再生水营养物质丰富，为微生物大量滋生提供了适宜条件。微生物生长可能会造成管网腐蚀，影响再生水水质安全，因此探究管网中微生物生长对管网腐蚀的影响，对于延长管网寿命和保证供水安全具有积极意义。

    再生水是指雨水、工业废水、生活污水进行集中深度处理达到一定的水质标准后，进行二次利用的水。再生水的回用途径主要包括以下五个方面：工业用水、农田灌溉、城市杂用、景观环境、地下水回灌。再生水回用于工业，主要用于锅炉、冷却塔的洗涤和工艺的补充水源。为了提高工业用水的重复利用率，我国相继建成了大量再生水回用工程。

    冷却水是工业用水大户，实现再生水的冷却回用对于工业节水具有重大意义。

    例如，北京从 2007 年开始，相继有国华热电厂、华能热电厂、高井热电厂、石景山热电厂、高安屯垃圾焚烧厂等工业用户以再生水作为循环冷却水的补充水源。天津的咸阳路再生水回用工程，主要用于杨柳青电厂的循环冷却补充水源。2012 年，大连的第二再生水处理厂，主要将再生水用于供给第二热电厂的循环冷却水和其他工业用水。再生水回用已经成为未来城市节水的关键途径。但是由于再生水由于水质成分复杂，营养物质丰富，随着管网余氯的衰减，微生物势必会大量生长，特别在长期运输过程中，势必会引起管道的腐蚀问题，给管道的安全运行和水质安全带来严重隐患，探究微生物对于管道的腐蚀影响和腐蚀机理就显得尤为重要。

    再生水管道的微生物腐蚀问题

    再生水水质成分复杂，pH 适宜，营养丰富，为微生物生长提供了丰富的碳源、氮源、磷源，再加上再生水中溶解氧丰富，管道内温度变化不大，有大量的微生物滋生，其主要种类有细菌，真菌，藻类。

    细菌 包括：①产黏泥细菌，粘附力很强，能够覆盖在金属表面；②硫细菌，硫细菌在污水中比较常见，能把硫磺颗粒和硫化氢氧化成硫酸根离子；③铁细菌生能把水中的亚铁离子氧化成三价铁离子；④硫酸盐还原菌能够把硫酸根还原成硫化氢；⑤硝化细菌能把亚硝酸盐氧化成硝酸盐。

    真菌 真菌主要有丝状霉、菌似酵母菌、担子菌。菌丝大量生长能形成生物粘泥，管道将会受到堵塞。

    藻类 能利用光能进行同化作用，在接触到光的场所比较常见，主要有蓝藻、绿藻、硅藻。

    微生物腐蚀对再生水管道的危害

    再生水中的微生物附着在管壁上，微生物新陈代谢的有机酸以及微生物群体本身形成微生物膜，改变了管壁的局部环境，对管道的水泥砂浆涂层和混凝土产生腐蚀作用。某些微生物比如硫细菌和硝化细菌，经过一系列的生物化学作用，使水泥水化物分解，使得管道的涂层受到损坏。加上再生水对管道的外在冲刷浸泡的双重作用，防腐涂层更容易膨胀剥落，进而使管道的金属管材裸露于再生水中，引起金属的微生物电化学腐蚀，给再生水管道运行安全以及水质安全带来多方面隐患。

    微生物腐蚀的危害主要表现在以下方面：1）恶化水质。再生水中的微生物大量繁殖，势必引起水质的浊度、色度增加，甚至水体发臭。2）形成生物黏泥。再生水中的微生物附着在管壁，与无机物以及其代谢物一起形成生物膜，影响再生水的水力流动，堵塞管道，破坏水泥砂浆保护层的结构，使得水泥砂浆内衬剥离、脱落到水中，使水中的悬浮物和其他颗粒增多，进一步恶化水质。3）影响管道质量安全，降低管道使用寿命。在生物垢的影响下，管壁保护层脱落剥离后，微生物垢直接与金属管材接触，造成钢筋、铸铁生锈腐蚀，甚至引起管道裂缝，影响管道的使用，造成巨大的经济损失。

    再生水中微生物腐蚀研究进展

    （1）碳钢的微生物腐蚀

    关于碳钢的微生物腐蚀研究，主要集中在海水、油田循环冷却水领域，研究的微生物菌种主要是单一的硫酸盐还原菌对碳钢的腐蚀。近年来，逐渐出现了很多关于混合微生物或者新兴微生物对于碳钢的腐蚀研究。A3 钢在单一的氧化亚铁硫杆菌、单一的链霉菌和两种混合菌的环境里，金属表面的腐蚀形态和形貌随着菌种状态而改变。Q235 钢在青霉菌的作用下，其腐蚀状态跟微生物膜的状态和微生物活性密切相关。从成品油的油罐里分离出芽孢杆菌和氧化硫硫杆菌对 Q235 碳钢的腐蚀行为更加严重。

    （2）铸铁的微生物腐蚀

    2011年， Sancy等用电化学阻抗谱、SEM、EDS 技术研究了含有多年腐蚀产物的铸铁的腐蚀特性，并提出了内外部不同的腐蚀产物转移运输模型。同年，陈笑居从哈尔滨某水厂的输水管网的腐蚀产物中，分离出硫酸盐还原菌和铁细菌，采用失重法和腐蚀法研究了铸铁管材在单一菌种和混合菌种下的腐蚀状态，结果表明，单一菌种促进铸铁的腐蚀，混合菌种延缓铸铁的腐蚀。乔培鹏等对某核电厂球磨铸铁管道失效进行了分析，指出腐蚀瘤是致使管道失效的主要原因，局部氧浓差电池加速了管道的腐蚀。

    （3）不锈钢的微生物腐蚀

    2010 年，李进等采用交流阻抗谱法、原子力显微镜和能谱仪结合的扫描电镜，研究了从北京某电厂的循环冷却再生水中分离出的硫酸盐还原菌对 304不锈钢的腐蚀的影响。研究表明，随着浸泡时间的延长，不锈钢表面的微生物膜逐渐增厚，腐蚀产物逐渐堆积增加，不锈钢的电化学腐蚀过程由活化极化控制，转变为活化极化和扩散步骤控制。

    焦迪等从北京以再生水作为循环冷却补充水的冷却塔底分离出硫酸盐还原菌，比较研究了 304 不锈钢、316L 不锈钢、317L 不锈钢在含有硫酸盐还原菌的再生水中的腐蚀行为。经过原子显微镜、电化学交流阻抗谱测定后，结果表明，硫酸盐还原菌极大地促进了 304 不锈钢的腐蚀，对 316L 不锈钢、317L 不锈钢基本不发生腐蚀。2013 年，李雨等研究了304 不锈钢在天然海水中的腐蚀行为，采用奥林巴斯荧光显微镜观察不锈钢表面微生物膜的变化情况，结合交流阻抗谱的研究结果表明，微生物膜在一定程度上抑制了不锈钢的腐蚀。

    （4）铜合金的微生物腐蚀

    再生水回用成为未来城市节水的关键途径。再生水由于水质成分复杂，在长期运输过程中，势必会引起管道的腐蚀问题，给管道的安全运行和水质安全带来严重隐患。再生水中营养物质丰富，随着管网余氯的衰减，微生物势必会大量生长，探究微生物对于管道的腐蚀影响和腐蚀机理，最终为提出新型管道防腐技术措施提供理论依据，对再生水管网安全运行、防止管网水质二次污染以及延长管道寿命都具有重要的理论价值和社会经济效益，进而确保再生水回用作为解决水资源短缺重要途径的技术、经济和社会价值。