摘要：從污水在下水道中的流經(jīng)時(shí)間、流動(dòng)狀態(tài)、微生物存在情況、其中水質(zhì)變化規(guī)律等說(shuō)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(shí)間、流動(dòng)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(dòng)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(gè)整體。

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(duì)下水道的認(rèn)識(shí)，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(guò)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(guò)程涵蓋了整個(gè)排水系統(tǒng)，污水在漫長(zhǎng)的下水道中的輸送過(guò)程中同樣會(huì)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(duì)下水道進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)，將其和污水處理廠視為一個(gè)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(gè)方面： 1 污水的流經(jīng)時(shí)間； 2 污水的流動(dòng)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(shí)間
　　下水道的鋪設(shè)長(zhǎng)度決定污水的流經(jīng)時(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)間 約1.15h。

　　從表1可以看出，與標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法及AB法的處理時(shí)間比較，污水在下水道中流經(jīng)時(shí)間比較長(zhǎng)，意味著將下水道作為污水處理設(shè)施利用起來(lái)是完全可能的。上海中華造船廠利用污水在長(zhǎng)距離的下水管道中相當(dāng)可觀的過(guò)水表面積，足夠的流經(jīng)時(shí)間，稍加改變建成了下水道式“隔油池”^[4]，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：處理前含油濃度100mg/L，經(jīng)過(guò)處理后始終小于10mg/L。
　　2.2 流動(dòng)狀態(tài)
　　一般，污水中含有較多的有機(jī)物、無(wú)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(dòng)規(guī)律。
　　污水在下水道中流動(dòng)，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(dòng)狀態(tài)極為相似。正是污水這種流動(dòng)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(lái)看，下水道作為污水處理設(shè)施來(lái)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(lái)，人們對(duì)下水管道中水質(zhì)的生物凈化有所認(rèn)知^[5]。GutekLlnst、Ln schkn等對(duì)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(guò)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(dòng)物和后生動(dòng)物的數(shù)據(jù)^[6]。但國(guó)內(nèi)外研究下水道中的微生物對(duì)有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律還是較少，對(duì)影響下水道中污水水質(zhì)的物理、化學(xué)和生物過(guò)程缺乏足夠的了解和認(rèn)識(shí)，研究下水道中微生物對(duì)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(duì)下水道中微生物的研究?jī)H僅停留在利用其作為原始菌液方面，經(jīng)過(guò)了篩選馴化后的菌種再利用到污水處理工藝中，而沒(méi)有將下水道作為污水處理設(shè)施來(lái)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(guò)篩選、馴化后能應(yīng)用于污水處理工藝。這也意味著，對(duì)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(chǎng)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(shí)，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(shí)，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(píng)價(jià)、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(guò)下水道輸送過(guò)程中的水質(zhì)變化。
　　以前，污水排放源相對(duì)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(lái)降低污水對(duì)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(guò)程中，由于 污水的輸送管道相對(duì)來(lái)說(shuō)比較短，污水的發(fā)生量存在一定的時(shí)變化系數(shù)，及產(chǎn)生的污水水質(zhì)的波動(dòng)現(xiàn)象，因此在下水道中污水水質(zhì)的物理、化學(xué)、生物過(guò)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(duì)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(zhǎng)度也大幅度增加，污 水在下水道中的流經(jīng)時(shí)間延長(zhǎng)，流動(dòng)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(shí)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(wèn)題時(shí)，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(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上。Bjerre等^[10,11]發(fā) 現(xiàn)：污水在下水道輸送過(guò)程中，其中的有機(jī)物質(zhì)會(huì)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(duì)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(huì)有硫化物產(chǎn)生；利用活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)可以模擬上述生物轉(zhuǎn)化規(guī)律，只不過(guò)水解階段由三個(gè) 階段來(lái)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(dòng)力學(xué)模式，都說(shuō)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(duì)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(wú)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(yǔ)

　　1 、污水在下水道中的流動(dòng)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(shí)間比較長(zhǎng)，意味著將下水道作為污水處理設(shè)施利用起來(lái)是完全可能的。
　　2 、下水道中的微生物比較豐富，經(jīng)過(guò)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(dòng)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(gè)整體。

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