排水管道沉積物控制的研究進(jìn)展

全康環(huán)保:排水管道沉積物雨天受沖刷而造成的河湖水體污染,已成為當(dāng)前我國水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善面臨的困境之一。深入了解管道沉積物及其沉積機(jī)制對(duì)水體污染治理至關(guān)重要。綜述了管道沉積物的形成與特性,微生物或沉積物中胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)的主要組分和相關(guān)性質(zhì)對(duì)沉積物抗沖刷特性的影響。結(jié)果顯示:排水管道沉積物主要是由污水?dāng)y帶的固體顆粒發(fā)生沉降而形成,主要包含底層粗顆粒沉積物、有機(jī)層和生物膜3類。由于沉積物中富含微生物并可分泌EPS,而EPS的黏性能顯著增加管道沉積物的抗沖刷性。通過控制或降解沉積物EPS中的多糖組分,可降低沉積物的抗沖刷性能,有望為控制管道沉積物淤積提供新思路。目前國內(nèi)外控制管道沉積物淤積的方法主要包括離線和在線水力沖刷或機(jī)械清淤。今后的研究方向應(yīng)著力在真實(shí)的排水管網(wǎng)中系統(tǒng)地研究沉積物耐沖刷特性及其影響因素,進(jìn)而提出更為有效的控制技術(shù)。

城鎮(zhèn)排水管道雨天污染排放,已成為城市河湖水系雨天頻現(xiàn)“返黑返臭”的重要原因之一[1]。排水管道雨天排放的污染物主要來自旱天污水或混接污水、管道沉積物和雨水徑流等。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,排水管道雨天排放的主要污染物〔如化學(xué)需氧量(COD)和懸浮物(SS)等〕濃度均值接近甚至高于典型生活污水污染物的濃度低值[2],其中COD最高值接近2 000 mg/L[3]。受降雨和匯水區(qū)域等多因素影響,排水管道雨天排放的水質(zhì)和水量在單場(chǎng)降雨內(nèi)、不同降雨場(chǎng)次間以及不同區(qū)域間極不均勻且差異顯著。排水管道雨天非穩(wěn)態(tài)和高強(qiáng)度的污染排放,已成為當(dāng)前水環(huán)境改善面臨的“卡脖子”問題。

在城市排水系統(tǒng)中,污水所含固體顆粒占比高,管道流速低且不均勻,在排水管道內(nèi)容易造成管底沉積物淤積現(xiàn)象。據(jù)報(bào)道,歐洲排水管道中的沉積物沉積速率可達(dá)30~50 g/(m?d)[4];法國直徑1.25 m以上的排水管中,沉積物淤積厚度超過30 cm[5]。我國大部分城市的老城區(qū)為合流制系統(tǒng),大管徑的合流制管道在遠(yuǎn)距離輸送過程中沉積率高達(dá)40%[6]。北京市二環(huán)以內(nèi)老城區(qū)90%以上的合流制管道都存在不同程度的淤積[7];北京城區(qū)約60%的排水管道中存在沉積物,15%的管道沉積物淤積嚴(yán)重,沉積物體積占排水管道體積的15%以上[8]。廣州市有50%以上的排水管道存在淤積現(xiàn)象,管道過流能力受到不同程度影響[9]。

研究表明[10],沉積物中大量污染物是排水管道雨天排放(包括合流制排水管道溢流污染和分流制管道初期雨水排放)污染的重要來源。吳振華[2]統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),上海市合流制排水系統(tǒng)雨天溢流放江污染中,SS、COD、生化需氧量(BOD5)、總磷(TP)、總氮(TN)、氨氮(NH+4NH4+-N)的濃度均值分別達(dá)433.6、427.4、148.1、4.5、25.9和11 mg/L,且SS與放江雨污水多種污染物存在顯著相關(guān)性,表明放江雨污水中SS附著可觀的污染物。據(jù)調(diào)研,英國暴雨溢流排放的污染負(fù)荷90%可能來自管道沉積物[11]。Ahyerre等[12]研究了法國某城市排水區(qū)域(面積為42 hm2),發(fā)現(xiàn)管道沉積物中有機(jī)層(即泥水交界面)所含COD為1.6 g/g,BOD5為0.28 g/g。此外,管道沉積物過度淤積還會(huì)增加管道中的水流阻力。Ashley等[13]在研究中得出,不同程度的沉積物淤積將使管道水流阻力增加2~3 N/m2;同時(shí)沉積物長時(shí)間處于缺氧甚至厭氧條件下,高濃度有機(jī)物在微生物作用下,會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體,如H2S[14],除腐蝕管道外,還會(huì)對(duì)疏通管道的工作人員造成生命威脅。

控制沉積物在排水管道內(nèi)的沉積、累積,對(duì)于削減雨天排放污染負(fù)荷和提高排水系統(tǒng)運(yùn)營安全尤為重要。為此,筆者綜述了管道沉積物的形成與特性,沉積物中EPS的組分、特性及其對(duì)抗沖刷性能的影響,總結(jié)國內(nèi)外控制排水管道沉積物的主要措施及其優(yōu)缺點(diǎn),在此基礎(chǔ)上展望了排水管道沉積物控制技術(shù)研究新方向,旨在為城市黑臭水體的治理提供理論依據(jù)和借鑒。

1 排水管道沉積物的形成及特性

排水管道沉積物主要是由污水?dāng)y帶的固體顆粒發(fā)生沉降而形成,具體途徑包括2種[15]:1)雨水徑流攜帶著旱天累積在地表的固體顆粒物,通過附近的雨水口進(jìn)入雨水管道;2)污水管道中的顆粒物在長距離運(yùn)輸過程中沿途沉降。沉積物的主要成分可分為有機(jī)顆粒、無機(jī)顆粒以及一些較大的固體垃圾(樹枝、塑料袋、瓶蓋、煙蒂等)[13]。有機(jī)顆粒主要是人和動(dòng)物的排泄物以及廚余垃圾等,無機(jī)顆粒主要是地表累積和大氣沉降的一些沙石。

研究表明,排水管道沉積物的性質(zhì)與其所處深度或厚度位置有關(guān)。Crabtree[11]對(duì)英國某合流制管道沉積物進(jìn)行取樣分析,將沉積物分為5類:第一類主要為礦物顆粒,相對(duì)較粗、松散,位于管道最底層;第二類與第一類類似,但該類含有脂肪等黏性物質(zhì)而顯得更為穩(wěn)固;第三類為可移動(dòng)的細(xì)小顆粒,位于第二類沉積物上面,處于疏松的流動(dòng)區(qū);第四類為管壁上的生物膜和有機(jī)污泥等;第五類則為微小的有機(jī)和無機(jī)顆粒的混合物,位于暴雨溢流的集水池中。在此基礎(chǔ)上Ahyerre等[12]將沉積物類別簡化為底層粗顆粒沉積物、有機(jī)層和生物膜3類(圖1)。其中,底層粗顆粒沉積物位于管道底部,表現(xiàn)出無機(jī)特性,顆粒直徑在mm量級(jí),占管道沉積物比例最大。有機(jī)層覆蓋于底層粗顆粒沉積物上方,又稱為近底層固體,表現(xiàn)出很強(qiáng)的生化特性,抗沖刷性能差,為雨天溢流主要的污染顆粒。生物膜通常形成于水面附近的管壁上,當(dāng)沉積物受擾動(dòng)作用小時(shí)也會(huì)在其表面形成,由覆蓋在有機(jī)質(zhì)上的微生物構(gòu)成[16]。

相關(guān)研究表明,底層粗顆粒沉積物、有機(jī)層和生物膜3類管道沉積物在不同國家和地區(qū)表現(xiàn)出類似的性質(zhì)[18?-20]:3類沉積物在沉積量、顆粒物粒徑、多環(huán)芳烴及重金屬濃度上均表現(xiàn)為底層粗顆粒沉積物>有機(jī)層>生物膜,而在含水率、揮發(fā)性懸浮固體、總脂肪烴濃度上表現(xiàn)為底層粗顆粒沉積物<有機(jī)層<生物膜。由此可知,底層粗顆粒沉積物中污染物濃度較高,而有機(jī)層和生物膜中污染物濃度相對(duì)較低。但有研究認(rèn)為雨天污染的主要來源為管道中有機(jī)層沉積物,實(shí)際研究發(fā)現(xiàn)沉積物在受雨水沖刷的過程中,底層粗顆粒沉積物層會(huì)被破壞,而小部分有機(jī)層和生物膜因具備一定的抗沖刷能力,難以被沖刷[4]。因此,需要進(jìn)一步探討沉積物與抗沖刷性能的關(guān)系,以及沉積物中主要阻礙水力沖刷的物質(zhì)性質(zhì),才能有針對(duì)性地設(shè)計(jì)沉積物控制措施,減少排水管道帶來的污染負(fù)荷。

2 微生物作用對(duì)管道沉積物抗沖刷性能的影響

早期研究者發(fā)現(xiàn)管道沉積物跟無機(jī)顆粒沉積物不一樣,Crabtree[11]于1989年提出了黏性的概念,認(rèn)為實(shí)際管道沉積物可能存在黏性,并測(cè)量了管道中不同層沉積物的臨界屈服應(yīng)力(沉積物從靜止到流動(dòng)的臨界點(diǎn)所需應(yīng)力大小)以揭示黏性與抗沖刷性能的關(guān)系,結(jié)果顯示不同層沉積物的臨界屈服應(yīng)力大小不一,其中有機(jī)層的臨界屈服應(yīng)力較弱,近底層沉積物的臨界屈服應(yīng)力較強(qiáng),表明有機(jī)層的黏性小、易被沖刷,而近底層沉積物黏性大、較難被沖刷。Tait等[21]將橄欖石和細(xì)砂按質(zhì)量比為9∶1均勻鋪設(shè)在管道底部,并與只含有橄欖石的沉積物進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明含有細(xì)砂的沉積物比僅有橄欖石的沉積物傳輸率要高出250%~550%,說明管道中黏性物質(zhì)比非黏性物質(zhì)的抗沖刷能力顯著增強(qiáng)。

沉積物中的微生物促進(jìn)或幫助了顆粒物間的黏結(jié),進(jìn)而降低了沉積物被沖刷的可能性,加劇了沉積物的淤積。Chen等[22]對(duì)管道沉積物表面進(jìn)行元素分析,發(fā)現(xiàn)該薄層中C、O、N的比例分別為46.1%、30.7%和14.5%,與細(xì)胞中的比例特別接近(C為47.3%,O為27%,N為11.3%),并用DNA染色技術(shù)發(fā)現(xiàn)該薄層中存在大量微生物(約2.1×1011個(gè)/g),這與活性污泥中微生物數(shù)量相當(dāng),從而證實(shí)了排水管道沉積物表層的微生物存在。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),富含微生物的沉積物經(jīng)過一定時(shí)間的培養(yǎng)后,其表面的微生物膜能夠增強(qiáng)抗沖刷能力[23-24]。Fang等[25]通過對(duì)比沉積物在有無培養(yǎng)液的水中啟動(dòng)速度的大小,證明了沉積物中微生物作用可有效降低沉積物受沖刷時(shí)的啟動(dòng)速度。Tolhurst等[26]觀察河底表層2 mm處的沉積物,并定期檢測(cè)其所受臨界沖刷剪切力,結(jié)果發(fā)現(xiàn)剪切力隨時(shí)間增加而變大。Seco等[27]用高有機(jī)物濃度(約80%)的顆粒物模擬實(shí)際沉積物進(jìn)行沖刷試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)長期沉積的顆粒物,其抗沖刷性能會(huì)更好。

微生物分泌的胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)作為一種黏性物質(zhì),通過吸附、聚集附近物質(zhì)來保護(hù)微生物膜不受破壞。研究表明,EPS是黏結(jié)管道沉積物,提高沉積物抗沖刷性能的主要物質(zhì)[28-29]。Rocher等[30]研究發(fā)現(xiàn),EPS可將微生物和有機(jī)物等固定在管壁上,使其不易被沖刷。Liu等[31]綜述結(jié)果表明,EPS是給水管道微生物膜初期形成和促進(jìn)其管壁附著的重要物質(zhì),能夠保護(hù)微生物菌群抵抗外界的不利影響。陳珂莉[17]測(cè)定了上海不同地區(qū)排水管道沉積物的抗剪切力和EPS濃度,發(fā)現(xiàn)排水管道沉積物EPS總量(多糖與蛋白總和)為3.0~42.4 mg/g(以VSS計(jì),下同);合流管為0.094~1.006 N/?,平均值為0.316 N/?,EPS總量為2.0~19.9 mg/g,沉積物的臨界剪切力為0.094~1.006 N/?,平均值為0.206 N/?。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),EPS總量與沉積物抗沖刷剪切力呈正相關(guān)。

排水管道沉積物中富含微生物,微生物可分泌EPS,而EPS的黏性可以使其吸附黏結(jié)周邊的沉積物顆粒,隨著時(shí)間增長,沉積物不斷黏結(jié)累積,抗沖刷特性不斷增強(qiáng),這為有效減控排水管道沉積物帶來了困難。但基于真實(shí)管道沉積物EPS的組分及其特性研究較少,因此,進(jìn)一步開展排水管道沉積物中EPS組分、特性及其主要組分對(duì)沉積物抗沖刷性能貢獻(xiàn)的研究具有重要意義。

3 排水管道沉積物中EPS的組分及其特性

EPS是一類由微生物產(chǎn)生或細(xì)胞溶出的凝膠狀物質(zhì),對(duì)絮體、生物膜以及污泥顆粒的形成起著至關(guān)重要的作用。一般地,EPS分為可溶性EPS和結(jié)合型EPS(圖2)[32-33]。前者表示與污泥絮凝體結(jié)合較松散且易被洗滌出去的部分;后者被認(rèn)為是一個(gè)離散的覆蓋層,在細(xì)胞壁外具有明顯的邊緣[34]。結(jié)合型EPS展示出一種動(dòng)態(tài)的雙層結(jié)構(gòu),由內(nèi)到外分別是內(nèi)層緊密結(jié)合型EPS(TB-EPS)和外層松散結(jié)合型EPS(LB-EPS)[34]。目前已知大部分微生物分泌的EPS中含有多糖、蛋白質(zhì)、核酸[35-36]、脂類[37]以及其他生物聚合物如腐殖酸等[38-39]。EPS的組成情況受不同生物過程的控制,因而不同環(huán)境中的EPS組分及占比可能不一樣?？傮w上,EPS中多糖占比為40%~90%,蛋白質(zhì)占比為1%~60%,核酸占比為1%~10%,脂類占比為1%~40%[40]。

EPS中的多糖一般包括同質(zhì)多糖、雜多糖、糖基、半乳糖基、戊糖殘基、纖維素等。 蛋白主要包括聚合物降解酶和纖維狀、淀粉狀蛋白黏附素等。EPS的存在可以影響細(xì)胞周邊環(huán)境中的孔隙率、密度、含水率、吸附性、機(jī)械穩(wěn)定性等物理化學(xué)指標(biāo),進(jìn)而影響細(xì)胞的生長[40-41]。EPS組分在細(xì)胞生物膜中的主要功能如表1所示。

目前,研究或關(guān)注EPS及其作用主要集中在活性污泥和顆粒污泥等領(lǐng)域[42]。Yang等[43]分別用α-淀粉酶和β-淀粉酶對(duì)好氧顆粒污泥中的EPS進(jìn)行處理,并測(cè)定處理前后EPS的黏度(1.0~2.40 mPa?s)及蛋白和多糖的濃度,結(jié)果表明EPS中β多糖濃度高于α多糖,且前者對(duì)EPS黏度的影響要高于后者,EPS的黏性作用有利于好氧顆粒污泥的形成。You等[44]研究了污泥中的2種結(jié)合態(tài)EPS(TB-EPS和LB-EPS)在不同CeO2濃度下對(duì)污泥剪切力和黏度的影響,結(jié)果表明EPS提取后污泥的屈服應(yīng)力和表觀黏度下降,尤其是去除TB-EPS后,無論是否添加CeO2都會(huì)明顯削弱污泥的黏度和屈服應(yīng)力,可以看出TB-EPS對(duì)污泥黏性的貢獻(xiàn)要強(qiáng)于LB-EPS。Ekstrand等[45]研究認(rèn)為高濃度的EPS會(huì)增加厭氧污泥的黏度,削弱其脫水性能。Li等[46]從流變性能的角度驗(yàn)證了EPS對(duì)好氧顆粒污泥(AGS)凝膠強(qiáng)度的貢獻(xiàn),結(jié)果表明,蛋白質(zhì)和多糖是AGS中EPS的主要組分,它們不僅維持了AGS的物理凝膠結(jié)構(gòu),還保證了AGS的穩(wěn)定性。EPS的凝膠強(qiáng)度與α-螺旋的天然蛋白質(zhì)以及每個(gè)組分分子間的氫鍵呈正相關(guān)。

國內(nèi)外對(duì)管道沉積物的EPS及其主要組分的研究較為匱乏。陳珂莉[17]對(duì)上海不同地區(qū)排水管道沉積物的EPS的研究發(fā)現(xiàn),EPS中多糖和蛋白均能提高沉積物的抗沖刷性能,但多糖作用更大,這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)種類多,其分泌狀況受微生物所處周期的影響[47],不同的分泌物功能不同,因此并非所有蛋白質(zhì)都能對(duì)沉積物起到穩(wěn)定作用;此外,EPS中多糖濃度越高,顆粒間的團(tuán)聚效果越好,即沉積物的抗沖刷性能越好。EPS的多糖和蛋白2種組分都可能具有提高管道沉積物的抗沖刷特性的作用,多糖組分是導(dǎo)致沉積物淤積難以沖刷的主要物質(zhì)。因此,通過控制或降解沉積物EPS中的多糖組分,有望為降低沉積物的抗沖刷性能,進(jìn)而控制管道沉積物淤積提供新思路。

4 國內(nèi)外排水管道沉積物控制措施現(xiàn)狀

為了控制或削減排水管道沉積物引發(fā)的污染問題和安全風(fēng)險(xiǎn),20世紀(jì)60年代,美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家開始重視并研究管道沉積物淤積的控制方法,主要是通過離線和在線水力沖刷或機(jī)械清淤措施,清除管道沉積物,或?qū)τ俜e管段定期疏通。表2列舉了國內(nèi)外常用管道沉積物控制或清淤措施。

目前國內(nèi)外管道沉積物清淤方法大致分為2類:1)不影響排水管道正常運(yùn)行的在線自動(dòng)沖洗模式,水力平衡閥板和水力自凈系統(tǒng)屬于此類,可以實(shí)時(shí)控制排水管道沉積物的累積;2)通過外加設(shè)備進(jìn)行離線主動(dòng)式清理的方法,該方法能耗大、需水量大、成本高,且不適于支線小管徑的管道清淤作業(yè),主要以絞車清淤、高壓水沖清淤等方式為主。當(dāng)前基于水力和機(jī)械的管道沉積物管控方法,都需要在管道內(nèi)或路邊安裝機(jī)械裝置,需要長期運(yùn)行維護(hù),也可能導(dǎo)致排水系統(tǒng)防澇安全問題,需要根據(jù)排水管道建設(shè)和運(yùn)行的實(shí)際情況,將2種類型的措施綜合運(yùn)用。

5 展望

排水管道沉積物雨天受沖刷而造成的河湖水體污染,已成為當(dāng)前我國水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善面臨的困境之一?，F(xiàn)有的研究已基本明確管道沉積物中的微生物及其分泌的EPS,是導(dǎo)致沉積物抗沖刷性能增強(qiáng)的主要成因。然而,國內(nèi)外對(duì)于排水管道中沉積物的形成、累積及其耐沖刷特性的研究仍然較為匱乏,如何在真實(shí)的排水管網(wǎng)中系統(tǒng)地研究沉積物耐沖刷特性及其影響因素,進(jìn)而提出更為有效的控制技術(shù),仍舊是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。因此,建議今后從以下幾個(gè)方面來開展削減沉積物抗沖刷性能的研究。

(1)通過模擬和實(shí)證分析,揭示不同場(chǎng)景,包括雨水管和合流管、管徑及流速差異、區(qū)域土地和污染類型、降雨特性等,對(duì)管道沉積物抗剪切沖刷特性的影響和機(jī)制。

(2)闡明在不同場(chǎng)景對(duì)管道沉積物微生物種群與結(jié)構(gòu)、EPS及其關(guān)鍵組分等的影響。

(3)揭示不同場(chǎng)景對(duì)管道沉積物累積特性的規(guī)律和影響因素。

(4)結(jié)合機(jī)理研究,在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上,探討并提出管道沉積物微生物控制、機(jī)械和水力沖刷措施等綜合控制方法。

參考文獻(xiàn)

[1]

徐祖信, 徐晉, 金偉, 等.

我國城市黑臭水體治理面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

[J]. 給水排水, 2019, 45(3):1-5.

[本文引用: 1]

XU Z X, XU J, JIN W, et al.

Challenges and opportunities of black and odorous water body in the cities of China

[J]. Water & Wastewater Engineering, 2019, 45(3):1-5.

[本文引用: 1]

[2]

吳振華. 上海市排水系統(tǒng)放江污染統(tǒng)計(jì)分析[D]. 上海: 同濟(jì)大學(xué), 2015.

[本文引用: 2]

[3]

韓蕓, 彭黨聰, 許瑋, 等.

合流制管道溢流水質(zhì)分析及特性研究

[J]. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2007(6):834-838.

[本文引用: 1]

HAN Y, PENG D C, XU W, et al.

Research on acteristics of combined sewer overflows

[J]. Journal of Xi’an University of Architecture & Technology(Natural Science Edition), 2007(6):834-838.

[本文引用: 1]

[4]

高原, 王紅武, 張善發(fā), 等.

合流制排水管道沉積物及其模型研究進(jìn)展

[J]. 中國給水排水, 2010, 26(2):15-18.

[本文引用: 2]

GAO Y, WANG H W, ZHANG S F, et al.

Current research progress in combined sewer sediments and their models

[J]. China Water & Wastewater, 2010, 26(2):15-18.

[本文引用: 2]

[5]

CHEBBO G, LAPLACE D, BACHOC A, et al.

Technical solutions envisaged in managing solids in combined sewer networks

[J]. Water Science and Technology, 1996, 33(9):237-244.

[本文引用: 1]

[6]

徐祖信, 張辰, 李懷正.

我國城市河流黑臭問題分類與系統(tǒng)化治理實(shí)踐

[J]. 給水排水, 2018, 44(10):1-5.

[本文引用: 1]

[7]

崔爽. 合流制管道沉積物中氮和有機(jī)物污染特性研究[D]. 北京: 北京建筑大學(xué), 2014.

[本文引用: 1]

[8]

李茂英, 李海燕.

城市排水管道中沉積物及其污染研究進(jìn)展

[J]. 給水排水, 2008, 34(增刊1):88-92.

[本文引用: 1]

[9]

張偉, 余健, 李葳, 等.

廣州市排水管道沉積現(xiàn)狀研究分析

[J]. 給水排水, 2012, 38(7):147-150.

[本文引用: 1]

[10]

徐強(qiáng)強(qiáng), 李陽, 馬黎, 等.

城市雨水管道沉積物氮磷污染溶出特性試驗(yàn)研究

[J/OL]. 環(huán)境科學(xué)研究,doi: 10.13198/j.issn.1001.6929.2020.07.18.

[本文引用: 1]

[11]

CRABTREE R W.

Sediments in sewers

[J]. Journal of the Institution of Water and Environmental Management, 1989, 3(6):569-578.

DOI:10.1111/wej.1989.3.issue-6 URL [本文引用: 3]

[12]

AHYERRE M, CHEBBO G.

Identification of in-sewer sources of organic solids contributing to combined sewer overflows

[J]. Environmental Technology, 2002, 23(9):1063-1073.

DOI:10.1080/09593332308618353 URL [本文引用: 2]

[13]

ASHLEY R M, CRABTREE R W.

Sediment origins,deposition and buildup in combined sewer systems

[J]. Water Science and Technology, 1992, 25(8):1-12.

[本文引用: 2]

[14]

LAHAV O, SAGIV A, FRIEDLER E.

A different approach for predicting H2S(g) emission rates in gravity sewers

[J]. Water Research, 2006, 40(2):259-266.

DOI:10.1016/j.watres.2005.10.026 URL [本文引用: 1]

[15]

HEANEY J P, PITT R, FIELD R.

Innovative urban wet-weather flow management systems:EPA/600/R-99/029

[R/OL]. Cincinnati,OH:National Risk Management Research Laboratory,Office of Researchand Development,US Environmental Protection Agency,1999[2021-01-12] http://purl.access.gpo.gov/GPO/LPS34527.

URL [本文引用: 1]

[16]

陳珂莉, 李朋, 金偉, 等.

排水管道沉積物中胞外聚合物的提取及檢測(cè)方法研究

[J]. 中國給水排水, 2018, 34(7):32-36.

[本文引用: 1]

CHEN K L, LI P, JIN W, et al.

Extraction and detection method of extracellular polymeric substances (EPS) in sediment of sewage system

[J]. China Water & Wastewater, 2018, 34(7):32-36.

[本文引用: 1]

[17]

陳珂莉. 微生物作用對(duì)排水管道沉積物沖刷特性影響研究[D]. 上海: 同濟(jì)大學(xué), 2017.

[本文引用: 3]

[18]

OMS C, GROMAIRE M C, CHEBBO G.

In situ observation of the water-sediment interface in combined sewers,using endoscopy

[J]. Water Science and Technology, 2003, 47(4):11-18.

[本文引用: 1]

[19]

ROCHER V, GARNAUD S, MOILLERON R, et al.

Hydrocarbon pollution fixed to combined sewer sediment:a case study in Paris

[J]. Chemosphere, 2004, 54(7):795-804.

DOI:10.1016/j.chemosphere.2003.10.011 URL [本文引用: 1]

[20]

ROCHER V, AZIMI S, MOILLERON R, et al.

Hydrocarbons and heavy metals in the different sewer deposits in the ‘Le Marais’ catchment(Paris,France):stocks,distributions and origins

[J]. Science of the Total Environment, 2004, 323(1/2/3):107-122.

DOI:10.1016/j.scitotenv.2003.10.010 URL [本文引用: 1]

[21]

TAIT S J, RUSHFORTH P J, SAUL A J.

A laboratory study of the erosion and transport of cohesive-like sediment mixtures in sewers

[J]. Water Science and Technology, 1998, 37(1):163-170.

DOI:10.2166/wst.1998.0040 URL [本文引用: 1]

[22]

CHEN G H, LEUNG D H W, HUNG J C.

Biofilm in the sediment phase of a sanitary gravity sewer

[J]. Water Research, 2003, 37(11):2784-2788.

DOI:10.1016/S0043-1354(03)00083-6 URL [本文引用: 1]

[23]

VOLLERTSEN J, HVITVED-JACOBSEN T.

Resuspension and oxygen uptake of sediments in combined sewers

[J]. Urban Water, 2000, 2(1):21-27.

DOI:10.1016/S1462-0758(00)00036-4 URL [本文引用: 1]

[24]

BLACK K S, TOLHURST T J, PATERSON D M, et al.

Working with natural cohesive sediments

[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2002, 128(1):2-8.

DOI:10.1061/(ASCE)0733-9429(2002)128:1(2) URL [本文引用: 1]

[25]

FANG H W, SHANG Q Q, CHEN M H, et al.

Changes in the critical erosion velocity for sediment colonized by biofilm

[J]. Sedimentology, 2014, 61(3):648-659.

DOI:10.1111/sed.2014.61.issue-3 URL [本文引用: 1]

[26]

TOLHURST T J, CONSALVEY M, PATERSON D M.

Changes in cohesive sediment properties associated with the growth of a diatom biofilm

[J]. Hydrobiologia, 2008, 596(1):225-239.

DOI:10.1007/s10750-007-9099-9 URL [本文引用: 1]

[27]

SECO I, VALENTIN M G, SCHELLART A, et al.

Erosion resistance and behaviour of highly organic in-sewer sediment

[J]. Water Science and Technology, 2014, 69(3):672-679.

DOI:10.2166/wst.2013.761 URL [本文引用: 1]

[28]

LIU Y, TAY J H.

The essential role of hydrodynamic shear force in the formation of biofilm and granular sludge

[J]. Water Research, 2002, 36(7):1653-1665.

DOI:10.1016/S0043-1354(01)00379-7 URL [本文引用: 1]

[29]

TAY J H, LIU Q S, LIU Y.

The effects of shear force on the formation,structure and metabolism of aerobic granules

[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2001, 57(1/2):227-233.

DOI:10.1007/s002530100766 URL [本文引用: 1]

[30]

ROCHER V, AZIMI S, MOILLERON R, et al.

Biofilm in combined sewers:wet weather pollution source and/or dry weather pollution indicator

[J]. Water Science and Technology, 2003, 47(4):35-43.

[本文引用: 1]

[31]

LIU S, GUNAWAN C, BARRAUD N, et al.

Understanding,monitoring,and controlling biofilm growth in drinking water distribution systems

[J]. Environmental Science & Technology, 2016, 50(17):8954-8976.

DOI:10.1021/acs.est.6b00835 URL [本文引用: 1]

[32]

SHENG G P, YU H Q, LI X Y.

Extracellular polymeric substances(EPS) of microbial aggregates in biological wastewater treatment systems:a review

[J]. Biotechnology Advances, 2010, 28(6):882-894.

DOI:10.1016/j.biotechadv.2010.08.001 URL [本文引用: 2]

[33]

LASPIDOU C S, RITTMANN B E.

A unified theory for extracellular polymeric substances,soluble microbial products,and active and inert biomass

[J]. Water Research, 2002, 36(11):2711-2720.

DOI:10.1016/S0043-1354(01)00413-4 URL [本文引用: 1]

[34]

YU G H, HE P J, SHAO L M.

Characteristics of extracellular polymeric substances(EPS) fractions from excess sludges and their effects on bioflocculability

[J]. Bioresource Technology, 2009, 100(13):3193-3198.

DOI:10.1016/j.biortech.2009.02.009 URL [本文引用: 2]

[35]

PALMGREN R, NIELSEN P H.

Accumulation of DNA in the exopolymeric matrix of activated sludge and bacterial cultures

[J]. Water Science and Technology, 1996, 34(5/6):233-240.

DOI:10.2166/wst.1996.0555 URL [本文引用: 1]

[36]

JAHN A, GRIEBE T, NIELSEN P H.

Composition of pseudomonas putida biofilms:accumulation of protein in the biofilm matrix

[J]. Biofouling, 1999, 14(1):49-57.

DOI:10.1080/08927019909378396 URL [本文引用: 1]

[37]

GEHRKE T, TELEGDI J, THIERRY D, et al.

Importance of extracellular polymeric substances from Thiobacillus ferrooxidans for bioleaching

[J]. Applied and Environmental Microbiology, 1998, 64(7):2743-2747.

DOI:10.1128/AEM.64.7.2743-2747.1998 URL [本文引用: 1]

[38]

FLEMMING H C, WINGENDER J.

The biofilm matrix

[J]. Nature Reviews Microbiology, 2010, 8(9):623-633.

DOI:10.1038/nrmicro2415 URL [本文引用: 2]

[39]

FLEMMING H C, NEU T R, WOZNIAK D J.

The EPS matrix:the “house of biofilm cells”

[J]. Journal of Bacteriology, 2007, 189(22):7945-7947.

DOI:10.1128/JB.00858-07 URL [本文引用: 1]

[40]

FLEMMING H C, WINGENDER J.

Relevance of microbial extracellular polymeric substances(EPSs):Part Ⅰ.structural and ecological aspects

[J]. Water Science and Technology, 2001, 43(6):1-8.

[本文引用: 2]

[41]

FLEMMING H C, WINGENDER J.

Relevance of microbial extracellular polymeric substances(EPSs):Part Ⅱ.technical aspects

[J]. Water Science and Technology, 2001, 43(6):9-16.

[本文引用: 1]

[42]

譚煜, 付麗亞, 周鑒.

胞外聚合物(EPS)對(duì)污水處理影響的研究進(jìn)展

[J/OL]. 環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào),doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200178.

[本文引用: 1]

[43]

YANG X L, XU T G, CAO P, et al.

The viscosity behaviors of bacterial suspensions or extracellular polymeric substances and their effects on aerobic granular sludge

[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2019, 26(29):30087-30097.

DOI:10.1007/s11356-019-06012-1 URL [本文引用: 1]

[44]

YOU G X, WANG P F, HOU J, et al.

Influence of CeO2 nanoparticles on viscoelastic properties of sludge:role of extracellular polymeric substances

[J]. Environmental Research, 2018, 167:34-41.

DOI:10.1016/j.envres.2018.07.005 URL [本文引用: 1]

[45]

EKSTRAND E M, SVENSSON B H, SAFARIC L, et al.

Viscosity dynamics and the production of extracellular polymeric substances and soluble microbial products during anaerobic digestion of pulp and paper mill wastewater sludges

[J]. Bioprocess and Biosystems Engineering, 2020, 43(2):283-291.

DOI:10.1007/s00449-019-02224-4 URL [本文引用: 1]

[46]

LI Z W, LIN L, LIU X, et al.

Understanding the role of extracellular polymeric substances in the rheological properties of aerobic granular sludge

[J]. Science of the Total Environment, 2020, 705:1359481.1-135948.7.

[本文引用: 1]

[47]

MORE T T, YADAV J S S, YAN S, et al.

Extracellular polymeric substances of bacteria and their potential environmental applications

[J]. Journal of Environmental Management, 2014, 144:1-25.

DOI:10.1016/j.jenvman.2014.05.010 URL [本文引用: 1]

[48]

潘國慶. 不同排水體制的污染負(fù)荷及控制措施研究[D]. 北京: 北京建筑工程學(xué)院, 2007.

[本文引用: 1]

[49]

WILLIAMS K J, TAIT S J, ASHLEY R M.

In-sewer sedimentation associated with active flow control

[J]. Water Science and Technology, 2009, 60(1):55-63.

DOI:10.2166/wst.2009.286 URL [本文引用: 1]

[50]

高安禮. 窨井清掏機(jī)器人研究[D]. 哈爾濱: 哈爾濱工程大學(xué), 2009.

[本文引用: 1]

[51]

劉志長. 合流制排水管道沉積物的沉積狀況及控制技術(shù)研究[D]. 長沙: 湖南大學(xué), 2011.

[本文引用: 1]

[52]

聶鳳, 熊正為, 黃建洪, 等.

合流制排水系統(tǒng)調(diào)蓄池的研究進(jìn)展

[J]. 城市道橋與防洪, 2011(8):313-316.

[本文引用: 1]

NIE F, XIONG Z W, HUANG J H, et al.

Research process of storage tanks in combined drainage system

[J]. Urban Roads Bridges & Flood Control, 2011(8):313-316.

[本文引用: 1]

[53]

DINKELACKERA.

Cleaning of sewers

[J]. Water Science and Technology, 1992, 25(8):37-46.

[本文引用: 1]