提高管道流速是提升生活污水收集率的前提
流量、充满度、流速是排水管道的重要设计参数,而流速是管道运行效果的zui主要评价指标,直接决定了污水中的颗粒物是否会发生沉降。对于给定的污水管道,在恒定流量的情况下,充满度越高意味着过水断面面积越大,流速越低。实际水量低于设计水量,而充满度高于设计充满度的管网,实际流速必然低于设计流速,甚至可能低于不沉降流速的控制要求,出现明显的颗粒物沉积问题。按高充满度设计,而实际水量已经接近甚至超过设计水量的污水管道,满管流并不一定会引起管道的低流速沉积问题。与分流制污水管道相比,合流制管道旱季高充满度运行时的流速问题更加突出,颗粒物沉积问题更加严重。
管道沉积物以泥沙等无机固体和大分子有机物(cod或bod5)为主,旱季污水的cod或bod5大量沉淀在管道内,是我国城镇污水处理率较高,但居民生活污水收集率偏低的根本原因;虽然沉淀物中也含有氮磷有机物,但溶解性的氨氮、磷酸盐等物质通常不会沉淀,而长期沉积在管道内的含氮含磷有机物还可能发生水解反应,向水中释放氨氮、磷酸盐等溶解性物质,这是我国城镇污水处理厂进水碳氮磷比例失调、脱氮除磷所需碳源不足的重要原因。cod/tn或cod/nh3-n是污水管网颗粒物沉降问题的zui佳识别因子,指标值降低是污水管道低流速运行,大分子有机物沉淀导致的cod降低,而溶解性氮并未因沉淀而降低的zui佳说明。降低管道运行水位,多数情况下只会提高cod或bod5浓度,但不会引起氮磷浓度的明显增加,有助于缓解污水处理厂碳源不足问题。降雨期间,大量雨水涌入分流制污水管道和合流制管道,导致管道流速增加,冲刷并携带旱季沉积的有机物排入城市水体,严重影响了城市水体的治理效果,增加了水体水质维持的难度。
上述结果表明,旱季流速是管道运行状况的重要考核指标,不能合理控制管道旱季水位和流速,再好的管道质量也无法彻底解决低流速导致的颗粒物沉积问题。通过降低充满度和运行水位,将管道实际流速恢复至不低于设计流速或zui小沉降流速是解决旱季沉降问题的zui有效措施,也是快速提升居民生活污水集中收集率指标的zui佳途径。
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