城市污水管網(wǎng)水質(zhì)變化特性與生物演替規(guī)律研究.pdf

1、城市污水管網(wǎng)作為城市污水系統(tǒng)的重要組成部分,傳統(tǒng)意義上具有收集、輸送城市生活污水、工業(yè)廢水和雨水的功能,但近年來,人們發(fā)現(xiàn)污水經(jīng)過長時(shí)間、長距離的輸送過程中污水水質(zhì)會(huì)發(fā)生不斷的變化,而引起這種變化主要是由于污水管道生物膜的降解作用。
　　論文建立了一套長1200m城市污水管網(wǎng)模擬管段,以模擬城市污水為研究對(duì)象,研究了管道中污水水質(zhì)的沿程變化規(guī)律,并通過微小電極、掃描電鏡及分子生物學(xué)技術(shù)研究了管網(wǎng)內(nèi)壁微生物菌群沿程演替規(guī)律,分析評(píng)價(jià)

2、了管網(wǎng)生物膜的pH、DO、厚度、結(jié)構(gòu)及菌群構(gòu)造變化情況,為城市污水管網(wǎng)中的微觀變化提供了理論依據(jù)。
　　在管徑為25mm,流量為0.12±0.02m3/h,流速約為0.16m/s,充滿度為0.6,溫度為26±2℃的條件下進(jìn)行模擬管段試驗(yàn),保持管道中的溶解氧為0.1±0.05mg/L。結(jié)果表明管道中的溶解態(tài)有機(jī)物(SCOD)在流經(jīng)1200m的管段后,平均去除率為34.0％;氮類污染物(TN)沿程平均去除率為12%,其變化主要是由于水

3、中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為 NH3-N(NH3-N濃度沿程平均升高20.8%),以及反硝化作用造成的NO3-N轉(zhuǎn)變?yōu)镹2(NO3-N濃度平均降低了76.6%);總磷的變化相對(duì)較小,與管道內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的缺氧環(huán)境有關(guān);SO42-沿程呈現(xiàn)降低的趨勢,平均去除率為23.1%。
　　?微小電極分析結(jié)果表明,管網(wǎng)生物膜的pH變化不大,DO沿程呈現(xiàn)降低的趨勢,生物膜厚度在初期因較大水力沖刷作用導(dǎo)致沿程呈現(xiàn)增長趨勢,在800m處達(dá)到頂峰,后段因缺乏易吸收營養(yǎng)物

4、質(zhì),生物膜厚度明顯降低。掃描電鏡分析結(jié)果表明,管網(wǎng)生物膜結(jié)構(gòu)沿程的變化較大,初始結(jié)構(gòu)表面平整,沿程結(jié)構(gòu)逐漸疏松。
　　粗糙的生物膜結(jié)構(gòu)增大了生物膜比表面積,有利于微生物生長發(fā)育,從而有效去除水中污染物質(zhì)。通過PCR-DGGE生物檢測技術(shù)研究了管網(wǎng)生物膜內(nèi)的生物相,總細(xì)菌DGGE圖譜表明在初始200m處管網(wǎng)生物膜中微生物菌群最為豐富,沿程菌群的相似性Cs值逐漸降低,表明管網(wǎng)內(nèi)生物膜菌群沿程經(jīng)過了一定的演替后,逐漸形成穩(wěn)定菌群結(jié)構(gòu)存在

5、?？偧?xì)菌DGGE圖譜優(yōu)勢條帶切膠測序和系統(tǒng)發(fā)育分析進(jìn)一步表明,管網(wǎng)沿程擬桿菌屬(Bacteroidetes)與明串珠菌屬(Trichococcus)一直存在且量為最多,腸球菌屬(Enterococcus)、硫單胞菌屬(Thiomonas)以及芽孢桿菌屬(Bacillu條帶3)沿程逐漸減少,芽孢桿菌屬(Bacillu)的條帶8在400m處出現(xiàn)迅速增加隨后1200m處又減少,枝芽孢菌屬(Virgibacillus)與芽孢乳桿菌屬(Pullu