震后,由于垃圾、粪便等不能被及时处理,水源水病原微生物的浓度可能会明显增加,因此应采取相应的应急措施来保证供水水质。本课题以绵阳市三水厂的实际水质及处理工艺为背景,为应对震后偏碱性(pH≈8.0)水源水可能造成的病原微生物突发性污染,以大肠杆菌为指示菌,对消毒应急方案进行了研究。首先对氯、氯胺及臭氧这三种消毒剂进行了比较和优选。对三者的消毒效能、消毒剂的持久性、以及经济、可行性进行了比较,同时考虑绵阳市三水厂的实际情况,最终选择氯消毒为主要的消毒方式。提出分步氯消毒为震后重建期原水突发高微生物污染时的应急处理方案,臭氧可作为备选方案。用去离子水配水考察了氯消毒的基本规律。研究了在偏碱性水中氯投量、接触时间、pH、温度等因素对消毒效能的影响。结果表明,氯对大肠杆菌的灭活率与反应时间、氯投量及温度呈正相关性,碱性条件不利于大肠杆菌的灭活。以清水消毒实验所总结出的规律为理论基础,配水模拟绵阳市三水厂原水水质进行了实验研究,采用分步氯消毒(预氯化+混凝+沉淀+过滤+氯消毒)的方式模拟水厂实际的处理流程。首先对影响消毒效能的水质因素与分段投加氯进行了研究。结果表明,氯的消毒效果随原水TOC和浊度的增大而逐渐减弱;在氯投量相同的情况下,将氯分两次投加(预氯化+清水消毒)与一次性投加(清水消毒)相比,前者对大肠杆菌的灭活效果和对TOC、UV254、浊度的去除效果均优于后者。基于以上对联用工艺特点的考察,针对震后可能出现的不同程度的微生物污染,拟定并优化了相应的应急处理方案:当原水菌浓度为10CFU/mL左右时,用常规工艺(滤后投氯量2mg/L)即可使其出水达标;当原水菌浓度分别为10~2、10~3、10~4和10~5CFU/mL左右时,所对应的使出水微生物达标的预氯化投量分别为6、10、15、25mg/L。当原水中菌浓度和有机物含量较高时,可将臭氧预氧化作为备选方案。当原水菌浓度为10~4和10~5CFU/mL左右时,可使出水微生物达标的臭氧投量分别为2.0mg/L和3.0mg/L。利用原子力显微镜(AFM)的成像技术以及力曲线的测定分析并讨论了偏碱性条件下大肠杆菌在氯消毒过程中的形貌、结构参数以及力学特性随接触时间及氯投量的变化,对氯灭活大肠杆菌的机理进行了初步探讨,研究认为氯对大肠杆菌的灭活与其对细胞壁的破坏有关。