良好 的運行狀態。　　
　　此外清水庫存的運行狀態也較為關鍵。清水庫存具有貯存、調節、平衡水量的功能，但運行中一定使之不留死角，且合理使用水庫容積利用率。當清水庫存內流速較低時，水體中殘留的微小絮體會在清水庫中沉積，當濾池穿透時亦有細小濾料帶入清水庫。這樣，久而久之以此為載體形成生物膜千萬厭氧狀態，也可使亞硫酸還原菌等厭氧菌在其中繁殖，給生產造成誤導，因此清水庫在運行中應避免此類現象在，減少二次污染機會杜絕檢出率。
　　在本次生產實驗中我們將水廠生產工藝上的三點加氯改為兩點加氯，但總加氯量未改變，重點加大源水配水井的投氯量，加長氯的反應時間，加大濾前水余氯濃度，在濾后適當補氯，確保出廠余氯合格。在出廠水鹵代烴等有機指標變化不大的情況下較好的去除了該菌，降低了生物風險，同時也控制了整體藥劑成本。但由于我們只做了平峰供水期，水溫在0℃-10℃左右，氯的擴散度小，不均勻，飽和度高的生產實驗，而對于高峰供水期水溫較高，氯擴散度高，均勻，但飽和度低的情況尚未做更多工作，且在這一時期源水pH值升高、藻類繁殖、有機物含量升高，以上結論是否成立尚需進一步論證。
　　鳴謝：公司領導王寶林、韓硯萍、陰沛軍以及有關人員除洪慶、韓硯齊、孫麗晶等對此項工作給以大力支持與幫助，在此一并表示感謝。

參考文獻

　　1、Bergey‘s Manual of Systematic Bacteriology 1984：663￡100
　　2、《飲用水的質量標準》（第二版，第一卷） 1990
　　3、張穎悟等 《臨床微生物學》 1987：384
　　4、《亞硫酸鹽還原厭氧菌孢子檢測》（ISO6461-2-86）