生活飲用水中大腸菌的再生長現象
控制生活飲用水中大腸菌的數量一直是供水部門努力實現的目標。自1930年美國自來水協會報道大腸桿菌(Escherichiacoli)在輸配水管道內的再生長現象以來，有關控制措施的研究進展緩慢，對飲用水中大腸菌大量出現的原因也還了解不多。
大腸菌在輸配水管道內的再生長不僅降低飲用水水質，同時干擾對水處理效果的評估，迫使人們尋找新的指示生物系統，對這種現象的研究要進一步加強。
1有關術語介紹
一般用再生長(regrowth)和后生長(aftergrowth)描述輸配水系統中大腸茵數量的增加。很多情況下，飲用水中大腸茁數量增加的原因不明，用事件(episode)或偶發事故(occurence)對此加以說明比較合適。
歐洲學者習慣用再生長解釋輸配水系統中平板法培養生長的異養茵(HPC)的增殖，而美國學者定義的再生長或后生長專指大腸茵的數量增加。由于標準不一樣，很難對歐美研究工作進行比較。值得指出的是，歐洲國家要求控制飲用水中HPC細菌的增生是不必要的，但可規定HPC細菌數量的允許上限。
Brazos等提出，再生長應該是指那些通過滅菌處理后的受損細菌在輸配水系統內修復生長，后生長則是管壁附生細菌或外源性輸入細菌污染水體。這種區分是不嚴格的，因為兩種生長都涉及細菌數量增加和水質下降。
Characklis等認為，處理不徹底(break-through)和生長(growth)是輸配水系統中細菌的兩個主要來源。如果處理不徹底，會有較大量的細菌通過凈水設備而進入輸配水系統，這與經常發生的暴發性水體傳染病直接相關。生長系指細胞繁殖而導致輸配水系統中細菌數量增加。在水中有機或無機基質比較豐富的情況下，生長現象比較嚴重。調查管道內流水的營養狀況對控制系統內細菌的生長現象至關重要。
生物膜(biofilms)由微生物、微生物代謝產物和碎屑在有機或無機表面沉積形成。生物膜可出現在任何一種沉水基質表面，其分布可能是均勻的，也可能是斑塊狀隨機生長。在生物膜生長過程中，首先是微生物和營養物質運輸到界面并發生積累，隨著微生物的增殖和細胞外化食物的分泌，生物膜逐漸形成。進入衰老期后，生物膜不斷從附生表面脫落。膜的形成速率與管材的表面理化性質、表面粗糙度、發生粘附的微生物的生理特征等密切相關。水力沖刷作用等則是使生物膜從附生表面脫落的重要因素。
細菌在流動的寡營養水體(如生活飲用水)中粘附到表面的生態優勢表現在(1)大分子化合物往往在固一液界面聚集，從而形成有利于細菌生存的適宜環境；(2)流水不斷將各種營養物質輸送給附著生長的微生物；(3)有助于細菌附生到表面的各種細胞外聚合物(EPS)可能有吸收水中營養物質的功能；(4)包埋在細胞外聚合物基質中的細菌受保護而使消毒劑失效。正是由于這些生態優勢，水中大部分細菌都生長在固一液界面。
2細菌的再生長類型
飲用水中的細菌在不同條件下發生再生長，相應的控制措施也迥然不同。
2.1消毒劑失效
在消毒劑不能產生效應的輸配水系統內，HPC和大腸菌發生再生長。其治理措施包括沖洗管網；補充消毒劑，使系統內各部分維持足夠的消毒劑殘余量；對長距離管線可采取中途加氯的辦法。另外，使用穩定性強的消毒劑也有利于控制細菌的再生長。選擇適當的處理工藝，內涂襯管道或更新管道都可維持較高的消毒劑殘余量，能有效控制細菌再生長。
2.2處理不徹底
如果處理不徹底，細菌通過凈水設備后進入管網，導致HPC或大腸菌檢出率高。有些情況下，處理不徹底不易被察覺。例如，標準檢驗法不能培養出受損細菌。但McFeters等研究發現，這些受損細菌在輸配水系統中生長一段時間后能在m-Endo培養基上形成菌落，Water等也指出，受損大腸菌能修復損傷后在生物膜內生長。現在市場上已有檢測受損大腸菌的培養基(mJT7瓊脂)銷售，一些學者還對其使用方法進行了探討。這些工作有助于管理人員發現水處理過程中的生物問題并及時采取措施。附生在懸浮顆粒表面的細菌很容易通過凈水設備而進入輸配水系統。掃描電鏡觀察發現，飲用水中17%的10-50um大小的顆粒表面附生有10-100個細菌。大量研究表明，細菌附生到大型無脊椎動物、無機懸浮顆粒、藻類等顆粒表面后，其對消毒劑的抵抗能力增強，大大提高了存活并進入管網的概率。此外，懸浮顆粒干擾用濾膜法檢驗水中大腸菌，附生在出廠水懸浮顆粒表面的大腸菌不易被檢出，難以便管理人員對水處理效果作出準確判斷。
處理不徹底的危害是很大的。在某次凈水設備運行事故電進入輸配水系統的大腸菌的數量可能不多，但一旦它們發生再生長，可導致水體微生物學衛生指標嚴重惡化。消除污染源是控制處理不徹底危害的根本途徑。利用選得性好的培養基(如m-T7瓊脂)，增加調查面積和水樣體積，采取措施將細菌與附生顆粒分離等能提高對污染源的識別，應根據結果考慮對策。
3輸配水系統內大腸菌的分布概況
優質飲用水中總有大腸茵檢出。大腸菌在輸配水管道中發生再生長的證據包括(1)出廠水中無大腸茵檢出或數量很少，而從輸配水系統取樣分析總能檢出較大量的大腸茵；(2)維持足夠的消毒劑剩余，仍可從輸配水系統中檢出大腸菌；(3)大腸茵活染事件可持續很長時間。準確解釋生長事件與大腸菌的檢出是困難的。事實上，只有為數不多的研究人員在輸配水管道生物膜中檢出了大腸菌。需要建立合理的檢驗程序幫助管理人員確認再生長導致的不明大腸菌污染事件。
4細菌在輸配水系統中的再生長現象
4.1細菌在輸配水系統中再生長的顯微觀察證據
大部分輸配水管道內表面都有微生物生長。電鏡觀察發現，表面生物膜有幾個共同特征：(1)堅硬而多孔的表面；(2)多層品格結構；(3)微生物多分布在近表面；(4)很多微生物形態相似，表明在生物膜表面有生長現象發生。
用X射線能量擴散裝置對輸配水管道內表面進行微分析。結果表明，管道腐蝕成分包括Fe、Ca、Si、P、Al和S等。這些以鐵為主要成分的腐蝕瘤表面有很多裂縫，為微生物提供足夠的附生點并起良好的保護作用。
Allen等從七個自來水公司收集樣品后進行分析。根據鑒定結果，硅藻、藻類、絲狀和桿狀細菌是生物膜中最常見的微生物。他們認為，生物膜中微生物豐富，現行標準檢驗法可能在很大程度上低估了輸配水系統內微生物的數量。
Ridgway和OIson則發現細菌斑塊狀隨機分布在樣品表面。這些零星生長的茵落的形態學差異很大，既有桿菌，也有連成鏈狀的球菌，還有絲狀和帶柄菌。其中一些細菌通過絲狀附屬器官粘附到管壁。
由于(1)源水化學和生物性質不同；(2)凈化效果差異；(3)輸配水系統的使用年限，材料組成和維修狀況；(4)樣品收集和預處理過程等有別，微觀研究的結果不完全一致。但所有收集到的資料都表明，微生物容易附生到輸配水管道表面。值得研究的是，盡管微生物在各種輸配水管網中都發生再生長，但大腸菌只在某些系統中出現嚴重的再生長現象。
4.2細菌在輸配水系統內再生長的培養證據
從輸配水管道刮取生物膜進行培養，結果HPC細菌在培養基上形成形態各樣的茵落，數量高時可達109個、cm2。硫酸鹽還原菌，硝酸鹽還原菌，亞硝酸鹽氧化菌，氨基酸氧化菌，硫氧化菌，不動桿菌(Acinetobacter)，節桿菌(Arthrobacter)，黃桿菌Flavobacter)，莫拉氏菌(Moraxelly)，芽抱桿菌(Bacilcus)，假單胞桿菌(Pseudomonas)，產堿桿菌(Alcaligenes)，無色細菌(Achromobacter)及其他多種異養菌常見于管道腐蝕瘤中。根據資料，80%的樣品中能檢出硫酸鹽還原菌，硝酸鹽還原菌則在所有腐蝕瘤中都有分布。酵母茵和絲狀真菌也出現在管道腐蝕瘤電數量分別在0.0-5.6x104個、100cm2，0.0-2.0×103cf-u、100cm2。Nagy和Olson研究了管道使用年限與附生細菌密度，HPC細菌數量增長1個對數單位。水中游離余氯含量與生物膜內HPC細菌密度無相關性。即使將游離余氯維持在l-2mg/L水平，HPC細菌密度也高達1.9×104個/m2。種類鑒定表明，在輸配水系統內不同部位生長的HPC細菌的種類相差很大。泡囊假單胞桿菌(PseudomonasVesicularis)和黃桿菌往往是水體優勢種類，而在管底沉積物和管道生物膜中，節桿菌數量居多，可達到HP-C細菌總數的20%。顯然，存在一種促進節桿菌附生到輸配水管道內壁的力量，對其進行研究于控制管道生物膜生長有重要意義。
Donlan和Pipes將試片插入輸配水系統中研究管道生物膜的生長規律。結果發現，水溫在20℃-25℃時，細菌迅速附生到樣片表面，28-115天內，樣片表面附生細菌的數量可達到104一108個、cm2，而在水溫5-9℃，29-84天內，附生細菌的密度只有102一105個、cm2。細菌的附生程度與水體中HPC細菌的數量密切相關。流速和總余氯含量與生物膜內細菌數量負相關。
4.3大腸菌
在NewJersey進行的調查表明，輸配水系統內的大腸苗來源于管道生物膜。監測結果顯示，隨著出廠水在輸配水系統內流動，大腸茵的數量增加了20倍。大腸苗在短時間水力停留過程中的生長不可能導致數量如此快速增長，必然由生物膜脫落引起。在輸配出廠水的過程中，水中大腸菌的物種多樣性增加。這反映輸配水系統內具備適合大腸苗生長的條件。而且，生物膜內生長的大腸雨的生化特點(API，20e)與水中浮游個體相同。
研究者們在分析管道生物膜時都未分離出大腸苗。但沖洗管網后取樣分析，陰溝腸桿菌(Enterobactercl-oacae)，草生歐文氏茵(E.aglomerans)，蜂房腸桿菌(E.alvei)，弗氏檸檬酸茵(Citrobacter)，肺炎克氏桿菌(Klebsiellapneumoniae)，催娩克雷伯氏菌(K.oxytoca)等大腸菌有檢出，且其生化測試反應，對抗生素的抵抗力，原生質組成等與水中浮游個體相似。
取樣方法不完善可能是未能從生物膜中檢出大腸苗的主要原因。大腸菌在輸配水系統內零里分布，隨機取樣造成疏漏。深人研究時需要改進調查方法。
5影響輸配水系統內細菌再生長的環境條件
大腸菌在輸配水系統內的再生長沒有特殊要求。一般情況下，當管道內出現有機物和懸浮顆粒物沉積，余氯消失，水溫升高等條件時，大腸曲就可能發生可生長。
5.1環境條件的影響
水溫可能是影響細菌在輸配水管道內再生長的最重要控制因素，它還直接或間接作用于影響細菌再生長的其他因素，如凈水設備運行效率，消毒劑的滅菌效果，消毒劑的擴散，管道腐蝕速率，管網水力運行狀況等。大部分自來水公司還不具備調節水溫的設施，因而不能有效控制其作用。
大量研究表明，水溫高于15℃后，細苗表現出較強的代謝活性。Fransolet等發現，除了生長速度，細菌的滯留期及產量也與溫度有關。例如，惡臭假單胞菌(Pseudomonasputidq)在7.5℃時的滯留期為3天。17.5℃時只10小時。顯而易見，低水溫時，細菌尚未發生大規模再生長就已流出管網，不會嚴重降低水質，但高水溫可使水質生物學指標較大程度惡化。
大腸桿菌和艾他腸道茵屬廣溫性細菌，在5-4℃溫度范圍內部可生長。但當水溫低于20℃后，大腸菌和產氣腸桿菌(Enterobacteraerogenes)生長極其緩慢。
降水是從外界輸入話染源的環境過程。lowtller和Moser分析發現，雨后，水體濁度增加，源水總有機碳(TOC)達到最高值。Lecheva11ier等推測，雨水攜帶營養物進入水體，提高了水體營養水平，有利于細菌增效。雨水還直接將多種細菌帶人濾池。
5.2水體營養物質的影響
細菌在生長過程中必須從外界環境中攝取營養滿足物質合成和能量代謝需要。碳、氮和磷是大腸茵和HPC細菌生長必需的。
5.2.1磷元素
磷在自然界主要以正磷酸鹽形式存在。大部分細菌不能直接利用這種形式的磷酸鹽，因而研究磷酸鹽在水中的形態轉換及其周轉率尤為重要。Herson等將磷酸鹽緩沖液加入主水管道，結果出現細眩生長加快的現象。他們視此很山結論，磷是細菌生長過程中的限制因子。但研究者們未考慮加入緩沖液后水體pH值的改變，實際上，pH值變化可能降低一些金屬的毒性或形成有利細菌生長的環境。Rosenzweig指出，磷酸鹽腐蝕抑制劑對大腸茁的影響作用不大，但正磷酸鋅濃度過高D寸，有些大腸茵的生長受抑制。
5.2.2氮元素
飲用水中氮化合物包括有機氮、氨、礎酸鹽、亞硝酸鹽，它們都會帶來不同程度的水質問題。氨可作為自養苗的電子供體，促進輸配水系統內細面的生長。地下水中往往含有較大量的氨，水體難以維持生物穩定狀態。水庫中氨氧化細菌增破不僅消輪余氯，也使水體亞硝酸鹽含量增加。
各種利用氮的自養苗的生長周期長，只在水力停留時間長，水溫高時才帶來嚴重危害。人們還不清楚氮對大腸苗的影響。有些大腸苗，如克雷伯氏苗等固定氮，氮所起的作用更為復雜。
5.2.3碳元素
HPC細菌利用有機碳合成新的細胞物質(同化作用)，釋放能量(異化作用)。水中有機碳主要是自然起源，由死的植物體分解生成。常見的有機碳包括富里酸和腐殖酸、聚多糖、蛋白質。
美國國家環保局(1JSERA)選擇80個地點測量出廠水中難降解總有機碳(NPTOC)含量，平均結果1.5mg/L。如果按HPC細菌對碳、氮、磷的需求比100：10：1(C:N:P)計算，有機碳是生長限制因子。
可同化有機碳(AOC)是TOC的一部分，它們易為細菌消化吸收。1978年，VanderKooU首次提出測量AOC的生物分析方法。根據這種方法，美國一些學者對飲用水小AOC的含量進行了監測。結果表明，飲用水的AOC在1-2000ug(ac-Ceq)/L。
LeChevallier等發現，在輸配過程中，飲用水AOC含量呈逐漸下降趨勢。實際上，出廠水離開凈水設備不久，水小AOC就明顯降低。分析發現，水中AOC含量與HPC細菌生長顯著相關。如果水中AOC低于54捍g兒，大腸桿菌生長被抑制，AOC高于50mg/L，大腸苗生長良好。很多自來水公司生產的自來水含有較高AOC，因而可能出現比較嚴重的細菌再生長現象。
生物膜內生長的細菌可通過多種途徑從貧營養水體攝取生長所需營養物質。Geesey認為，細菌分泌的細胞外化合物具有富集營養物的作用。A11en和Geldreich則發現，管道瘤抽提物促進細菌生長。受鐵氧化物的刺激，大腸菌在20℃生長90小時后數量可達到2×108個/100mL。
管材也是影響細菌生長的重要因素。Si、PVC、聚乙烯、瀝青涂層等都能促進細菌再生長。尤其將瀝青涂層水浸后，用GC-MS可分析出48種有機化合物，30mg/L的余氯才能控制細菌生長。
5.2.4無機能源
輸配水系統中，可供自養細菌利用的無機能源包括亞鐵離子、還原性硫化合物、氫氣、錳、氨和亞硝酸鹽等。這些無機能源物質對大腸菌的影響還不為人們了解。有可能是營養共生作用促進生物膜內細菌的生長。
5.3余氯影響
維持一定的消毒劑剩余右助于控制輸配水系統內細菌的再生長，但無法徹底消除細菌的再生長現象。
5.3.1游離余氯
維持水中游離余氯含量與細菌數量下降并不顯著相關。Reilly和Kippen調查發現，即使將水中游離余氯維持在0.2mg/L水平，仍有63%的水樣中有大腸苗檢出。如果要抑制生物膜內細菌的生長，游離余氯量高達15-20mg/L。
Goshko等認為，要控制輸配水管道內大腸菌的生長，將游離余氯維持在6mg/L以上是必要的。但這種高游離余氯含量在實際中難以接受。首光，水中游離余氯含量高，THM化合物的生成量大，對人體健康構成威脅。其次，高余氯帶來異味，管道腐蝕加速等問題。
細菌在含氯水體中存活下來的機制包括附生到固體表面，細胞間發生凝聚，生物膜老化，細茵長出膠囊，滅菌前的生長環境，細胞壁結構變化等。這此因素可能相互作用，增加滅菌生物膜的難度。
5.3.2氯胺影響
不同消毒劑對生物膜的作用方式不一樣。例如，細菌附生在鐵管表面時，3-4mg兒的游離余氯也不足以控制生物膜生長，而2.0mg/L氯胺即可有效減少生物膜內存活細菌的數量。Hass等對此進行分析時認為，余氯反應活性強，在滲人生物膜內部之前就己消耗掉，而一氯胺反應活性差，能部分滲入生物膜內殺滅細菌。
消毒劑不能滲入生物膜內可能是高氯水中仍有大腸苗檢出的重要原因。有效控制生物膜在管道內壁的生長，進一步研究消毒劑在管壁--水界面的作用行為是必要的。
5.4腐蝕和沉積物積累影響
輸配水管道內腐蝕干擾消毒劑的滅菌效率。氯在管壁--水界面與亞鐵離子發生如下反應：2Fe(HC03)2十Cl2十Ca(HCO3)2一*2Fe(OH)3十CaCl2十6CO2
若鐵以化合物形式存在，游離氯與之發生反應的活性較化合氯強。生物膜積累來自金屬管材的亞鐵離子，因此，游離余氯運輸到生物膜后不僅與細胞外聚多糖反應，同時消耗亞鐵離子，降低游離余氯含量，使鐵腐蝕瘤內出現數量較多的大腸苗。
沉積物和碎屑在輸配水管道內發生積累為細菌提供良好的生長環境，也使細茵免受消毒劑作用。沖洗或機械別除可除去疏松吸附征管壁的沉積物和管瘤。一般情況下，沖洗或副垢后應適當提高氯的投加量(5-50mg/L)，以殺滅沖洗下來的細菌，防止生物污染擴大并提高水質。
5.5水力影響
Donlant和Pipes研究認為，水流速度與生物膜積累負相關。管道內水流速度快，輸送到管道內壁的營養物質多，有利于細菌生長。與此同時，消毒劑擴散快，水流切應力大，抑制生物膜生長。管道內水流不暢，消毒劑消耗速度快，微生物易發生再生長，因而死水端水質一般較差。
水流速度變化及水錘都是使腐蝕瘤從管壁表面脫落的重要因素。Opheim等調查發現，停水或進水期間，水中細菌數量增加10培。其他物理振動干擾也可使水中細菌數量增加。Clark等試圖建立監測余氯和THM生成量的水力模型，這對了解細菌在輸配水系統內的再生長很有意義。
6控制管道內細菌再生長的措施
6.1提高水處理效果
控制細菌在輸配水管道生長的最根本措施是通過改進水處理過程，生產優質水，同時選擇合適的監測方法，準確判斷污染水體的細菌的來源，以利采取相應防治策略。
6.2沖洗管網
沖洗和機械清除是改善管網水質的傳統方法，但很少有自來水公司花費大量資金開展周期性的全面沖洗工作，也未配備相應的工作人員。AWWA制訂了規劃和實施沖洗方案的原則，可作為有關部門工作參考。需要指出的是，一旦管網內發生了細菌再生長現象，沖洗和機械清除只能控制細菌增生，無法徹底消除再生長現象。在NewHaven甚至出現沖洗后，由于生物膜脫落，水中大腸菌數量增加的情況。
6.3使用有效消毒劑
一些供水部門的生產經驗表明，剩余化合氯的次生滅菌效果好。據Kreft等對70家使用氯胺的自來水公司的調查，氯胺滅菌能力強。Macleod和Zimmernlan報道，在末改用氯臟消毒前，56.1%的被檢水樣中有大腸苗檢出，改用氯胺后，大腸苗檢出率降至18.2%。
LeChevallier等研究認為，控制鐵管內生物膜生長的剩余一氯胺量為2.0mg兒。在實際工作中，應根據水質和管道特征對用量進行調整。Hackensack自來水公司從1982年開始使用氯胺消毒，初期將氯胺殘余量控制在2.0mg/L。但出于水樣有大腸苗檢出并出現硝化作用，1986年，將氯胺殘余量提高到3.0mg/L，當年夏季，水樣中很少有大腸菌檢。幾個月后，進一步將氯臟殘余量提高到4.0mg/L。1986年11月以來，輸配水系統內末再出現細苗再生長和硝化作用現象。
很多自來水公司采用提高游離余氯含量(3-6mg/L)的辦法控制大腸菌的再生長，但效果不佳。使用氯胺并將其殘余量維持在2-4mg/L‘可能更為有效，但在實際操作前仍需進行更大規模的系統研究。
6.4控制管道腐蝕
使用腐蝕抑制劑能提高游離余氯對鐵管生物股內細菌的殺滅效果。LeCl、evallier等報道，調節pH和堿度，投加正磷酸鋅可使游離余氯的滅菌效果增加10-100倍。用石灰調節水體pH具有明顯的殺菌作用。在SPringfield管網系統，將pH調至10.2，游離余氯調至3-5mg/L，生物膜內細菌生長被大大抑制。在水質參數(pH，水溫等)變化幅度大的情況下，難以對腐蝕進行有效控制，加入腐蝕抑制劑對大腸菌存活的影響不明顯。有必要進一步研究腐蝕對游離余氯滅菌效果的影響。
6.5控制水體營養水平
生物處理是通過微生物生長除去水中營養物，從而生產出生物穩定水，控制細菌在管道中再生長。生物處理形式多樣，包括流化床，慢砂濾，快砂濾，顆粒活性炭(GAC)吸附等。這些生物處理工藝能有效除去可生物降解的有機碳，但在實際應用時仍需進一步論證。
LeChevailier等的研究表明，粉末活性炭(PAC)不僅降低水中AOC含量，而且可使THM濃度下降50-75%。在預處理過程中加入氧化劑(如臭氧)有助于提高生物處理效果。通過氧化反應，水中復雜的長鏈化合物轉化為易吸附到GAC或被細菌利用的可生物降解化合物。但氧化生成的氧在一定程度上提高細菌的代謝活性。同時，水中AOC含量增高，促進細菌再生長。如果奧氧用量過大，產生的低分子化合物和極性氧化產物難發生吸附。而且，臭氧處理的成本是比較高的。
K11ebler認為，氧化使管網水中細菌發生再生長的概率增加，如果沒有生物過濾設施，那么供水部門應慎重考慮使用具氧化工藝。
6.6生物處理的優勢
生物處理的優勢包括(1)能有效除去各種污染物；(2)提高處理效果；(3)除異臭、異味和異色效果好；(4)降低出廠水的余氯投加量；(5)抑制消毒劑副產物(THM)的生成；(6)降低細菌再生長所需營養物質的濃度。很多自來水公司都需要解決出廠水異臭、異昧和異色，氯用量大，消毒副產物生成量大，管道內細苗再生長等問題。如果條件許可，應考慮采用生物處理工藝。
6.6.1生物處理對污染物的除去作用生物處理能選擇性除去一些污染物。Wang等報道，GAC處理后，酚、氰化物、各種重金屬(Fe、Mn和Cu等)的除去率分別達到80%，65%、80-92.5%，但三氯甲烷、四氯化碳等化合物的除去量不大，接至出現臭氧--GAC處理后，水中揮發性有機物含量增加的情況。據此，一些研究人員指出，應根據源水水質和污染物類型選用生物處理工藝。
6.6.2生物處理對水處理過程的影響臭氧-GAC處理過程中使用臭氧可提高混凝等水處理過程的效率，并增強色和鐵錳氧化物等的除去效果。奧氧-GAC處理后，水中TOC含量下降，能使濾床運行時間延長2-4倍，節省了更換和處理濾料的費用。
6.6.3生物處理降低用氯量
歐洲國家對出廠水進行生物處理的目的在于除去水的異味和異色。同時也發現，GAC過濾處理后，消毒用氯量下降，這樣避免帶來異味和異色，而且使氯的剩余保持相對穩定。據Balon等報道，由于生物處理后氯的穩定性增加，可減少中途加氯站的建設。美國要求95%的管網水樣必須含有一定量的剩余消毒劑，設計生物處理工藝是報有意義的。
6.6.4生物處理降低氯化副產物J6生成
生物處理后，消毒用氯量下降，反應副產物的生成量也減少。就達到消毒副產物控制標準而言，生物處理是一種很好的選擇。
6.6.5生物處理抑制細菌再生長控制輸配水系統內細菌的再生長是對水體進行生物處理的主要原因之一。生物處理可除去90%左右的AOC，對其他營養物質的除去率也高，因而能有效抑制細菌在輸配水系統內生長。Bour-bigot等報道，生物處理后，水樣的細菌檢出率1%，大腸桿菌檢出率僅0.3%。
在水體生物穩定性好的情況下，無需進行二次消毒。一般要求生物處理后水體AOC<50mg/L，TOC<2.0mg/Lo低于這兩個臨界值，大腸茵生長才被抑制。如果要攝制HPC細菌生長，需進一步使AOC<10mg/L。
6.7生物處理的不足
生物處理涉及細菌等微生物的生長培養，這些微生物可能進入出廠水中，污染水體。事實上，GAC濾出水中檢出了腸桿菌，克雷伯氏菌，檸檬酸桿菌，哈夫尼茵，變形茵，氣單胞菌等屬的細菌。從九個水廠取樣分析，結果表明，17%的水樣含有附生大腸菌的碳顆粒，其中28%的大腸茵為糞大腸菌生物型。為了控制附生細菌進入出廠水后再生長，一些歐洲學者建議取消預氯化，在GAC過濾后再投加氯。
7小結
大腸茵的再生長問題受到越來越廣泛的關注。與大腸茵再生長密切相關的參數包括溫度和降水等環境因子，水體營養物(C、N、P)含量，消毒劑殘余量，腐蝕，沉淀物積累，水力條件等。處理不徹底則使受損細菌及附生在顆粒表面的細菌進入出廠水中。必須尋找適當的檢測方法計數這些細菌并對處理效果進行準確評估。
有關輸配水系統內微生物生態的研究正在不斷走向深入。人們已在一定程度上認識了微生物抵抗消毒劑的機制，開始對出廠水進行生物深度處理。在將來一段時間里，需要探討如何將現有技術應用到生產領域，同時進一步研究微生物生態學基本原理。
生物處理，生物膜，可同化有機碳等術語開始為人們接受。供水部門在改善供水生物指標時，必須重視對水處理過程的監測，加強對輸配水系統的維修，及時消毒管道內壁，控制水體營養水平。
對自來水大腸菌含量的要求會越來越嚴格。為了保證水質，供水部門應持之以恒地開展研究并不斷將研究成果應用于生產實際。
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