流态变化对污水管网沉积污染物分布及转化的影响

石 烜,田嘉盟,任 博,高 歌,金 鑫,王晓昌,金鹏康 (西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西 西安 710055)

城市污水中携带有丰富的颗粒态污染物质,在污水管网输送过程中受重力作用会逐渐沉积于管道底部形成沉积层,带来的管道淤积是制约污水管网实现污水输送的重要因素[1-3].同时沉积层中的污染物质为微生物繁衍增殖的环境基础,其中厌氧微生物代谢产生了大量的甲烷、硫化氢等有毒有害气体,显著威胁了管网的安全运行[4-5].

在污水管网系统长时间、远距离的输送过程中,污水流态对沉积层的冲刷沉积以及微生物的生化作用对系统中碳、氮、硫类污染物质含量的变化产生重要的影响.研究表明,污水管道内复杂的水流运动会对颗粒态污染物输移产生较强的滞留作用,同时影响污水管道的正常运行[6].随着流速的增加,水流冲刷强度加大,污水中吸附在大颗粒上的有机污染物占比显著增加,而吸附在较小颗粒上的氮、磷类污染物占比减幅较小[7].研究发现[8],流经管道的污水水质发生了变化,SCOD浓度降低,且沉积物中微生物和污水中的微生物对其降解各占 60%和 40%.同时,受到污水冲刷,沉积层释放污染物进入到水体中,会造成水体污染[9-11].

目前,有关污水管网的研究主要集中在污水与沉积物之间污染物质的转化以及沉积冲刷模型[12-13]等方面,污水管网汇流点位是连接不同管段重要的组成部分,因其不同管道汇流所带来的复杂水……