受污染的地下水由于含有有機(jī)物，提供了菌藻繁殖生長(zhǎng)的條件。菌藻的繁殖不僅帶來(lái)水質(zhì)的變壞，而且會(huì)堵塞潛水泵或深井泵，造成電機(jī)燒毀等事故。齊魯石化公司供排水廠堆皋水井深井泵就出現(xiàn)此類現(xiàn)象。本文以該并為例，分析了地下水井中菌藻生長(zhǎng)繁殖的原因，提出了解決措施。
1 水質(zhì)調(diào)查
齊魯石化公司供排水廠堠皋水源地水源層為山前平原第四系沖積沙礫層孔隙水及寒武奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙水，該水源地處在表層滲透性較好的水脈下游，又位于齊魯石化公司聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)裝置地下，常年承受來(lái)自生產(chǎn)裝置的污染物質(zhì)，地下水中有嚴(yán)重的石油類有機(jī)污染物，其中污染最為嚴(yán)重的是堠皋3#井，其污染物成分主要是飽和烴、苯系及稠環(huán)芳烴類、烯烴等石油類物質(zhì)，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)水泵堵塞現(xiàn)象；而污染較輕的堠皋4#井，其中含有的有機(jī)物較少，但Cl-、SO42-等無(wú)機(jī)污染物濃度較大。
2 菌藻分析
由于堠皋3#、4#井水質(zhì)相差較大，我們分別對(duì)3#、4#井進(jìn)行采樣分析。
2.1 對(duì)3#井水進(jìn)行菌藻分析
2.1.1 垢樣分析
采樣3h后，對(duì)井管外壁水上部分、井管內(nèi)壁、井管外壁水下部分三個(gè)典型沉淀物垢樣進(jìn)行鏡檢，鏡檢發(fā)現(xiàn)，井管外壁水下部分沉淀物結(jié)構(gòu)相對(duì)松散，部分呈黃褐色半透明狀，雜以黑色致密顆粒物，微觀結(jié)構(gòu)與活性污泥相似。鏡檢發(fā)現(xiàn)垢樣中有三種游離的桿菌，其中一種菌體粗大呈臘腸狀的細(xì)菌似為硫細(xì)菌。另兩種均是具鞭毛的桿菌，區(qū)別在于菌體直徑不同。因而認(rèn)為該沉積物為細(xì)菌分泌物、菌膠團(tuán)與腐蝕產(chǎn)物共同構(gòu)成。鏡檢結(jié)果見(jiàn)表1。
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表1 3#井垢樣鏡檢結(jié)果
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部位
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井管外壁水上部分
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井管內(nèi)壁
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井管外壁水下部分
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鏡檢結(jié)果
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結(jié)構(gòu)致密，外觀褐色，鏡下完全不透光，未見(jiàn)任何菌體結(jié)構(gòu)。
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外觀黑色，較粘稠，鏡下顆粒結(jié)構(gòu)致密，完全不透光，未見(jiàn)菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)，檢到兩種游離桿菌。
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外觀黑色，較粘稠，鏡下黃褐色疏松結(jié)構(gòu)較多，微觀結(jié)構(gòu)類似菌膠團(tuán)，其間雜有黑色不透明顆粒物，較硬，完全不透光。檢到三種游離的桿菌*，其中一種呈粗大的臘腸狀。
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*有兩種與前述兩種相同
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對(duì)井管外壁水下部分黑色粘稠垢樣進(jìn)行細(xì)菌分析：稱取新鮮垢樣1.0g，吸干水分，置150mL放有數(shù)粒玻璃珠的無(wú)菌水中充分搖勻，混勻后將混合物按3:1方法培養(yǎng)計(jì)數(shù)。分析結(jié)果證實(shí)垢樣中有上述三菌類存在，且硫酸鹽還原菌數(shù)量較多。分析結(jié)果見(jiàn)表2：
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表2 3#井管外壁水下部分垢樣分析結(jié)果
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異樣菌/(個(gè)·g-1)
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鐵細(xì)菌/(個(gè)·g-1)
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硫酸鹽還原菌/(個(gè)·g-1)
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3.0×105
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5.0×103
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6.0×105
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2.1.2 水質(zhì)分析
對(duì)堠皋3#井水樣進(jìn)行常規(guī)細(xì)菌分析，即將水樣分別稀釋成1×10-1、1×10-2、1×10-3、1×10-4不同濃度，按照平板計(jì)數(shù)法培養(yǎng)計(jì)數(shù)異養(yǎng)菌、按照最大可能數(shù)法培養(yǎng)計(jì)數(shù)硫酸鹽還原菌和鐵細(xì)菌。其結(jié)果見(jiàn)表3：
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表3 3#井水分析結(jié)果
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異樣菌/(個(gè)·g-1)
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鐵細(xì)菌/(個(gè)·g-1)
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硫酸鹽還原菌/(個(gè)·g-1)
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1.0×102
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未檢出
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0.9×101
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對(duì)堠皋3#井水樣進(jìn)行藻類分析，土壤中生長(zhǎng)的藻類主要有藍(lán)藻門(mén)顫藻屬、螺旋藻屬幾個(gè)種、綠藻門(mén)氣生小球藻等，多生長(zhǎng)于至少有漫射光線的地方，但幾種營(yíng)半腐生生活的顫藻可生活于地下幾十米處。鏡檢發(fā)現(xiàn)少量的絲狀結(jié)構(gòu)物，類似某些顫藻屬藻類的藻類段，經(jīng)過(guò)查閱圖譜檢索表，分析判斷為營(yíng)半腐生生活的顫藻。這種藻是以有機(jī)物為養(yǎng)料進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖的。
2.2 對(duì)4#井水進(jìn)行菌藻分析
分析方法與3#井相同。鏡檢發(fā)現(xiàn)，垢樣呈黃褐色，較為稀薄，有少量的鐵銹。對(duì)井管外壁水下部分黃褐色稀薄垢樣進(jìn)行細(xì)菌分析：結(jié)果發(fā)現(xiàn)垢樣中細(xì)菌含量較少，僅有少量的鐵細(xì)菌。其結(jié)果見(jiàn)表4：
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表4 4#井管外壁水下部分垢樣分析結(jié)果
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異樣菌/(個(gè)·g-1)
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鐵細(xì)菌/(個(gè)·g-1)
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硫酸鹽還原菌/(個(gè)·g-1)
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未檢出
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3.0×101
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未檢出
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同樣對(duì)堠皋4#井水樣進(jìn)行常規(guī)細(xì)菌分析，其結(jié)果見(jiàn)表5：
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表5 4#井水分析結(jié)果
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異樣菌/(個(gè)·g-1)
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鐵細(xì)菌/(個(gè)·g-1)
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硫酸鹽還原菌/(個(gè)·g-1)
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未檢出
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未檢出
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未檢出
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3 分析結(jié)論
通過(guò)對(duì)堠皋3#、4#井的菌藻分析比較，可以確定菌藻在水井中生長(zhǎng)繁殖的主要原因是：進(jìn)水中存在嚴(yán)重的石油類有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物，為異養(yǎng)細(xì)菌類繁殖提供了豐富的碳源，并為化能細(xì)菌提供了電子受體；進(jìn)水中細(xì)菌類較少，但水下管壁的黑色沉淀物中細(xì)菌較多，尤其是鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌數(shù)量很高。
井管水下部分沉淀物是菌類繁殖生長(zhǎng)成的菌膠團(tuán)類物質(zhì)、菌體、井管腐蝕產(chǎn)物等共同構(gòu)成的混合物，該物質(zhì)剝落使井底靠近泵頭處混合物粘稠度增加，以致造成潛水泵泵頭堵塞、泵送量減少直至不上水。
4 處理方法
4.1 防治方案
由于細(xì)菌繁殖最為嚴(yán)重的地方為井管外壁水下部分，根據(jù)分析的結(jié)果和具體情況，選擇使用管道外壁涂刷防腐涂料，同時(shí)在防腐涂料中配有殺滅菌藻的物質(zhì)。該方法可以同時(shí)解決菌類粘泥附著和管道腐蝕問(wèn)題，作用持久、穩(wěn)定。
對(duì)于防腐涂料的配方，通過(guò)試驗(yàn)研究，選擇出1#、2#兩種防腐涂料。
1#防腐涂料為雙組分環(huán)氧基涂料，有良好的耐水性和耐鹽水性、附著力強(qiáng)、耐沖擊性好、有良好的耐油性和防化學(xué)品性能、耐微生物腐蝕。其面漆中含有毒性物質(zhì)，可有效地防止微生物的生長(zhǎng)附著。
2#防腐涂料由醇溶性無(wú)機(jī)富鋅底漆和水基防腐面漆組成，耐油耐腐蝕性能良好、附著力強(qiáng)、可以長(zhǎng)期暴露在大氣中、耐久性能強(qiáng)。其面漆中含有兩種毒性物質(zhì)，可以緩慢地釋放到周圍環(huán)境中，能有效地殺死菌藻等生物。
對(duì)于兩種防腐涂料中的有毒物質(zhì)可能擴(kuò)散到水中的問(wèn)題，可以忽略。因?yàn)樗?jīng)提升后還需進(jìn)行生物氧化等一系列處理，可以完全去除擴(kuò)散到水中的有毒物質(zhì)。
考慮到水井中泵頭處水流速度較大，井管下部60－90m處及泵頭的濾網(wǎng)使用附著力較強(qiáng)的1#防腐涂料。井管水上部分使用2#防腐涂料。
4.2 處理效果
在井管使用防腐涂料6個(gè)月后，對(duì)井管外壁水上部分、井管內(nèi)壁、井管外壁水下部分三個(gè)典型沉淀物垢樣進(jìn)行鏡檢，鏡檢未發(fā)現(xiàn)任何細(xì)菌和藻類；對(duì)水樣進(jìn)行常規(guī)分析，其結(jié)果如表6：
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表6 處理后3#井水分析結(jié)果
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異養(yǎng)菌/(個(gè)·g-1)
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鐵細(xì)菌/(個(gè)·g-1)
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硫酸鹽還原菌/(個(gè)·g-1)
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0.8×101
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未檢出
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未檢出
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鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌均未發(fā)現(xiàn)，異養(yǎng)菌的含量極少；未發(fā)現(xiàn)任何藻類。
5 結(jié)論
采用在井內(nèi)外壁涂刷防腐涂料的辦法，可有效地解決地下水因受有機(jī)物污染導(dǎo)致細(xì)菌及其腐蝕產(chǎn)物附著在井管壁上，堵塞水泵的問(wèn)題。目前，該水井泵運(yùn)行正常，井管無(wú)腐蝕現(xiàn)象和菌類繁殖引起的附著物，而且再未出現(xiàn)水泵堵塞現(xiàn)象。
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