摘要：從污水在下水道中的流經(jīng)時間、流動狀態(tài)、微生物存在情況、其中水質(zhì)變化 規(guī)律 等說明下水道的污水凈化能力，指出污水在下水道中的流經(jīng)時間、流動狀態(tài)，具備了類似 自然 界中水體凈化所必需的條件;下水道中水質(zhì)變化規(guī)律雖與河流凈化機(jī)理及活性污泥反應(yīng)動力學(xué)模式等不盡相同，但變化客觀存在，可將其與污水處理廠視作一個整體。

關(guān)鍵詞：下水道 流經(jīng)時間 流動狀態(tài) 微生物 生物轉(zhuǎn)化

1.前言

城市排水系統(tǒng)由排水的匯集、輸送、提升、處理和附屬設(shè)備等所組成[1]。一般，排水管網(wǎng)系統(tǒng)(下水道)與污水處理廠等各自的功能十分明確。以往人們對下水道的認(rèn)識，一般只停留在水力學(xué)方面，僅僅是污水處理廠的污水供應(yīng)系統(tǒng);污水處理過程中污染物的去除和轉(zhuǎn)化效率被認(rèn)為是取決于污水處理廠的運(yùn)行管理。然而，事實(shí)上污水處理過程涵蓋了整個排水系統(tǒng)，污水在漫長的下水道中的輸送過程中同樣會發(fā)生水質(zhì)變化，而這種水質(zhì)凈化作用，往往被人們忽略，因此，對下水道進(jìn)行重新認(rèn)識，將其和污水處理廠視為一個整體，是非常必要的。

2.下水道的污水處理能力

下水道的污水處理能力一般可考慮為以下3個方面： 1 污水的流經(jīng)時間; 2 污水的流動狀態(tài); 3 污水及下水道中的微生物存在情況[2]。

2.1 流經(jīng)時間

下水道的鋪設(shè)長度決定污水的流經(jīng)時間。以虹口區(qū)為例，2000年市政設(shè)施統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：在該區(qū)境內(nèi)的污水總管長度為66246米，管徑450～1200mm不等。假定某污水塊流經(jīng)管道的距離為總管長度的1/20，那么，污水從排放口至污水處理廠的流經(jīng)距離約為3312.3m。根據(jù)TJ14-74中關(guān)于污水管在設(shè)計(jì)充滿度下的最小設(shè)計(jì)流速的規(guī)定，取0.8m/s估算，污水平均流經(jīng)時間約1.15h。

表1 流經(jīng)時間與二級生化處理時間的比較

項(xiàng)目	流經(jīng)/處理時間（h）		流經(jīng)時間/處理時間（%）
標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法[3]	6～8		19.2～14.4
A-B法[3]	A：0.5～0.75	B：2.0～4.0	A：230～153	B：57.5～28.8
污水在下水道流經(jīng)時間	1.15

從表1可以看出，與標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法及AB法的處理時間比較，污水在下水道中流經(jīng)時間比較長，意味著將下水道作為污水處理設(shè)施利用起來是完全可能的。上海中華造船廠利用污水在長距離的下水管道中相當(dāng)可觀的過水表面積，足夠的流經(jīng)時間，稍加改變建成了下水道式“隔油池”[4]，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：處理前含油濃度100mg/L，經(jīng)過處理后始終小于10mg/L。

2.2 流動狀態(tài)

一般，污水中含有較多的有機(jī)物、無機(jī)物雜質(zhì)，但這些物質(zhì)所占的比例很小，污水中的主要成分是水(約占99%以上)，因此，將污水按一般水看待，符合一般水力學(xué)的水流運(yùn)動規(guī)律。

污水在下水道中流動，流量是變化的，又由于流行水流轉(zhuǎn)彎、交叉、變徑、跌水等水流狀態(tài)的變化，流速也在變化，這和自然河流的流動狀態(tài)極為相似。正是污水這種流動狀態(tài)，具備了類似自然界中水體凈化所必需的條件。從這一點(diǎn)來看，下水道作為污水處理設(shè)施來利用是可行的。

2.3 微生物

自從A-B法污水處理工藝出現(xiàn)以來，人們對下水管道中水質(zhì)的生物凈化有所認(rèn)知[5]。GutekLlnst、Ln schkn等對受到重金屬或氯代烴污染的下水道系統(tǒng)中的生物膜曾有過 研究 ，發(fā)現(xiàn)這些污染物以吸附的方式粘著在生物膜上。Guteunst報(bào)告了有關(guān)受到輕微污染的生活污水或受重金屬污染的 工業(yè) 廢水的下水道中生物膜的細(xì)菌、原生動物和后生動物的數(shù)據(jù)[6]。但國內(nèi)外研究下水道中的微生物對有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律還是較少，對 影響 下水道中污水水質(zhì)的物理、化學(xué)和生物過程缺乏足夠的了解和認(rèn)識，研究下水道中微生物對污水的轉(zhuǎn)化作用以及所需的環(huán)境條件更是鮮有報(bào)道。

人們對下水道中微生物的研究僅僅停留在利用其作為原始菌液方面，經(jīng)過了篩選馴化后的菌種再利用到污水處理工藝中，而沒有將下水道作為污水處理設(shè)施來處理，下水道充其量是菌種的富集地。如任源等[7]采取某農(nóng)藥廠下水道中的污泥進(jìn)行苯胺分解菌的馴化篩選研究;李湛江等[8]利用下水道中的污泥篩選分離馴化得到了硝基苯降解菌。

但是從以上的研究結(jié)果可以看到：下水道中的微生物比較豐富，而且經(jīng)過篩選、馴化后能 應(yīng)用 于污水處理工藝。這也意味著，對下水道結(jié)構(gòu)稍加改造，直接在下水道中利用其污泥中的微生物進(jìn)行馴化，把下水道作為污水處理的預(yù)處理場所成為可能。

3.下水道中水質(zhì)變化

3.1 忽略緣由

人們提及污水處理時，往往將目光注重于污水處理工藝流程的去除效率;考慮水質(zhì)變化規(guī)律時，也是把污水處理廠的集水池或調(diào)節(jié)池等中的水質(zhì)情況視作初始。因此，有關(guān)環(huán)境影響評價、污水處理工藝流程設(shè)計(jì)等，所謂的原水水質(zhì)往往被定義為進(jìn)入污水處理工程收集調(diào)節(jié)設(shè)施的水質(zhì)情況，忽略了污水通過下水道輸送過程中的水質(zhì)變化。

以前，污水排放源相對分散，城市下水道、污水收集系統(tǒng)等的建設(shè)明顯滯后，生活小區(qū)、工礦 企業(yè) 等采取污水就地就近處理的措施，以此來降低污水對受納水體的污染負(fù)荷，減少環(huán)境污染事件的發(fā)生。在采取污水就地就近處理措施的過程中，由于污水的輸送管道相對來說比較短，污水的發(fā)生量存在一定的時變化系數(shù)，及產(chǎn)生的污水水質(zhì)的波動現(xiàn)象，因此在下水道中污水水質(zhì)的物理、化學(xué)、生物過程表現(xiàn)得不明顯，其中污水水質(zhì)的變化規(guī)律被人們忽略是在所難免的。

1983年，上海市政府對污水治理提出“綜合治理，管治并舉”的方針，采取分流制和合流制并存，集中和分散相結(jié)合的原則，以集中治理為主進(jìn)行建設(shè)。隨著污水集中處理設(shè)施的建成投入使用，排水體制的不斷完善，下水道鋪設(shè)長度也大幅度增加，污水在下水道中的流經(jīng)時間延長，流動狀態(tài)發(fā)生變化，水量水質(zhì)的調(diào)節(jié)功能有所體現(xiàn)，其水質(zhì)的變化規(guī)律就不容忽視了。

3.2.變化規(guī)律

為了弄清下水道的凈化機(jī)理，日本應(yīng)用了河流的凈化模式，研究[2]指出：在落差多，通風(fēng)好的管道內(nèi)，若停留時間3h，水溫15℃，其溶解性COD可去除24%;模擬實(shí)驗(yàn)中，得到了水溫29～33℃的條件下COD可去除49～63%，其值為46～61mg/L的結(jié)果。

Henze等[9]在研究下水道 問題 時，將下水道中微生物增殖和有機(jī)物降解的概念建立在活性污泥反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)上。Bjerre等[10,11]發(fā)現(xiàn)：污水在下水道輸送過程中，其中的有機(jī)物質(zhì)會發(fā)生生物轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化與水中的生物量、管壁生物膜和管中沉淀物有關(guān);對易生物降解的有機(jī)物的去除、轉(zhuǎn)化是與溶解氧濃度密切相關(guān)的，其COD降解率接近40%;厭氧條件下會有硫化物產(chǎn)生;利用活性污泥反應(yīng)動力學(xué)可以模擬上述生物轉(zhuǎn)化規(guī)律，只不過水解階段由三個階段來替代。

實(shí)際上，不管是河流凈化模式還是活性污泥反應(yīng)動力學(xué)模式，都說明下水道中有機(jī)物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化現(xiàn)象是存在的，只是在下水道中有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律及沉淀物對水質(zhì)的影響等方面存在 理論 概念上的差異，但這種差異無法抹殺水質(zhì)變化的客觀存在，也不防礙把下水道視作污水處理系統(tǒng)的一部分。

4.結(jié)語

1 、污水在下水道中的流動狀態(tài)，具備了類似自然界中水體凈化所必需的條件，而且流經(jīng)時間比較長，意味著將下水道作為污水處理設(shè)施利用起來是完全可能的。

2 、下水道中的微生物比較豐富，經(jīng)過篩選、馴化后能應(yīng)用于污水處理工藝。

3 、下水道中水質(zhì)變化規(guī)律，雖與河流凈化機(jī)理及活性污泥反應(yīng)動力學(xué)模式等不盡相同，但水質(zhì)變化客觀存在，可將其與污水處理廠視作一個整體。

參考 文獻(xiàn)

1 王繼明. 給水排水管道工程. 北京:清華大學(xué)出版社,1993,3

2 李左芬譯.在下水道進(jìn)行污水處理的可能性. 市政工程國外動態(tài), 1999(1):18～19

3 于爾捷,張杰. 給水排水快速設(shè)計(jì)手冊2. 北京: 中國 建筑 工業(yè) 出版社,1999,8

4 柯琪朗.下水道式“隔油池”. 環(huán)境污染與防治, 1994,16(3):23～25,12

5 孫力平,馬耀平,侯紅娟等.下水道中污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程.中國給水排水,2001,17(9):67～69

6 周春生,趙健編譯.下水道生物膜和活性污泥中異養(yǎng)細(xì)菌的種群密度及酶活性.國外建筑與城鄉(xiāng)建設(shè),1995,(3):40～46

7 任源,吳超飛,韋朝海.苯胺分解菌的馴化篩選 研究 .環(huán)境 科學(xué) 研究,1998,11(4):3～5

8 李湛江,韋朝海,任源等.硝基苯降解菌生長特性及其降解活性.環(huán)境科學(xué),1999,20(5):20～24

9 Henze,Mogens. Characterization of wastewater for modelling of activated sludge processes. Water Science and Technology, 1992,25(6):1～15

10 Bjerre H. L., Hvitved-Jacobsen T., Schlegel S.,et al. Biological activity of biofilm and sediment in the Emscher River, Germany. Water Science and Technology, 1998,37(1):9～16

11 Bjerre H. L., Hvitved-Jacobsen T., TEichgraber B., et al. Modeling of aerobic wastewater transformations under sewer conditions in the Emscher River, Germany. Water Environment Research,1998,70(6):1151～1160

Sewer -- the Great Stage for Wastewater treatment

Abstract： Studies on purification in sewer pipe were present, including: wastewater resistance time, fluid state, microorganism, and water quality transformation. It was found that the wastewater resistance time and fluid state in sewer pipe were suitable for the model simulations of the nature river. The refore, The activated-sludge concept or the river purification mechanism for modeling the water quality transformation can be used for the sewer pipe, although they were not quite the same. Thus, the sewer system and the wastewater treatment plant can be regarded as a whole.

Keyword： sewer resistance time fluid state miroorganism biotransformation