利用排水沟渠处理污水技术研究
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇利用排水沟渠处理污水技术研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：通过研究我国城镇污水处理技术的现存问题，给出了利用下水道处理污水技术的现状及理论基础，分析了下水道内生物膜的形成机理，以期为我国中小城镇污水处理技术提供借鉴。
关键词：城市污水；下水道管渠；中小城镇
中图分类号： U664.9文献标识码： A
随着未来我国中小城镇经济快速发展，污水的排放量也会迅速增长，这势必加剧我国水环境的恶化程度。因此，中小城镇污水处理也应该引起人们足够的重视。由于，经济发展水平、排水体制、基础资料、融资渠道等有很大的差异，所以不可能也不应该把大城市的污水处理工艺、技术装备等搬用到中、小城镇中去。
1 我国城镇污水处理的现状
长期以来，我国城镇污水处理面临着污水处理技术落后、资金短缺、投资力度不够、管理水平低等一系列问题，中小城镇的污水处理设施急切需要进行改革。针对传统污水处理方法中存在的问题，提出了污水处理技术的发展方向是高效率、低能耗。作为中小城镇，高效率、低能耗的污水处理技术应具有以下特点：总投资省、运行费用低、抗冲击负荷能力强、管理简便、运行稳定、维修方便、占地省。
现阶段我国已有简易、高效、低能耗的污水处理技术如下：强化一级处理技术；城市污水生态工程处理技术；高负荷城市污水生物化学处理技术；厌氧及不完全厌氧处理技术；高负荷生物曝气滤池。这些技术与中小城镇目前的经济和技术发展水平相比，依然存在投资大、占地大、技术水平要求高等问题。因此，研究开发基建投资省、效率高、能耗低、运行管理简便的实用型污水处理技术就成为我国水污染防治的当务之急。
2国内外对下水道内处理污水技术的研究
2.1压力式下水道处理污水技术的研究
将压力管道作为处理系统使用的观点源自为了防止管网和处理设施受腐蚀所进行的降低气体生成量的试验所取得的成果。英国的一项工程应用研究表明，夏季在长8km、直径750mm的压力管道内每天充入足量的空气，在管道内停留2.5h后，成功地将43000的污水中BO降低了50％左右，在冬季，也能维持在30％以上。同时通过比较研究还发现，如果采用将处理厂的规模扩大的方式得到相同的出水水质，则需要将污水处理厂的规模扩大50％，而且扩大规模后每年仅消耗在曝气系统上的运行费用就比采用直接对管道进行充氧的方式高出24倍[1]。
在美国的加利福亚某地，利用了压力式管道作为生物处理设备，在污水进入压力管道前，先经过活性污泥活化器处理，再将活化后的混合液送入压力管道并充以高压氧气，管道出水经过浮选、砂滤后即可回用。该管道处理法与普通活性污泥法相比，造价可以节约近40％，运转费大大降低[2]。
2.2利用重力式下水道处理污水技术的研究
Bjerre[3]等人在1995年通过调查发现：无论在有氧或无氧条件下，均会发生有机物质的生物转化，这种转化与水中的生物量、管壁生物膜和管中沉淀物有关，对易生物降解的有机物的去除、转化是与溶解氧浓度密切相关的。
Raunkjaer[4]曾经利用污水中的BOD5的作为考察指标，在重力下水道内考察了污水中BOD5的变化，结果表明:在25℃，BOD5去除率达到30%一40%。
M.Green[5]等人在1985年采用SBR生物反应器模拟了DAN REGION的污水管道处理系统，系统形成了“分段进水推流式好氧污水处理装置”。试验结果表明，该系统能够充分利用分段进水反应器和推流式反应器的优点，其COD去除率达到了79%～80.8%，BOD的去除率达到了85%～93%，最终出水BOD低于25mg/L。通过经济分析可知，利用重力式管道系统处理污水的基建投资比普通活性污泥法要节省50%以上。
陈辅利[6]等人曾在排水明渠内放置特制载体增加沟渠中的微生物量，并以加快明渠污水反应速度的方式进行了试验，还分别在试验室和某天然河渠内对沟渠处理污水的工艺、效率、抗冲刷能力等进行了试验，试验结果表明：在1.5h内COD去除效率可以达到80%以上。
3下水道内生物膜的形成及状态分析
3.1下水道内生物膜的形成
下水道管渠内壁生物膜的形成过程可以分为4个阶段:有机物吸附；微生物粘附；微生物群集；生物膜扩散。当污水进入下水道管渠后，不同材料制成的污水管道与进入管渠的原污水接触，水中的各种物质如蛋白质、细菌微生物、聚多糖等都可能通过疏水作用，发生表面化合反应等吸附到下水道管渠的内壁。在下水道管渠内流动的污水中富含各种各样的微生物和有机质，受范德华力和静电力的相互作用，在氢键、偶极矩、色散力等理化作用力的控制下，部分个体与下水道管渠内壁接触，进而发生粘附。
当下水道管渠中的微生物和有机质与管渠内壁接触并发生粘附的开始阶段，下水道附生微生物斑块状散布在管渠内壁上。由于数量少，加上流动水体不断的“运送”各种营养物质，微生物分裂增生速度快。当微生物的粘附速度超过微生物的降解速度时，粘附管壁生物量就不断增加，形成的菌落或细胞群体连接成片，相对均匀地覆盖存管道内壁，形成生物膜。
3.2下水道管渠内壁生物膜的状态分析
下水道管渠内壁生物膜是一个复杂的微生物系统，主要表现在以下几个方面：不同深度处的膜的密度是不一样的，在生物膜生长期，膜的密度较大，到达临界厚度后相对稳定在一个低值；下水道管渠内壁生物膜是相对固定的膜系统，通过激光扫描下水道生物膜的二维结构，发现下水道管渠内壁生物膜的种群密度和生物活性相对稳定；形成下水道管渠内壁生物膜的细菌微生物分泌细胞外聚合物的能力很强，下水道生物膜在生长初期生物量很小，随着时间延长，生物量逐渐积累并维持在一个相对稳定的水平；当膜生长达到一定厚度后，由于下水道水流及较大的阻力等原因而阻止了基质、溶解氧向其纵深的扩散传递，当生物膜超过一定厚度后，其内部将出现厌氧区，在膜深处出现缺氧状况，可能影响生物膜的活性。
结束语
对目前尚未建污水厂的中、小城镇，可以在有限的资金投入情况下改善水环境污染状况，并且有利于减小今后新建污水处理厂的规模。对于那些已建有污水处理厂的城镇，则可用以缓解污水厂超负荷运转的压力。与传统城镇污水处理技术相比，该工艺无论是在经济还是环境效益上均有较大的优势。
参考文献：
[1]A W kennil water pollution control Teehnology l965
[2]王彩霞主编,城市污水处理新技术[M].北京:中国建筑工业出版社,1990
[3] Elmaleh S,Delgado S,Alvarez M,et al.Forecasting of H2S build-upin a reclaimedwastewater pipe[J].Water Science & Technology,1998,38(10):241-247.
[4]Raunkjaer K,HvitVed-JacobsenT,Nielsen PH.Transformation of organic matter in a Gravity sewer.Wat.Env.&Res 1995:VoI.67 No.2.
[5]M.Green,G.Shelef and A.Messing,Using the Sewerage System Main Conduits for Biological Treatment 1985 Wat.Res.VoI.19No.8
[6]陈辅利,高光智,丛广治.利用排水沟渠处理污水技术研究[J].中国给水排水,2000,09:12-16.