概述：超濾出水中存在的一定量小分子的有機(jī)物為異養(yǎng)菌生長(zhǎng)提供了碳源，可能導(dǎo)致細(xì)菌在管網(wǎng)中繼續(xù)生長(zhǎng)。通過(guò)配水實(shí)驗(yàn)對(duì)超濾出水在不同溫度下的異養(yǎng)菌總數(shù)、微生物活性、濁度等指標(biāo)進(jìn)行分析研究。結(jié)果表明，超濾出水中仍有少量細(xì)菌存在，這些細(xì)菌能夠在超濾出水的水質(zhì)條件下增殖，當(dāng)水溫為22℃和15℃時(shí)，HPC增長(zhǎng)了3個(gè)數(shù)量級(jí)，即使在5℃時(shí)，HPC也增長(zhǎng)了2個(gè)數(shù)量級(jí)。溫度是影響超濾出水中細(xì)菌生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素之一。

近年來(lái)隨著源水水質(zhì)的進(jìn)一步惡化，膜技術(shù)的不斷成熟，超濾在飲用水處理中獲得了廣泛應(yīng)用。相對(duì)于傳統(tǒng)工藝，超濾對(duì)濁度、顆粒物、膠體、大分子有機(jī)物的去除率較高，能有效的控制“兩蟲(chóng)”、細(xì)菌等微生物，是保證水的微生物安全性的有效技術(shù)[1]。但超濾對(duì)小分子有機(jī)物的去除能力有限[2]，這可為異養(yǎng)菌的生長(zhǎng)提供一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可能導(dǎo)致細(xì)菌在管網(wǎng)中繼續(xù)生長(zhǎng)。
在影響細(xì)菌生長(zhǎng)的諸多因素中，溫度非常重要，它可以直接或間接影響微生物生長(zhǎng)的所有因素[3]。許多研究者發(fā)現(xiàn)微生物的生長(zhǎng)繁殖速度隨著水溫的升高加快[4-5]；水溫在15℃以上時(shí)微生物活性顯著提高[6-7]。LeChevallier[8]的研究也發(fā)現(xiàn)實(shí)際管網(wǎng)中細(xì)菌的生長(zhǎng)與水溫有密切關(guān)系，即使在水溫5℃時(shí)管網(wǎng)中仍有細(xì)菌生長(zhǎng)。
本研究通過(guò)分析不同溫度下超濾出水各個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的變化情況，來(lái)反映溫度對(duì)超濾出水中細(xì)菌生長(zhǎng)的影響，為超濾出水水質(zhì)穩(wěn)定性的研究提供一定的參考。
1、?材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)方法
經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，根據(jù)實(shí)際管網(wǎng)中溫度的變化情況，選定5℃、15℃和22℃分別代表冬季、春秋季及夏季的水溫進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)。將超濾出水放入不同溫度（5℃，15℃，22℃）的環(huán)境下，每隔一定時(shí)間測(cè)定水樣的濁度、微生物活性和HPC等指標(biāo)。
1.2 實(shí)驗(yàn)用水和超濾膜
根據(jù)微污染水源水的水質(zhì)情況，采用自來(lái)水、生活污水和微囊藻按100：1：0.0025的比例配制水源水，經(jīng)過(guò)超濾處理后作為實(shí)驗(yàn)原水。所配制的微污染水源水及超濾出水水質(zhì)如表1所示。

超濾膜為PVDF中空纖維膜，膜孔徑為0.01μm，膜通量控制在15 L/(m2?h)，處理水量為1L/h。
1.3 分析方法
常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法進(jìn)行[9]。異養(yǎng)菌平板計(jì)數(shù)HPC (Heterotrophic Plate Counting) 采用R2A培養(yǎng)基，22℃培養(yǎng)7d計(jì)數(shù)[10]。采用電子傳遞體系(ETS)活性來(lái)表征體系中微生物的活性。取2mL水樣置于20mL的比色管中，加入2mL的Tirs-HCl緩沖液(pH = 8.4)及1mL的Na2SO3溶液和2mL的TTC溶液(0.4%)。將混合液放入37℃恒溫振蕩器內(nèi)培養(yǎng)10min，然后加入5mL丙酮并充分搖勻，在90℃恒溫水浴鍋中抽提10min后，在4000r/min下離心處理10min，取上清液測(cè)定485nm處的吸光度，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出TTC的量，以此來(lái)表征ETS活性[11]。

2、?結(jié)果與討論
2.1 不同水溫下HPC隨時(shí)間的變化
圖1所示為超濾出水在不同溫度條件下細(xì)菌的生長(zhǎng)情況。

如圖1所示，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，超濾出水在不同溫度下異養(yǎng)菌總數(shù)（HPC）相差較大，溫度越高，水中的細(xì)菌生長(zhǎng)越多。第7天時(shí)，水溫22℃下的HPC已達(dá)到5.98×106CFU/ml，15℃下為1.55×106CFU/ml，而5℃下只有2.75×105CFU/ml。從第7d以后的平均值看來(lái)，22℃下的細(xì)菌比15℃的多了一倍，比5℃的高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。從總體看，前期各個(gè)溫度下的細(xì)菌總數(shù)均有所增加，穩(wěn)定一段時(shí)間之后，活性都在下降。這可能是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷減少所致。
可以認(rèn)為水溫較低時(shí)，細(xì)菌處于較低的代謝水平，生長(zhǎng)速率較低；水溫較高時(shí)，細(xì)菌的代謝能力增強(qiáng)，生長(zhǎng)速率也相應(yīng)增加。這說(shuō)明細(xì)菌的生長(zhǎng)受溫度影響非常大，溫度是影響細(xì)菌生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。
2.2 不同水溫下微生物活性（ETS）隨時(shí)間的變化
由于自然環(huán)境中大多數(shù)微生物是不可培養(yǎng)的，因此異養(yǎng)菌計(jì)數(shù)（HPC）具有一定的局限性，而電子傳遞體系(ETS)活性可指示出系統(tǒng)中微生物的新陳代謝活力，可以間接反映水中微生物的生長(zhǎng)變化，對(duì)于部分不可培養(yǎng)的微生物具有一定的指示作用，是HPC的良好補(bǔ)充。圖2所示為不同溫度下細(xì)菌ETS活性隨時(shí)間的變化情況。

從圖2中可以看出，溫度越高，微生物活性越高：實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，22℃下的活性僅比15℃下的高0.4μg/ml，而在隨后的3-13d，22℃下的活性至少比15℃下的高0.8μg/ml；相比來(lái)說(shuō)，雖然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℃。與圖1相比，微生物活性在第3天達(dá)到了最高值，比HPC提前了4天。可以認(rèn)為在超濾出水中存在著較多的不可培養(yǎng)的微生物。這說(shuō)明僅靠異養(yǎng)菌計(jì)數(shù)（HPC）來(lái)評(píng)價(jià)超濾出水中微生物的生長(zhǎng)繁殖情況是不夠的。
2.3 不同水溫下濁度隨時(shí)間的變化
濁度是水透明程度的量度，它與水中懸浮物的含量、雜質(zhì)的成分等因素有關(guān)，而超濾出水中含有較少的懸浮物和顆粒物，細(xì)菌的生長(zhǎng)會(huì)引起的濁度的變化。濁度與微生物數(shù)量有一定的相關(guān)性，在一定條件下，濁度在一定程度上可以便捷、有效、快速地反映超濾出水中細(xì)菌的變化情況，以彌補(bǔ)異養(yǎng)菌計(jì)數(shù)（HPC）耗時(shí)較長(zhǎng)的不足。
圖3所示為不同溫度下水樣的濁度隨時(shí)間的變化。

從圖3可以看出，水樣濁度隨時(shí)間的推移逐漸升高，前6天濁度值均較低，隨后溫度越高，濁度增長(zhǎng)越快，濁度值越高：第13d時(shí)，5℃、15℃和22℃下的濁度分別已達(dá)到0.219NTU、0.271NTU和0.444NTU。對(duì)比圖1，可以發(fā)現(xiàn)水樣的HPC前6天時(shí)較少，在第7d達(dá)到最大值，而且溫度越高，水中細(xì)菌越多。可以認(rèn)為，水中細(xì)菌的生長(zhǎng)、繁殖及其衰亡是濁度增長(zhǎng)的一個(gè)重要因素。溫度較高時(shí)，一方面水中細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖較快，數(shù)量較多，可以增加濁度；另一方面，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水中可供細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，使得細(xì)菌不斷衰亡，這樣產(chǎn)生的殘?bào)w等也會(huì)使?jié)岫壬摺Ｒ虼耍瑵岫仍谝欢ǔ潭壬峡梢苑从吵瑸V出水中細(xì)菌的生長(zhǎng)變化情況。

3、結(jié)論
（1）雖然超濾工藝可以很好地截留細(xì)菌，但是由于超濾膜孔徑不均、反沖洗等原因，出水中仍有細(xì)菌存在，而這部分細(xì)菌能夠利用水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)迅速繁殖。
（2）超濾出水在靜態(tài)培養(yǎng)條件下，HPC一般在第7d可達(dá)到最大值。而ETS活性在3天時(shí)即可達(dá)到最大。
（3）濁度在一定程度上可以反映超濾出水中細(xì)菌的生長(zhǎng)變化情況。