城市污水管网污染物沉积与冲刷释放规律研究

为明确城市污水管网中污染物沉积、冲刷释放及微生物降解作用对有机物去除的贡献,以管网中城市污水为研究对象,通过建立有沉积与无沉积的模拟管道,在首次冲刷的理论基础上得到管道污染物沉积释放计算模型,进而研究了不同流量下有机污染物的沉积与冲刷释放规律,并对不同流量下进出水的粒径分布及颗粒组成进行分析。结果表明,在管道6 h水力循环条件下,当流速为0.32 m/s时,污水中有机物变化以沉积贡献为主;当流速增加为管网最小设计流速0.6 m/s时,污染物沉积现象得到显著改善,冲刷释放效应增强;当流速进一步增加为0.9 m/s时,冲刷释放成为主要作用,生物降解作用微弱。     

污水管网中无机氮类营养盐迁变规律

以一套长1 200 m的城市污水模拟管网为对象,采用人工配水方式,研究了管网中含氮化合物的变化情况,分析评价了沿程氮类营养盐的迁变转化特性.结果表明,以氯化铵为氮源基质,管网微生物将其同化合成生命所需的物质以进行细胞增殖.游离氨基酸、结合氨基酸、核酸是代谢产生的主要含氮有机化合物,其中氨基酸占溶解性有机氮(DON)的绝大多数.同时利用三维荧光光谱、尺寸排阻色谱技术对水中有机物的荧光特性及相对分子质量分布的表征结果显示,污水中有机物的特征荧光峰有所增多,主要以类蛋白、类微生物代谢产物为主,且荧光强度随管网沿程逐渐增强;水中的小分子营养盐在微生物的同化作用下转化为复杂的大分子有机物.     

城市污水管网内生物菌群演替规律

建立了一套长1200 m的城市污水模拟管段,研究了城市污水管网中微生物菌群的沿程演替规律,分析了管网生物膜的pH、DO、厚度、结构及菌群构造的变化情况.结果表明,城市污水管网生物膜pH变化不大,DO由0.35 mg·L-1减小为0.26 mg·L-1,生物膜厚度沿程开始呈增长趋势,平均厚度由300μm增加至800 m处的平均最大厚度560μm,此后呈现降低趋势,这主要与水力冲刷及易吸收营养物质的减少有关,因水力冲刷作用,管网生物膜的初始结构表面平整,随管网长度增加,生物膜呈现疏松构造,从而增大了生物膜比表面积,有利于其生长发育.同样作用下,管网生物膜中的菌群数量也呈现逐渐减少的趋势,生物菌群也发生了较大的变化,其中,200 m处有球菌属、链球菌属、杆菌属、链杆菌属、芽孢杆菌属等菌群,依次400 m、600 m处有肠球菌、脱硫弧菌属、硫单胞菌属,1000 m以后以甲烷球菌、反硝化杆菌、脱氮硫杆菌等厌氧菌为主,沿程菌群种数减少后形成了稳定的菌群结构存在.