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再生水特殊的水质条件使得输配水管道中的微生物易于繁殖和增殖,并产生微生物腐蚀。通常采用投加消毒剂的方法控制微生物的增长,然而,消毒剂在影响微生物的生长、生物膜形成的同时,也显著地改变了管网水的环境条件,进而共同影响了腐蚀过程。因此,本文以再生水管道为研究对象,研究了消毒剂和微生物耦合作用下的再生水管道腐蚀机理,以期为再生水管网的安全运行提供科学依据和理论支撑。(1)通过细菌计数法和扫描电镜技术,阐述了Q235B碳钢、球墨铸铁、317L不锈钢表面生物膜的形成和生长特性及膜内铁细菌和硫酸盐还原菌的生长情况,并结合极化曲线和交流阻抗谱测试,揭示了铁细菌和硫酸盐还原菌混合生物膜对不同金属腐蚀的促进或者抑制作用机理,并建立了相应的腐蚀过程概念模型。(2)以球墨铸铁管道为研究对象,采用极化曲线、交流阻抗谱和扫描电镜等分析手段,探讨了不同浓度的NaClO和ClO2消毒剂对球墨铸铁管道腐蚀产物和腐蚀过程的影响,揭示了ClO-和ClO2可以替代O2参与阴极的去极化过程,并与腐蚀产物络合降低了腐蚀垢层的致密性,促进腐蚀过程的发生。(3)采用环状反应器,结合高通量测序技术研究了不同浓度的NaClO和ClO2消毒剂对主体水和腐蚀垢层中的微生物多样性的影响,分析了主体水和腐蚀垢层中微生物的相关性;结合流式细胞仪和不同的染色方法对细胞的损伤状态和生理特性进行表征,分析了不同浓度的NaClO和ClO2消毒剂对主体水中细菌细胞凋亡的影响。(4)基于自行设计的流动体系下再生水管道腐蚀电化学测试装置,阐述了NaClO和ClO2通过改变水质成分(pH、DO、ORP、Cl-、电导率)引起的化学/电化学腐蚀过程和垢层中铁氧化细菌、铁还原细菌、产氨气细菌的含量引起的微生物腐蚀过程耦合的电化学-微生物腐蚀过程的机理,并分别建立了NaClO/ClO2消毒剂浓度与管壁腐蚀垢层中微生物含量影响腐蚀速率的响应面模型。