排水大會-龐鶴亮-西安建筑科技大學.pdf

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1、SCHOOL OF ENVIRONMENTAL AND MUNICIPAL ENGINEERING龐鶴亮 副教授/碩士生導師經濟級堿性水解誘導污水管道沉積物凝結構解溶與粘附抗性提升西安建筑科技大學2023.05中國成都目錄1 城鎮污水管道沉積物問題及解決思路2 堿性水解對污水管道沉積物粘附性與抗侵蝕性的影響3 基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略4 小結XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME“十四五”期間，中央明確把管道改造和建設作為一項重要的基礎設施工程來落實。污水廠進水生化需氧量（BOD）濃度低于

2、 100 mg/L的，要圍繞服務片區管網，系統排查進水濃度偏低的原因，科學確定水質提升目標，制定并實施“一廠一策”系統化整治方案，穩步提升污水收集處理設施效能。十四五 污水管網規劃污水管網危害氣體無序逸散管道腐蝕與漏損溢流污染管道錯接混接外水入滲沉積物淤積污水碳源削減1 1、城鎮污水管道沉積物問題及解決思路XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME 北京城區80%的雨水管道都存在不同程度的沉積現象，西安市80%污水管道存在沉積物淤積問題，廣州新河浦涌流域內污水管道沉積物淤積比例接近50%；污水管道沉積物淤積的本質是顆

3、粒污染物相變過程（污水沉積物）；沉積物淤積導致管道過流能力減少，在暴雨期導致污染物溢流風險，并提高管道腐蝕程度；沉積物淤積是污水顆粒態碳源物質損失的主要途徑之一。1 1、城鎮污水管道沉積物問題及解決思路XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME時間地點事故原因傷亡情況2019.8.11上海硫化氫中毒2人死亡2019.7.22河北懷來污水池中毒5人死亡 4人受傷2019.4.26湖北襄陽管道爆炸1人受傷2019.2.25廣東東莞污水池中毒7人死亡2人受傷2018.7.27廣東珠海管道中毒3人受傷2018.7.18湖北天

4、門污水池中毒4人死亡 1人受傷2018.7.16河南商丘管道中毒2人死亡2018.7.1江蘇鹽城管道中毒2人死亡2人受傷2018.6.30四川閬中管道爆炸2人受傷2018.6.30甘肅酒泉污水池中毒2人死亡1人受傷2018.6.19河北保定管道中毒3人死亡2018.5.29四川樂山污水池中毒2人受傷2018.5.23安徽滁州污水池中毒3人死亡2018.5.13廣東深圳化糞池中毒3人死亡1人受傷2018.4.30寧夏銀川管道中毒3人死亡3人受傷2018.4.26山東青島管道中毒2人受傷2018.4.16廣東汕頭管道中毒2人死亡2018.3.28安徽阜陽污水池中毒2人死亡2人受傷2018.3.16

5、廣東肇慶管道中毒1人死亡 2人受傷20182018-20192019年重大管道事故不完全匯總Raheem,A.et al.Chem.Eng.J.2018,337:616-641;Logan.et al.Environ.Sci.Technol.2008,42:8630-8640;Jia et al.Bioresour.Technol.2014,171:159-167 重力污水管道中的沉積物具有生物活性，厭氧條件下極易釋放出H2S、CH4等危害氣體。H2S無序逸散帶來環境污染和管道腐蝕等問題；CH4無序逸散導致污水管道碳排放和爆炸風險。1 1、城鎮污水管道沉積物問題及解決思路XAUAT-SEMEX

6、AUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME污水管道低流速下污水中顆粒污染物沉積，在流速增大時顆粒物卻難以被沖刷再次起動，其原因在于顆粒污染物的聚集與粘附作用。污水管網顆粒物沉積及其聚集生長過程的微觀作用機制尚不明確，難以通過運行優化手段對顆粒物沉積問題進行有效調控，沉積引發的收運能力不足等問題仍亟待解決。1 1、城鎮污水管道沉積物問題及解決思路XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMERaheem,A.et al.Chem.Eng.J.2018,337:616-

7、641;Logan.et al.Environ.Sci.Technol.2008,42:8630-8640;Jia et al.Bioresour.Technol.2014,171:159-1671 1、城鎮污水管道沉積物問題及解決思路顆粒物在低速長時間的污水收送過程極易沉淀淤積形成管道沉積物顆粒物在低速長時間的污水收送過程極易沉淀淤積形成管道沉積物管道堵塞有害氣體高壓沖洗人工清理亟待解決從沉積物的減粘從沉積物的減粘和抗沖刷機制的和抗沖刷機制的角度進一步探索角度進一步探索沉積物的管理沉積物的管理巨大的能源消耗繁重的勞動力需求環境毒性XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEX

8、AUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME污水管道沉積物侵蝕抗性與EPSEPS含量和微生物細胞呈正相關關系。Effects of extracellular polymeric substances and microbial community on the anti-scouribility of sewer sedimentScience of the Total Environment2019Extracellular polymeric substances(EPS)of microbial aggregates in biological wastewater tr

9、eatment systems:AreviewBiotechnologyAdvances2010污泥多層結構模型 胞外聚合物（EPS）是細菌粘附與顆粒聚集的重要介質，參與生物膜形成的粘附過程，維持生物膜結構完整性；EPS的存在可增強細胞在無機顆粒之間表面上的黏附;EPS通過離子橋接等作用增強微生物造粒 微生物聚集體穩定性為微生物聚集體抵抗流體動力和機械剪切的能力。1 1、城鎮污水管道沉積物問題及解決思路XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME1 1、城鎮污水管道沉積物問題及解決思路破解污水管道中的沉積物釋放細胞凝膠

10、聚合物，減少沉積物的侵蝕抗性提升管道過流能力和碳源輸送效率XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME1 1、城鎮污水管道沉積物問題及解決思路XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME 堿性水解破解沉積物內生物聚合物，削弱沉積物顆粒內聚力及粘附結構，提升沉積物水力敏感性和侵蝕性，促進沉積物沖刷及其自清潔效能。Alkaline condition1 1、城鎮污水管道沉積物問題及解決思路XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME

11、XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME2 2、堿性水解對污水管道沉積物粘附性與抗侵蝕性的影響XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME pH 10、11和12條件下處理3 h，TSS增溶8.3、17.1和19.8倍，VSS增溶10.3、18.0和22.3倍；pH 11條件下處理后，沉積物平均粘附力由3.97nN下降至1.04nN，抗粘附作用顯著；堿性水解可以促使污水管道沉積物的凝膠結構瓦解，提升粘附抗性。2 2、堿性水解對污水管道沉積物粘附性與抗侵蝕性的影響處理階段（h）ControlpH 10

12、pH 11pH 12TSS 增溶速率(g/(L h)0-0.50.616.1814.4716.940.5-10.070.770.190.721-1.50.161.031.081.801.5-20.020.480.581.322-30.120.351.250.493-50.080.130.200.545-70.040.090.020.39VSS 增溶速率(g/(L h)0-0.50.241.733.634.230.5-10.010.360.190.321-1.50.060.240.791.351.5-20.000.640.480.602-30.010.270.520.543-50.080.010

13、.040.155-70.010.020.070.07圖圖2-1 沉積物(a)TSS和(b)VSS增溶,(c)不同pH條件下沉積物粘附力變化TSSVSSCODTOC蛋白質多糖腐殖酸TSS11.000*0.990*0.963*0.978*0.9150.880(0.000)(0.010)(0.037)(0.022)(0.085)(0.120)VSS10.991*0.965*0.979*0.9150.883(0.009)(0.035)(0.021)(0.085)(0.117)COD10.991*0.996*0.954*0.937(0.009)(0.004)(0.046)(0.063)TOC10.996

14、*0.976*0.973*(0.004)(0.024)(0.027)蛋白質10.976*0.959*(0.024)(0.041)多糖10.989*(0.011)腐殖酸1XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME2 2、堿性水解對污水管道沉積物粘附性與抗侵蝕性的影響圖圖2-2 堿性水解對沉積物生物聚合物的瓦解和釋放：(a)COD,(b)TOC,(c)蛋白質,(d)多糖和(e)腐殖酸(a)(b)(c)(d)(e)堿性水解引發了污水管道沉積物中生物聚合物的解構和溶解；生物聚合物解構為促進沉積物顆粒起浮和粘附抗性提升提供驅動

15、力；蛋白質分子解構和溶解對沉積物結構瓦解和粘附抗性提升至關重要。XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME2 2、堿性水解對污水管道沉積物粘附性與抗侵蝕性的影響 解構增溶的沉積物生物聚合物熒光類物質主要包括色氨酸類蛋白和腐殖酸類物質；色氨酸類蛋白及腐殖酸類物質所具有的復雜結構共同維持著生物聚合物基質的穩定性；隨著pH上升，生物聚合物在堿性條件下瓦解，色氨酸類蛋白質逐漸解構，含量下降；隨pH及處理時間升高，腐殖酸類物質大量從生物聚合物中向外遷移以抵抗惡劣的堿性環境。圖2-3 不同pH條件下溶解性有機物的熒光分析XAUA

16、T-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME2 2、堿性水解對污水管道沉積物粘附性與抗侵蝕性的影響圖圖2-4 不同pH條件下沉積物EPS含量分布及組成特征:(a)COD,(b)TOC,(c)主要有機組分含量 pH 10、11和12條件下處理后沉積物EPS總含量升高1.7、3.1和4.45倍，表明EPS結構瓦解；S-EPS和LB-EPS含量顯著增加，TB-EPS含量保持穩定，表明沉積物基質結構松散化；EPS基質對沉積物顆粒的束縛能力受到損害，是沉積物粘附力和抗侵蝕性能降低的主要驅動力之一。XAUAT-SEMEXAUAT-SEME

17、XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME2 2、堿性水解對污水管道沉積物粘附性與抗侵蝕性的影響圖圖2-5 不同pH條件下沉積物EPS EEM光譜的FRI分析(a)LB-EPS和(b)TB-EPS 熒光強度隨著 pH 條件的升高而增加，生物聚合物在EPS層之間的引導遷移；TB-EPS中的色氨酸類蛋白物質在維持污水管道沉積物的凝聚力方面發揮著關鍵作用，從而影響沉積物的粘附性；堿性水解通過芳香蛋白和腐殖質的層分布變化，觸發了EPS的破壞和生物聚合物的遷移，促進了污水管道沉積物凝膠結構的解體和粘附性的降低。XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SE

18、MEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME2 2、堿性水解對污水管道沉積物粘附性與抗侵蝕性的影響圖圖2-6 不同pH條 件 下 LB-EPS和TB-EPS的化學結構和性質:(a)FTIR 光 譜,(b)FTIR的2D-COS 分 析,(c)Zeta電位 隨著pH的升高，酰胺區的C-N伸展和N-H彎曲以及多糖中的C-O-C伸展等官能團表現出最大的反應活性；堿性水解首先破壞了酰胺I帶的結構，導致肽鏈擴張和蛋白質二級結構的變化；隨后，酰胺II帶的N-H、酰胺III帶的C-N和多糖的C-O-C被破壞；最后發生O-H的脫水縮合反應；堿性水解降低了污水管道沉積物EPS的絮凝能力，并增

19、加了其表面靜電排斥力。XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME2 2、堿性水解對污水管道沉積物粘附性與抗侵蝕性的影響(a)(b)圖圖2-7 沉積物(a)細胞的生理狀態,(b)活細胞和死亡細胞的百分比 死細胞比例：39.1%（Control）43.9%（pH10）、57.4%（pH 11）和66.7%（pH 12）；生物聚合物解構促進微生物細胞凋亡，細胞裂解加速了凝膠結構破壞，二者工作作用下促進沉積物的顆粒起浮與抗侵蝕能力下降。XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT

20、-SEMEXAUAT-SEME2 2、堿性水解對污水管道沉積物粘附性與抗侵蝕性的影響圖圖2-8 堿性水解下沉積物侵蝕促進機制與響應因子上述因素共同驅動污水管道沉積物的粘附抗性和水力侵蝕性提升 沉積物結構損傷，生物聚集松散，促進內部生物聚合物的解構；沉積物內部結構破壞誘發凝膠生物聚合物外遷和溶解，EPS基質的電負性增加，消除沉積物的粘附聚集；沉積物粘附力與EPS中蛋白質、多糖、腐殖酸含量呈負相關，與蛋白質-螺旋和-轉角結構相關性緊密。XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME2 2、堿性水解對污水管道沉積物粘附性與抗侵

21、蝕性的影響圖圖2-9 堿性水解應用場景和促進水力侵蝕過程沉積物處理方法總成本（元/米）成本組成高壓水射流沖洗66.21水費、燃料費、電費、人工費和設備折舊費穿孔管沖洗123.46水費、燃料費、電力費、人工費、設備折舊費及工程投資費堿性水解36.43降低0.4L沉積物的抗侵蝕性需要2.5g NaOH，與高壓水射流沖洗和穿孔管沖洗相比，堿性水解策略可節省約44.98%和70.49%的總處理費用，經濟效益可觀；額外工程效益：提高C/N、抑制有害氣體；堿性水解策略可用于解決夜間排水管道沉積物問題：緩慢的污水流有利于堿性水解處理降低沉積物粘附力，在重力污水流剪應力條件下，沉積物顆粒的漂浮將得到有效促進。

22、XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME3 3、基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME3 3、基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略圖圖3-1 沉積物(a)TSS和(b)VSS增溶,(c)不同pH條件下沉積物粘附力變化22.25g/L2.33g/L4.11g/L0.57g/L提升9.55倍提升7.21倍0.35nN3.95nN降低91.14%臨界剪切應力降低粘性降低流動性增強粘

23、附力分布均勻草木灰可以有效降低沉積物的抗侵蝕性，使其在污水流剪應力下更易于被沖刷攜帶XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME細菌細胞和無機顆粒被粘性凝膠包裹裂紋及孔洞不規則結構增多，有機殘留物分布廣泛3 3、基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略圖圖3-2 不同草木灰劑量沉積物SEM圖像圖圖3-3 不同草木灰劑量沉積物比表面積和Zeta電位變化 BET：0.81m2/g2.60m2/g 負電荷增多，靜電斥力增加，相互作用能降低草木灰對沉積物粘性凝膠結構造成了不可逆損傷，結構瓦解促使有機和無機物質在污水流剪

24、應作用下沖刷。XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME 生物聚合物溶解與沉積物顆粒起動呈現相同速率趨勢；生物聚合物解構為沉積物顆粒大量起動及降低侵蝕抗性提供了強大驅動力；蛋白質、腐殖酸和多糖是沉積物生物聚合物溶解的主要成分，生物聚合物解構促使三者增溶釋放；蛋白質和腐殖酸在低草木灰劑量下增溶不敏感，二者在維持沉積物凝膠粘附功能方面是必不可少。3 3、基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略(a)(b)(c)(d)(e)圖圖3-4 不同草木灰劑量條件下沉積物釋放:(a)COD,(b)TOC,(c)蛋白質,(d)

25、腐殖酸和(e)多糖含量圖圖3-5 沉積物增溶與生物聚合物解構相關性分析XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME圖4.7分子量分布變化3 3、基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略圖圖3-6 沉積物熒光有機物變化：平行因子分析圖3-7 分子量分布變化 解構增溶的沉積物生物聚合物熒光類物質主要包括色氨酸類蛋白和腐殖酸類物質；草木灰處理促使沉積物中色氨酸類蛋白之和腐殖質物質溶出。低分子量（1kDa）和中分子量（1-5kDa）有機物的相對含量均有增加，并且引發更高分子量有機物的持續釋放XAUAT-SEMEXAUA

26、T-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME3 3、基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略圖圖3-8 不同劑量草木灰應用下沉積物EPS含量分布及組成特征：(a)COD含量,(b)TOC含量和(c)主要有機組分含量 可提取EPS總量顯著增加，表明沉積物EPS結構破壞和生物聚合物解構，松散的基質結構減弱了沉積物絮體對 EPS 組分的束縛能力；草木灰處理使EPS組分發生遷移轉化：不可提取的EPSTB-EPSLB-EPSS-EPS；蛋白質和腐殖酸在EPS由內層向外層的大量遷移，兩者作為功能性生物聚合物維持沉積物凝膠結構穩定性。XAUAT-SEM

27、EXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME芳香蛋白分子結構轉變及腐殖質向 外 遷 移 觸 發EPS結構破壞加速沉積物凝膠結構解體和粘附性能衰減致使沉積物團聚穩定性及抗侵蝕性降低。3 3、基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略(a)(b)0g Plant ash/g TS0g Plant ash/g TS0.04g Plant ash/g TS0.04g Plant ash/g TS0.07g Plant ash/g TS0.07g Plant ash/g TS0.10g Plant ash/g TS0.10g Plant a

28、sh/g TS0.12g Plant ash/g TS0.12g Plant ash/g TS圖圖3-9 不同劑量草木灰處理后（a）LB-EPS和（b）TB-EPS的EEM光譜圖圖3-10 不同劑量草木灰處理后（a）LB-EPS和（b）TB-EPS的FRI分布圖圖3-11 平均粘附力與熒光有機物質之間的相關性XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME 酰胺區對草木灰作用顯示出最低的響應度，歸因于其復雜螺旋結構提供的強大團聚能力；微生物細胞裂解、核酸釋放導致O-P-O首先發生變化，隨后是多糖和腐殖質等解構增溶引起C-O

29、H、C-O-C和C-H伸縮振動，最后是蛋白質酰胺一帶破壞引發肽鏈展開和二級結構變化。3 3、基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略圖圖3-12 LB-EPS和TB-EPS的(a)FTIR光譜,(b)FTIR的2D-COS分析波長(cm-1)符號100511301380145016503420100511301380145016503420+(+)+(+)+(+)+(+)+(+)+(+)+(+)+(+)+(+)+()+()+(+)+(+)+(+)+(+)+XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME EPS蛋白

30、質發生-螺旋向-轉角轉變，蛋白質分子結構松散，削弱微生物的聚集、吸附；EPS蛋白質-螺旋的減少是其結構變得松散無序的主要原因。3 3、基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略圖圖3-13 LB-EPS和TB-EPS的(a)蛋白質二級結構擬合峰和(b)二級結構占比XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME3 3、基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略 細胞死亡率：60.8%（Control）83.6%（0.04 g/gTS）、91.1%（0.07 g/g TS）、93.4%（0.10 g/gTS）和9

31、5.7%（0.12 g/g TS）；細胞凋亡百分比的增加表明EPS結構瓦解和生物聚合物外遷，對促進沉積物顆粒起動和粘附性能衰減起正向作用。圖3-14 微生物細胞活死比例和分布XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME3 3、基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略 蛋白質、腐殖酸和多糖的增溶，導致EPS中負電功能基團濃度增加，表面負電荷增多；TB-EPS中大分子量有機物和中等分子量占比增多，小分子量占比下降；EPS電負性的提高增大了沉積物內部的靜電斥力，絮體尺寸發生明顯變化，進一步削弱了EPS絮凝能力，導致凝

32、結結構脫穩瓦解。圖圖3-15 LB-EPS和TB-EPS的Zeta電位圖圖3-16 TB-EPS 分子量分布XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME3 3、基于堿性草木灰的經濟級堿性沉積物水解與自清潔策略草木灰應用可以輕易的提高沉積物對水力剪切的敏感性，極大的提升了排水管道的自清潔能力圖圖3-17 沉積物在不同水流剪應力下(a)TSS、VSS和(b)粘附力變化圖圖3-18 沉積物(a)COD,(b)TOC,(c)蛋白質,(d)腐殖酸和(e)多糖含量變化XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXA

33、UAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME 堿性水解有效削弱了污水管道沉積物的粘附力和抗侵蝕性，pH升高有助于減少沉積物的粘附性和促進水力作用下沉積物顆粒漂浮，沉積物的平均粘附力下降了73.80%，顆粒的漂浮性提高了12.78倍；堿性水解促進侵蝕的機制在于導致EPS蛋白質結構疏松和官能團的變化，從而內部破壞引發凝膠生物聚合物的外遷，EPS基質電負性增加，沉積物中的粘附聚集能力被消除；草木灰應用下沉積物粘附性能嚴重削減，內部結構松動引發流動性能的增強，有效致使沉積物抗侵蝕性能劣化；處理7h平均粘附力降低91.14%，剪切應力值降低76%，沉積物顆粒起動量增大10.98倍，凝膠結構顯

34、著瓦解；功能性生物聚合物的解構增溶和分子結構改變、芳香類蛋白質及腐殖質在EPS層間遷移以及微生物細胞的破壞是沉積物凝膠結構瓦解的內在原因。草木灰顯著提高沉積物對水流剪應力的敏感性，凝膠結構解溶后的沉積物在正常污水管道的設計剪應力下完全能夠達到自清潔；小結XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME 酪氨酸類蛋白、色氨酸類蛋白、溶解性微生物副產物和蛋白質-螺旋結構與粘附具有顯著正相關關系，更容易解構和轉移到沉積物外；腐殖酸類物質、富里酸類物質和蛋白質-轉角結構與粘附呈現負相關，關歸因于物質很難從不可提取的EPS轉移到外層

35、；堿性水解和草木灰處理策略具有顯著的經濟效益：堿性水解清理每米管道沉積物成本僅為36.43元，是高壓水射流沖洗和穿孔管沖洗的29.51-55.02%；草木灰作為一種固體廢棄物，幾乎無任何成本，應用于沉積物沖刷方面將產生巨大的經濟和環境效益。小結XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME 國家自然科學基金：E0804 52100163 陜西省高層次人才引進計劃青年項目 西安市青年托舉計劃項目：095920221346 城市水資源與水環境國家重點實驗室開放課題：ES202121 浙江省固廢處理與資源化重點實驗室開放基金重點項目：SWTR-2021-02致謝：項目資助XAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEMEXAUAT-SEME西安建筑科技大學水安全研究團隊廣州大學污水與污泥資源化團隊致謝：團隊支持Tel.:18845897026E-mail:SCHOOL OF ENVIRONMENTAL AND MUNICIPAL ENGINEERING請各位專家批評指正Thanks for attention龐鶴亮 副教授西安建筑科技大學2023.05.24中國成都