国内外对利用管渠空间处理污水的研究
目前，我国中小城镇及农村的污水排放量约占全国污水排放总量的一半以上，随着“十一五”国家政策向中小城镇和农村地区倾斜，未来我国中小城镇城市化建设进程将会以前所未有的速度快速发展，生活污水和工业废水的排放量也会以数倍、甚至十几倍的速度增长，这势必加剧我国水环境的恶化程度。中小城镇和大城市在水系上是相通的，而且多数位于大城市的上游，如果中小城镇的污水治理工作做得不好，大城市污水处理即使达到一个很高的水平，水环境的质量也不会有明显的改善。因此，要改善我国水环境污染和恶化的状况，除了要刻不容缓地对大城市的污水进行处理外，中小城镇污水也应该引起足够的重视。
由于中小城镇和大城市经济发展水平、排水体制、基础设施、融资渠道等有很大的不同，因此不可能也不应该把大城市的污水治理工艺、技术和装备等搬用到中小城镇中去。就目前的发展状况来看，在中小城镇污水处理方面，尚缺乏适合我国国情的中小城镇污水处理技术和设备。因此，探索和发展适合我国国情的中小城镇污水处理工艺，是摆在环境工作者面前刻不容缓的任务。
实际上，无论大城市还是中小城镇或农村地区的水体污染源都是一个面源污染，各类面源污染物排放到管网、河道和沟渠中就形成带状（线性）污染源，如果污水通过管网和河渠排放的最终水体为塘、渊和湖，就形成了点状污染源。当然了，任何点、线、面都是相对而言的，一个城镇的污染物对本地区来说可能就是一个面源污染，但对整个县域或省域范围来说就是一个点源污染。
现有城市和城镇污水主要的处理技术一个显著的特点就是几乎所有工艺都是集中到一个“点”（污水厂）的处理方式。由于没有跳出既有的思维模式，只要一提到污水处理，就是污水的集中处理，污水的集中处理就是集中到一个点的处理方式。甚至像人工湿地这种能够灵活运用的污水处理方式，为了管理、运行方便和其它需要，现有建成和在建的人工湿地，进水几乎全都集中到了一个或者几个点上。由于上述原因，大量的建设资金、人力物力和能耗运用到了污水的收集、运输上，这一问题在广大平原地区特别是江汉平原四湖地区尤其突出，由于区域内河道沟渠纵横交错，地形复杂，超过50%的建设资金用在了污水管网、倒虹、管桥和泵站的建设上，近40％的能耗用在了污水的提升上。由此造成了一边是大量管网修建后再没有资金修建污水处理厂，一边是修建了污水处理厂后由于配套污水管网建设没能跟上而“无水可用”。使得即使在某些大中城市，国家和地方投入巨资后水环境状况依然没有取得明显改善。
目前普遍的看法是：城市污水系统由污水收集系统（排水管网）和污水处理系统（污水厂）两部分组成，而且各自的功能划分十分明确，排水管网的主要功能是收集与输运污水，而污水厂则起到了净化污水的作用。
随着科学技术的发展，人们对污水系统各部分的功能和各自扮演的角色有了更深层的认识，排水管渠将污水收集并输运到污水处理厂的同时，管渠内的污水还进行着复杂的物理、化学和生物学变化过程，这些变化过程的发生不仅影响了排水管道的输送效率，而且直接影响污水处理厂的进水水质。由于城镇污水管道或天然排水沟渠的管径（断面）大，管道长，污水在其中有相当长的滞留时间，而污水管渠内生物化学反应的限制因素主要为天然污水管渠微生物量和溶解氧缺乏，如果能够采用适当的技术措施增加管道内的微生物量和溶解氧的浓度，利用管渠空间处理污水是完全可行的。
陈辅利曾采用在排水明渠内放置特制载体的形式增加沟渠中的微生物量以加快明渠污水反应速度的方式进行了试验，并分别在实验室和某天然河渠内对沟渠处理污水的工艺、效率、抗冲刷能力等进行了试验，该试验结果表明在1.5h内COD去除效率可以达到80%以上。
王西聘则利用固定化细胞技术进行了下水管网系统净化污水的模拟试验，通过比较研究了厌氧、好氧、厌氧-缺氧-好氧以及缺氧-好氧4种工艺净化生活污水的效果。实验结果表明，在管网系统中设置固定化细胞，施以适当的人工曝气，保证污水在管道内一定的停留时间的工况条件下，可使污水中的COD去除率大于60％，出水COD<120mg／L、SS<30mg／L。
周健则采用污水管活性污泥分别处理低、中、高浓度城镇污水方式，对污水管活性污泥处理系统的进行了系统的试验研究，结果表明：当进水COD分别为200、400及600mg/L左右，MLSS为3.0g/L，HRT分别为0.5、3和6h，污水流速为0.5～2m/s时，为使出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准，则所需管道长度分别为(0.9—3.6)、(5.4～21.4)km和(10.8～43.2)km。此外，对于COD约600mg/L的高浓度城镇污水，当采用污水管活性污泥+生物絮凝两段式处理系统，可有效减少污水管处理系统的所需的管道长度，当污水管系统的MLSS为1.5g／L、HRT为2h，生物絮凝段负荷为2.5kgBOD/(kgMLSS•d)、MLSS为2.4L、HRT为25min时，可使出水COD<60mg／L、BOD5<20mg／L、SS<20mg／L，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。
利用污水管渠处理中小城镇污水的探讨
在我国江汉平原四湖流域地区，人口密度大，各居民聚集区呈点状分布。共有94个乡（镇、办事处），1973个行政村，面积1.2万km2，人口492万。区内大小湖泊星罗棋布、河网密布，一系列河间沟渠纵横交错。由于区域湿热的气候、养分丰富的河积湖积物质和充足的水源十分有利于农作物的生长发育，农作物的优良生长环境促进了人口的大量增长，人口的急剧增长也破坏了千百年来自然演化而成的河道水网生态系统，致使该区域生态急剧恶化、水体严重污染等问题接踵而来。
由于该区域城镇、农村居民点分布面广，污水排放零散，加之水网分割，不利于污水的集中处理，且目前对这些污水进行收集和处理所需的资金都很缺乏，如果能够利用该区域内现有的已建管渠或天然排水沟渠开发出简易、高效、低能耗的污水处理工艺，就能够利用较少的投资和较低的运行费用，削减大量的污染负荷，以有限的资金投入缓解日益严重的水环境污染问题。
由于污水管渠的空间巨大，污水在其中有相当长的滞留时间，通过采用适当的技术措施增加管道内的微生物量和溶解氧的浓度强化，使得直接利用污水管渠处理污水成为可能。
利用污水管渠处理污水技术是拟利用现有下水道的巨大空间及管渠中的微生物，使污水在传输过程中得到净化。通过强化下水道内的生物化学反应过程，使污水在管道流动过程中达到较好的净化。该技术有利于减小今后新建污水厂的规模，对于已建并正处于超负荷运行的污厂来说，只需对现有管线稍加改造，就可以缓解超负荷压力。管渠处理污水系统的投入仅仅是管渠的改造、污水管渠微生物的维持及管渠的强化通风曝气，其经济性也是比较显著的。
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