城市污水管网水质变化特性分析

吴庆华

【摘 要】长期研究表明，污水管网在输送过程中，其中的水质会发生改变。水质特性改变的原因在于两个方面，一方面是一些懸浮污染物经过沉淀后会变成管道内的沉积物；另一方面是，在污水管网中会产生微生物，微生物会在污水中发生降解作用。

【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.

【关键词】城市污水管网；水质变化；特性

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

【中图分类号】X5 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）06-0050-02

1 引言

近年来，我国相关城市污水管网中水质变化特性的研究在于微生物会对水质产生怎样的作用。以城市污水管网为主要研究对象，运用模拟管道的循环流动来研究水质具有的变化特性。研究表明，污水在6小时内的流动过程中，通过管道中微生物和沉积作用，城市污水中的总有机物去除率能够达到10.79%，在这之中采用沉积和生物降解方式在总去除率中占有重要比重，并且在污水管网中氮类污染物的去除率能够达到11.15%，其中管道沉积和生物降解能够达到一半，生物降解是通过改变氮类污染物的特质实现的[1]。

2 城市污水管网水质变化的研究方式

2.1实验装置分析

实验装置由检查井、有机玻璃管道、排气阀、进水管、流量计、回流管、潜水泵以及水箱等构成。在实验装置设置之初，要保证模拟管道管径的长度和实验相符，同时要保证管道可以分为4个小段，要想保证每一段的长度均等，在坡度的设置上也要保持一致性，4个管道之间的连接可以通过检查井来进行。在实验的模拟管道中要包含出水阀的设置，从而能够通过出水阀进行实时取样。在实验装置顶端的设计中要注重排气管孔的设置，从而能够通过排气孔及时地排出管道内的空气，并且要保证有机玻璃管道连接处的密封性，可以运用法兰和橡胶圈对其进行密封。

为了能够更加方便地进行实验、观察实验过程以及分析模拟实验结果，可以采用有机玻璃管道，模拟管道中检查井的材质也要选用有机玻璃，用黑色遮光布把模拟管道遮住，以创造模拟实验中污水管网的避光环境。实际中的污水管道使用时间比较长，钢筋混凝土管一般都比较粗糙，在设计实验装置过程中要注重用砂纸对有机管内部进行打磨，保证其粗糙值在1.2mm，可以通过流体流动阻力实验来分析有机玻璃打磨后的粗糙程度，从而保证有机玻璃模拟管道和实际污水管道的粗糙程度大体一致。实验中的污水样本可以采用实际污水管网中的污水，这样能够保证实验的准确性，在实验过程中还要保证实验污水和实际管道污水的温度相同，减少实验中由于反复使用而造成温差过大的现象，可以在实验中存放污水的水箱外面设置冷水外筒，以此来保证实验污水和实际污水的温度大体一致。在实验过程中可以通过潜水泵保证污水能够流到顶端的检查井中，以此来进行循环实验。

2.2 取样污水水质分析

在实验中使用的污水主要取自城市生活中的实际污水，经过检查和分析，发现水质中包含总有机物、总氮、溶解态总氮、溶解态有机物、氨氮、总磷等。

2.3 取样污水和测定方式分析

在实验反应器应用一个月内，管道中的生物量值逐渐处于平稳趋势。实验结果显示，30d之后管壁生物膜厚度就会达到自身最大值并且能够一直保持不变，这就证明实验中应用的生物膜系统已经产生，在以后的实验中可以在循环过程中取样，实验表明系统运行6个月之后生物膜检测情况没有产生较大变化。在循环结束之后要把污水立刻排出，以保证实验结束和下个实验之间管道中微生物的状态没有太大变化，并且管道内要一直具有相应量的污水和模拟微生物的生活环境，这样才可以在开始下次实验之前把原有污水排出，再采用新的污水进行实验。

3 城市污水管网水质变化特性分析

3.1 有机污染物在污水管道内的变化

在污水管网中生物降解可以分为两种，首先是漂浮态生物絮体有机物的降解，其次是管道内壁中生物膜对有机物的降解。通过对实验模拟管道内的生物进行扫描电镜分析，发现管内壁中具有大量微生物的生物膜结构，并且菌群种类多，大多数是球菌和链球菌[2]。

3.2 污水管网中氮磷污染物成分的变化分析

通过对实验中的数据进行分析，可以发现两种有机物和总氮转化数据。通过生物降解作用以及沉积方式对有机物和氮类污染物会产生不同的反应，其中沉积作用主要是反应在有机物的变化当中，而总氮去除是通过沉积和生物降解的作用共同形成的。通过对实验过程的分析显示，这些作用的结果都会由于水中氮磷污染物的不同形态和不同去除率产生不同的影响[3]。实验结果显示，在城市污水管网中水质的分析其中溶解态的总氮占有80%，悬浮态的总氮占有20%，沉积作用在实验中占据比较大的比重，这样就表明，在总氮的变化和影响当中，沉积作用和生物降解作用具有相同的效果。总氮由无机氮和有机氮构成，经过实验表明，溶解性有机氮的氨化会增加，会减少其中一部分降解的作用。

3.3 城市污水管网水质变化特性展示

在城市污水管网中，由于其构成成分的不同，在流通过程中出现的化学反应和物理反应等，都会对污水特性产生不同的作用[4]。实验表明，排出污染物中沉积影响的因素中一部分是由于生物降解形成。另外，实验表明在城市污水管网中水质会产生不同程度的变化，在实际情况中也会具有相应差别，而模拟管道中水质变化现象比较弱，造成这种现象的主要原因是由于实验中使用的污水在流动的过程中已经发生了降解反应，而实际管道中一开始检测的污水则是没有经过作用的生活污水，这样就会造成实验存在一些偏差，导致实验过程可能与实际的污水管网现状存在差异性，但是对于在不同条件下水质变化情况，其仍具有代表作用。

4 结语

综上所述，目前我国关于城市污水管网中水质变化特性分析的研究基本都是微生物对水质的影响，实验表明管壁上的生物膜具有降解作用，能够有效地去除有机物，采用数学模型和现场试验的方式，可以分析微生物降解作用对有机物的影响，但是其中要注重对管道沉积作用的分析，注重两种方式对污染物去除的占比研究。本文通过研究污水管网中水质变化特性和沉积、生物降解的作用分析，以此来有效地分析污水管网中水质变化特性。

【参考文献】

【1】金鹏康，郝晓宇，王宝宝，等. 城市污水管网中水质变化特性[J].环境工程学报，2015（03）：1009-1014.

【2】金鹏康，王斌. 城市污水管网对水质的生化改善特性[J]. 环境工程学报，2016（07）：3401-3408.

【3】许斌，陈轶，孙永利，等. 团岛污水处理厂预处理过程水质变化特性分析[J]. 给水排水，2016（09）：26-31.

【4】郝瑞霞，赵继成，马宁，等. 城市污水处理厂泥区废液水质特性分析[J]. 中国给水排水，2008（23）：75-79+84.