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　　3生物反应器应满足的条件

　　供水管网内壁存在生物膜，导致给水动力消耗增加，水体水质下降，影响用户用水安全，严重时甚至导致流行性疾病的泛滥。基于此，对给水管网生物膜进行深入研究、保证其中生物的稳定性就有着非常重要的意义。由于给水管网中生物膜的实际采样研究比较困难，模拟生物膜生长的生物反应器应运而生。生物反应器应能合理、有效地模拟实际管网生物膜生长状况。理想情况下，生物反应器不仅能提供持续剪切力，还可以重复取样，以观察生物膜随时间和空间的发展在结构和性质上的变化[1]。同时，研究生物膜的多样性也是目前的集中点，因此，生物反应器应能模拟研究温度、消毒剂余量、营养物质浓度、附着材料、水流速度等对生物膜生长的影响，以及发现新的微生物种类等。

　　4生物反应器结构组成及功能分析

　　环状生物膜挂片反应器（BAR）是一种新型模拟配水管网装置。目前，各国科学家已利用BAR进行了生物量测定、微生物细胞剥离方法、生物膜形态结构、生物可同化等多种研究[8]。如图1所示，反应器主体由内外两个有机玻璃圆筒相套而成。内部套筒盛装实验用水，套筒上下有水体进出口，实验中，即可采用水体循环式模拟给水管网中不断流动更新的水体，也可采用非循环式用以模拟给水管网中具有停留时间的水体，取用不同的水体即可进行消毒种类和方式、消毒剂余量、营养物质浓度等对生物膜影响的实验。内部套筒内安装有转子，在转子表面均匀加工有轴向槽，槽内安装聚碳酸酯膜片，表面供生物膜生长，为实验附着材料对生物膜的影响，膜片可选用不同材料；内部套筒上面开有膜片插拔口，便于随时以及重复取样；工作时，转子由电机通过联轴器带动旋转，转子的转速可由变频器调节，转子轴向槽中安装的膜片在运动中受到实验水体的剪切力作用，不同的转速能够模拟不同的剪切力。外部套筒盛装恒温水，保证实验水体处于一定的温度，以进行不同温度对生物膜的影响实验；套筒上下有恒温水入出口。内外套筒不相通[1]。实验证明，BAR反应器可以模拟管网中水流持续的不同的剪切力、不同的温度、不同的管材以及不同的水体，而且取样方便结构简单，是研究给水管网生物膜的标准装置[1]。

　　5结束语

　　生物膜在给水管网中普遍存在，并给饮用水安全带来威胁。作为研究生物膜的标准装置，生物反应器是微生物生长和生化反应的关键场所。生物反应器的结构型式、参数设计都应该考虑到是否较大程度地模拟了管网中生物膜的实际情况[9]。在满足性能指标情况下，反应器的设计还需要结构简单，成本低廉；另外，生物器运行的可靠性以及后期的操作方便性和经济性也应得到保证。

　　参考文献

　　[1]林文芳，余志晟，陈曦，等.给水管网生物膜反应器及分子生物学研究方法进展[J].环境科学与技术，2012，35（6）：71-78.

　　[2]刘雨，赵庆良，郑兴灿.生物膜法污水处理技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.

　　[3]李宇.内环流生物膜反应器传质过程模拟及实验研究[D].大连理工大学，2007.

　　[4]林璐.供水管网水力与水质特性研究[D].重庆大学，2014.

　　[5]刘慧娜，孙吉慧，沈加艳.给水管网中管壁生物膜对水质二次污染的影响[J].环保科技，2009，15（4）：9-11.

　　[6]刘文君，吴红伟，张淑琪.某市饮用水水质生物稳定性研究[J].环境科学，1999，20（2）：34-36.

　　[7]董丽华.配水管网中的细菌再生长的研究与预测[D].天津大学，2004.

　　[8]鲁巍，唐峰，张晓健.研究供水管壁生物膜的模拟系统[J].中国给水排水，2005，21（1）：22-24.

　　[9]张赵剑，赵永禄，周俊波，等.多功能悬浮式生物膜反应器设计及参数计算[J].舰船科学技术，2014（4）：139-142.