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西安市污水管网沉积物形成规律及影响因素研究

石山  
【摘要】:论文以西安市城市污水管网为研究对象,从沉积物厚度、粒度分布和水力水质条件测定等方面入手,利用管道机器人与声纳影像技术相结合以及现场实地监测,分析评价了西安市主城区主要污水管网的分布和沉积现状,分析了污水管道中沉积物形成过程中沉积作用与冲刷作用相关的各因素,探明了城市污水管网沉积物形成过程及各因素对其过程的影响。研究结果表明,西安市城区主要污水管段约79.1%的管道存在沉积现象,其中合流制管道较分流制管道更易于沉积;存在沉积现象的管段流速基本在0.65m/s以下,而流速超过0.7m/s的管道内则不会出现沉积现象。沉积物的形成主要与管道中污水的流量、流速及悬浮物粒径分布有关,总体上看沉积物厚度随着流向方向沿程呈增加趋势。污水管道中沉积物的组分主要以无机物颗粒为主,有机物组分不足20%,其中,沉积物粒径分布中粉砂(4μmD63μm)组分所占比重最高,基本维持在40%~60%之间,粗砂(D500μm)组分所占比重最低,基本维持在0.5%~1%之间。在水力条件相同的情况下,沉积物表层密度较小的小粒径物质更容易被冲刷。进一步研究结果表明,沉积作用和冲刷作用是影响沉积物形成的主要因素,在流速流量较低时,沿程SS含量逐渐降低,说明悬浮物在此之间发生沉积。在干管系统中,沉积加剧增加现象多发生在污水流向拐点和汇流之后的局部区域,并且拐点处随着角度的增大,沉积物厚度变化更为明显。同时发现,生物膜代谢作用的强弱对沉积物形成有影响作用,生物膜微生物新陈代谢产物和水流冲刷损失对沉积物形成累积有一定程度贡献。


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