济南市某区域污水管道水质变化规律研究

发布时间：2020-08-23 10:53

【摘要】：城市污水管道作为排污单位和污水处理厂之间的连接者,其收集的生活污水含有有机物和氮磷营养物等污染物,在输送过程中会发生物理化学作用和生物作用,导致污水管道内淤泥沉积和污染物组分形态发生变化,管网水质的变化程度对管网维护工作的实施、管道和污水厂处理工艺的有效运行具有不同的影响。因此,以济南市水质净化一厂污水收集区域的主干管为研究对象,探究了实际城市生活污水在污水管道中的时空变化规律以及造成这种变化规律的原因。本论文通过对历山路向北至历山北路,沿历山北路至水质净化一厂的污水管道的研究,分析了有机物、氮磷营养物、溶解性有机物、抗生素抗性基因等在污水管道中的变化规律。研究结果发现,在城市污水管道中,有机物、氮磷营养物、溶解性有机物和抗生素抗性基因浓度均有一定程度的变化,这种变化主要与管道内的物化作用、生物作用以及支管污水的汇入有关。有机物和氮磷类营养物的浓度在第二和第三季度较低,在第一和第四季度较高,济南现阶段主城区市政管道多为雨污分流,这种季节上的变化主要与温度和居民用水水量有关,第二季度温度较高,居民用水量多,第四季度温度较低,管道内微生物活性也相对较弱;SS的浓度在第一、二和第四季度较高,第一季度和第二季度降雨量较多,管道水量增大、流速变快,污水对管道底部的沉积物有冲刷作用,使得SS浓度较高,同样,居民的用水量大时段对沉积物的冲刷效果也明显。另外,在管网沿程中,总有机物的变化率为50.08%,物理沉积和微生物降解作用对总有机物的变化占比分别为54.69%和45.31%;总氮的变化率为31.22.%,物理沉积和微生物降解作用对总有机物的变化占比分别为67.84%和32.16%。但实际上,济南市实际城市生活污水具有复杂和多变性,还有和平路、解放路、花园路、北园路等不同浓度的污水汇入,导致干管污水水量和水质指标浓度都会有所改变。然而在整个管道中,总磷的变化相对其他水质浓度的变化较小,管道内的缺氧环境也相对稳定,对总磷的变化影响较小,则管网内总磷的变化主要与支管污水的浓度有关。进一步对一天24小时内不同时间段内的水质进行研究,研究发现污水管道水质在早中晚时间段有明显波动,这种变化主要与人们的生活习惯作息有关。硫酸盐浓度沿程逐渐降低,主要原因一方面是管网内存在硫酸盐还原菌、反硫化细菌,在管网环境下,硫酸盐会被还原为S~(2-),另一方面是菌群间的竞争沿程会更加激烈,硫酸盐还原菌的种群数和菌含量会减少,从而导致硫酸盐浓度的降低。在微生物菌群多样性的分析中,由于干管和支管污水的不断汇入,微生物菌群的的多样性沿程逐渐增加,而物种的数量由于营养物质的减少和物种竞争等因素逐渐减少。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU992;X703
【图文】：

取样点,管网,位置图,集中采样

7图 2.1 管网取样点位置图2.2 取样方案污水管道集中采样时间：2017 年 3 月～2018 年 12 月，在两个水文年内要保证采样频率为每月不少于一次，为了避免降雨对管网水质的影响，采样需满足连续无降水 2 天以上，以避免排水系统水质受到降水影响产生变化，每次采样时间：9:00～16:00，以避免不同时段水质波动变化的影响。

城市污水管网,沿程变化,规律,第一季度

图 3.1 城市污水管网中 BOD5的沿程变化规律图 3.2 城市污水管网中 CODcr的沿程变化规律将 2017 和 2018 年划分四个季度，3～5 月（春季）为第一季度，6～8 月（夏季）为第二季度，9～11 月（秋季）为第三季度，12～2 月（冬季）为第四季度。

城市污水管网,沿程变化,规律,历山

12图 3.2 城市污水管网中 CODcr的沿程变化规律将 2017 和 2018 年划分四个季度，3～5 月（春季）为第一季度，6～8 月（夏季）为第二季度，9～11 月（秋季）为第三季度，12～2 月（冬季）为第四季度沿历山路—历山北路的污水管线，对 12 个采样点取样检测 SS、BOD5、CODcr、氨氮、TN 和 TP 浓度，进行多次检测求得季度及年平均值的沿程变化。如图 3.1 和 3.2 所示为城市污水管网中 BOD5 和CODcr 的沿程变化情况。可以看出，BOD5 和CODcr 的浓度沿程呈现逐渐降低的趋势，在管网始端历1 浓度最高，在历 2 浓度呈现骤降的变化，历 4、历 8 和历北 1 浓度呈现上升波动，这

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