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    純化水系統的微生物污染分為外源性微生物污染和內源性微生物污染。外源性微生物污染主要來自原水，內源性微生物污染主要來自單元操作以及分配系統。微生物涵蓋有益和有害的眾多種類，其的生長和存活需要五大條件，包括適宜的營養條件、適量的氧含量、合適的pH值、合適的環境溫度以及合適的接種量。

    純化水系統中的大部分微生物是以生物膜為形式存在于系統內表面，形成不斷的污染源，很難取樣和定量，也很難用一些常規的方式處理。目前來說，臭氧消毒是應用廣泛且去除生物膜有效的方法。

    純化水系統的微生物負荷發展的趨勢與細菌生長曲線相關聯，包括遲緩期、對數期、穩定器、衰退期四個階段，不同階段的生長繁殖速度和菌群數量有所區別。因此，在純化水系統設計時掌握微生物變化規律，可以合理確認消毒和殺菌周期。

    純化水系統發生微生物污染受到多方面因素的影響，主要包括流速、表面粗糙度、死角、坡度、溫度、連接方式等等。對于一些自動化程度不高的純化水系統，人員手動操作是引起污染的重要因素之一。

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