地下水井菌藻繁殖防治技术

1 水质调查
　　齐鲁石化公司供排水厂堠皋水源地水源层为山前平原第四系冲积沙砾层孔隙水及寒武奥陶系石灰岩岩溶裂隙水，该水源地处在表层渗透性较好的水脉下游，又位于齐鲁石化公司联合企业生产装置地下，常年承受来自生产装置的污染物质，地下水中有严重的石油类有机污染物，其中污染最为严重的是堠皋3#井，其污染物成分主要是饱和烃、苯系及稠环芳烃类、烯烃等石油类物质，曾经发生过水泵堵塞现象；而污染较轻的堠皋4#井，其中含有的有机物较少，但Cl-、SO42-等无机污染物浓度较大。
2 菌藻分析
　　由于堠皋3#、4#井水质相差较大，我们分别对3#、4#井进行采样分析。
2.1 对3#井水进行菌藻分析
　　 2.1.1 垢样分析
　　采样3h后，对井管外壁水上部分、井管内壁、井管外壁水下部分三个典型沉淀物垢样进行镜检，镜检发现，井管外壁水下部分沉淀物结构相对松散，部分呈黄褐色半透明状，杂以黑色致密颗粒物，微观结构与活性污泥相似。镜检发现垢样中有三种游离的杆菌，其中一种菌体粗大呈腊肠状的细菌似为硫细菌。另两种均是具鞭毛的杆菌，区别在于菌体直径不同。因而认为该沉积物为细菌分泌物、菌胶团与腐蚀产物共同构成。镜检结果见表1。
表1 3#井垢样镜检结果

部位	井管外壁水上部分	井管内壁	井管外壁水下部分
镜检结果	结构致密，外观褐色，镜下完全不透光，未见任何菌体结构。	外观黑色，较粘稠，镜下颗粒结构致密，完全不透光，未见菌胶团结构，检到两种游离杆菌。	外观黑色，较粘稠，镜下黄褐色疏松结构较多，微观结构类似菌胶团，其间杂有黑色不透明颗粒物，较硬，完全不透光。检到三种游离的杆菌*，其中一种呈粗大的腊肠状。
*有两种与前述两种相同

　　 对井管外壁水下部分黑色粘稠垢样进行细菌分析：称取新鲜垢样1.0g，吸干水分，置150mL放有数粒玻璃珠的无菌水中充分摇匀，混匀后将混合物按3:1方法培养计数。分析结果证实垢样中有上述三菌类存在，且硫酸盐还原菌数量较多。分析结果见表2：
表2 3#井管外壁水下部分垢样分析结果

异样菌/(个·g-1)	铁细菌/(个·g-1)	硫酸盐还原菌/(个·g-1)
3.0×105	5.0×103	6.0×105

　　 2.1.2 水质分析
　　对堠皋3#井水样进行常规细菌分析，即将水样分别稀释成1×10-1、1×10-2、1×10-3、1×10-4不同浓度，按照平板计数法培养计数异养菌、按照最大可能数法培养计数硫酸盐还原菌和铁细菌。其结果见表3：
表3 3#井水分析结果

异样菌/(个·g-1)	铁细菌/(个·g-1)	硫酸盐还原菌/(个·g-1)
1.0×102	未检出	0.9×101

　　对堠皋3#井水样进行藻类分析，土壤中生长的藻类主要有蓝藻门颤藻属、螺旋藻属几个种、绿藻门气生小球藻等，多生长于至少有漫射光线的地方，但几种营半腐生生活的颤藻可生活于地下几十米处。镜检发现少量的丝状结构物，类似某些颤藻属藻类的藻类段，经过查阅图谱检索表，分析判断为营半腐生生活的颤藻。这种藻是以有机物为养料进行生长繁殖的。
2.2 对4#井水进行菌藻分析
　　分析方法与3#井相同。镜检发现，垢样呈黄褐色，较为稀薄，有少量的铁锈。对井管外壁水下部分黄褐色稀薄垢样进行细菌分析：结果发现垢样中细菌含量较少，仅有少量的铁细菌。其结果见表4：
表4 4#井管外壁水下部分垢样分析结果

异样菌/(个·g-1)	铁细菌/(个·g-1)	硫酸盐还原菌/(个·g-1)
未检出	3.0×101	未检出

　　同样对堠皋4#井水样进行常规细菌分析，其结果见表5：
表5 4#井水分析结果

异样菌/(个·g-1)	铁细菌/(个·g-1)	硫酸盐还原菌/(个·g-1)
未检出	未检出	未检出

3 分析结论
　　通过对堠皋3#、4#井的菌藻分析比较，可以确定菌藻在水井中生长繁殖的主要原因是：进水中存在严重的石油类有机污染物和无机污染物，为异养细菌类繁殖提供了丰富的碳源，并为化能细菌提供了电子受体；进水中细菌类较少，但水下管壁的黑色沉淀物中细菌较多，尤其是铁细菌、硫酸盐还原菌数量很高。
　　井管水下部分沉淀物是菌类繁殖生长成的菌胶团类物质、菌体、井管腐蚀产物等共同构成的混合物，该物质剥落使井底靠近泵头处混合物粘稠度增加，以致造成潜水泵泵头堵塞、泵送量减少直至不上水。
4 处理方法
4.1 防治方案
　　由于细菌繁殖最为严重的地方为井管外壁水下部分，根据分析的结果和具体情况，选择使用管道外壁涂刷防腐涂料，同时在防腐涂料中配有杀灭菌藻的物质。该方法可以同时解决菌类粘泥附着和管道腐蚀问题，作用持久、稳定。
　　对于防腐涂料的配方，通过试验研究，选择出1#、2#两种防腐涂料。
　　1#防腐涂料为双组分环氧基涂料，有良好的耐水性和耐盐水性、附着力强、耐冲击性好、有良好的耐油性和防化学品性能、耐微生物腐蚀[1]。其面漆中含有毒性物质，可有效地防止微生物的生长附着。
　　2#防腐涂料由醇溶性无机富锌底漆和水基防腐面漆组成，耐油耐腐蚀性能良好、附着力强、可以长期暴露在大气中、耐久性能强。其面漆中含有两种毒性物质，可以缓慢地释放到周围环境中，能有效地杀死菌藻等生物。
　　对于两种防腐涂料中的有毒物质可能扩散到水中的问题，可以忽略。因为水经提升后还需进行生物氧化等一系列处理，可以完全去除扩散到水中的有毒物质。
　　考虑到水井中泵头处水流速度较大，井管下部60－90m处及泵头的滤网使用附着力较强的1#防腐涂料。井管水上部分使用2#防腐涂料。
4.2 处理效果
　　在井管使用防腐涂料6个月后，对井管外壁水上部分、井管内壁、井管外壁水下部分三个典型沉淀物垢样进行镜检，镜检未发现任何细菌和藻类；对水样进行常规分析，其结果如图表6
表6 处理后3#井水分析结果

异养菌/(个·g-1)	铁细菌/(个·g-1)	硫酸盐还原菌/(个·g-1)
0.8×101	未检出	未检出

　　铁细菌、硫酸盐还原菌均未发现，异养菌的含量极少；未发现任何藻类。
5 结论
　　采用在井内外壁涂刷防腐涂料的办法，可有效地解决地下水因受有机物污染导致细菌及其腐蚀产物附着在井管壁上，堵塞水泵的问题。目前，该水井泵运行正常，井管无腐蚀现象和菌类繁殖引起的附着物，而且再未出现水泵堵塞现象。