城市污水管網水質變化特性分析

吳慶華

【摘 要】長期研究表明，污水管網在輸送過程中，其中的水質會發生改變。水質特性改變的原因在于兩個方面，一方面是一些懸浮污染物經過沉淀后會變成管道內的沉積物；另一方面是，在污水管網中會產生微生物，微生物會在污水中發生降解作用。

【Abstract】Long term research shows that the water quality of sewage pipe network will change during transportation. The cause of water change characteristics in two aspects， one is some suspended pollutants through precipitation will become the sediment in the pipeline； on the other hand， in the sewage pipe network， it will produce microorganisms， microorganisms will degraded in sewage.

【關鍵詞】城市污水管網；水質變化；特性

【Keywords】urban sewage pipe network； water quality change； characteristics

【中圖分類號】X5 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）06-0050-02

1 引言

近年來，我國相關城市污水管網中水質變化特性的研究在于微生物會對水質產生怎樣的作用。以城市污水管網為主要研究對象，運用模擬管道的循環流動來研究水質具有的變化特性。研究表明，污水在6小時內的流動過程中，通過管道中微生物和沉積作用，城市污水中的總有機物去除率能夠達到10.79%，在這之中采用沉積和生物降解方式在總去除率中占有重要比重，并且在污水管網中氮類污染物的去除率能夠達到11.15%，其中管道沉積和生物降解能夠達到一半，生物降解是通過改變氮類污染物的特質實現的[1]。

2 城市污水管網水質變化的研究方式

2.1實驗裝置分析

實驗裝置由檢查井、有機玻璃管道、排氣閥、進水管、流量計、回流管、潛水泵以及水箱等構成。在實驗裝置設置之初，要保證模擬管道管徑的長度和實驗相符，同時要保證管道可以分為4個小段，要想保證每一段的長度均等，在坡度的設置上也要保持一致性，4個管道之間的連接可以通過檢查井來進行。在實驗的模擬管道中要包含出水閥的設置，從而能夠通過出水閥進行實時取樣。在實驗裝置頂端的設計中要注重排氣管孔的設置，從而能夠通過排氣孔及時地排出管道內的空氣，并且要保證有機玻璃管道連接處的密封性，可以運用法蘭和橡膠圈對其進行密封。

為了能夠更加方便地進行實驗、觀察實驗過程以及分析模擬實驗結果，可以采用有機玻璃管道，模擬管道中檢查井的材質也要選用有機玻璃，用黑色遮光布把模擬管道遮住，以創造模擬實驗中污水管網的避光環境。實際中的污水管道使用時間比較長，鋼筋混凝土管一般都比較粗糙，在設計實驗裝置過程中要注重用砂紙對有機管內部進行打磨，保證其粗糙值在1.2mm，可以通過流體流動阻力實驗來分析有機玻璃打磨后的粗糙程度，從而保證有機玻璃模擬管道和實際污水管道的粗糙程度大體一致。實驗中的污水樣本可以采用實際污水管網中的污水，這樣能夠保證實驗的準確性，在實驗過程中還要保證實驗污水和實際管道污水的溫度相同，減少實驗中由于反復使用而造成溫差過大的現象，可以在實驗中存放污水的水箱外面設置冷水外筒，以此來保證實驗污水和實際污水的溫度大體一致。在實驗過程中可以通過潛水泵保證污水能夠流到頂端的檢查井中，以此來進行循環實驗。

2.2 取樣污水水質分析

在實驗中使用的污水主要取自城市生活中的實際污水，經過檢查和分析，發現水質中包含總有機物、總氮、溶解態總氮、溶解態有機物、氨氮、總磷等。

2.3 取樣污水和測定方式分析

在實驗反應器應用一個月內，管道中的生物量值逐漸處于平穩趨勢。實驗結果顯示，30d之后管壁生物膜厚度就會達到自身最大值并且能夠一直保持不變，這就證明實驗中應用的生物膜系統已經產生，在以后的實驗中可以在循環過程中取樣，實驗表明系統運行6個月之后生物膜檢測情況沒有產生較大變化。在循環結束之后要把污水立刻排出，以保證實驗結束和下個實驗之間管道中微生物的狀態沒有太大變化，并且管道內要一直具有相應量的污水和模擬微生物的生活環境，這樣才可以在開始下次實驗之前把原有污水排出，再采用新的污水進行實驗。

3 城市污水管網水質變化特性分析

3.1 有機污染物在污水管道內的變化

在污水管網中生物降解可以分為兩種，首先是漂浮態生物絮體有機物的降解，其次是管道內壁中生物膜對有機物的降解。通過對實驗模擬管道內的生物進行掃描電鏡分析，發現管內壁中具有大量微生物的生物膜結構，并且菌群種類多，大多數是球菌和鏈球菌[2]。

3.2 污水管網中氮磷污染物成分的變化分析

通過對實驗中的數據進行分析，可以發現兩種有機物和總氮轉化數據。通過生物降解作用以及沉積方式對有機物和氮類污染物會產生不同的反應，其中沉積作用主要是反應在有機物的變化當中，而總氮去除是通過沉積和生物降解的作用共同形成的。通過對實驗過程的分析顯示，這些作用的結果都會由于水中氮磷污染物的不同形態和不同去除率產生不同的影響[3]。實驗結果顯示，在城市污水管網中水質的分析其中溶解態的總氮占有80%，懸浮態的總氮占有20%，沉積作用在實驗中占據比較大的比重，這樣就表明，在總氮的變化和影響當中，沉積作用和生物降解作用具有相同的效果。總氮由無機氮和有機氮構成，經過實驗表明，溶解性有機氮的氨化會增加，會減少其中一部分降解的作用。

3.3 城市污水管網水質變化特性展示

在城市污水管網中，由于其構成成分的不同，在流通過程中出現的化學反應和物理反應等，都會對污水特性產生不同的作用[4]。實驗表明，排出污染物中沉積影響的因素中一部分是由于生物降解形成。另外，實驗表明在城市污水管網中水質會產生不同程度的變化，在實際情況中也會具有相應差別，而模擬管道中水質變化現象比較弱，造成這種現象的主要原因是由于實驗中使用的污水在流動的過程中已經發生了降解反應，而實際管道中一開始檢測的污水則是沒有經過作用的生活污水，這樣就會造成實驗存在一些偏差，導致實驗過程可能與實際的污水管網現狀存在差異性，但是對于在不同條件下水質變化情況，其仍具有代表作用。

4 結語

綜上所述，目前我國關于城市污水管網中水質變化特性分析的研究基本都是微生物對水質的影響，實驗表明管壁上的生物膜具有降解作用，能夠有效地去除有機物，采用數學模型和現場試驗的方式，可以分析微生物降解作用對有機物的影響，但是其中要注重對管道沉積作用的分析，注重兩種方式對污染物去除的占比研究。本文通過研究污水管網中水質變化特性和沉積、生物降解的作用分析，以此來有效地分析污水管網中水質變化特性。

【參考文獻】

【1】金鵬康，郝曉宇，王寶寶，等. 城市污水管網中水質變化特性[J].環境工程學報，2015（03）：1009-1014.

【2】金鵬康，王斌. 城市污水管網對水質的生化改善特性[J]. 環境工程學報，2016（07）：3401-3408.

【3】許斌，陳軼，孫永利，等. 團島污水處理廠預處理過程水質變化特性分析[J]. 給水排水，2016（09）：26-31.

【4】郝瑞霞，趙繼成，馬寧，等. 城市污水處理廠泥區廢液水質特性分析[J]. 中國給水排水，2008（23）：75-79+84.