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文檔簡介

最新景觀水處理方法Water-Star?景觀水體生態(tài)集成處理系統(tǒng)

控制藻類(藍綠藻)的生長和繁殖,修復(fù)并建立水體中良性的、穩(wěn)定的微生物系統(tǒng)是景觀水體治理的關(guān)鍵性因素,也是難點所在。因此,景觀水體富營養(yǎng)化的治理,期待去除水體中污染物效率高,滅藻和抑藻能力強,能較快地修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng),同時能長期穩(wěn)定地保持水體自凈功能,且容易控制,管理簡單,維護費用低的集成技術(shù)。

水木嘉華?上海凱斯菲爾環(huán)境科技有限公司通過多年的室外試驗與工程實踐,針對目前城市景觀水體的污染特征,分析了現(xiàn)有的景觀水體處理技術(shù)的優(yōu)缺點,運用生態(tài)微生物學(xué)原理和水生生態(tài)學(xué)原理,已經(jīng)成功開發(fā)出了一套以物理超聲波殺藻與生態(tài)技術(shù)相結(jié)合的、專門應(yīng)用于景觀水體的集成處理系統(tǒng)——Water-Star?景觀水體生態(tài)集成處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)模擬自然生態(tài)環(huán)境,采用構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的方式,最大限度地利用景觀水體所在區(qū)域的天然雨水和回用的中水作為水體的水源或者水體的補給水,集成了Aquasonic超聲波除藻技術(shù)、微生物強化凈化技術(shù)、人工曝氣充氧技術(shù)、AquaMat生態(tài)基技術(shù)以及生物生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括人工濕地凈化技術(shù)、生物膜技術(shù)(生物接觸氧化技術(shù)、生物柵技術(shù)、生物濾池技術(shù))、生態(tài)浮床技術(shù)、水生動植物凈化技術(shù)等,能快速、穩(wěn)定地修復(fù)受損水體原有的生態(tài)食物鏈,強化水體本身的自凈化能力,有效地去除水體中的各類污染物,并在此基礎(chǔ)上建立生態(tài)水景,維持水體穩(wěn)定的生態(tài)平衡。

Water-Star?景觀水體生態(tài)集成處理系統(tǒng)秉承了公司“集成多贏,科技創(chuàng)新”發(fā)展理念,盡可能地減少建筑成本,設(shè)備成本,日常維護成本,在滿足水體景觀要求和資源節(jié)約及再利用綠色環(huán)保之間尋找最佳平衡點,力求整體景觀的自然與和諧,同時達到環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益的完美統(tǒng)一。

Water-Star?景觀水體生態(tài)集成作用原理

1、Aquasonic超聲波殺藻原理

超聲波殺藻原理主要是運用特殊頻率的超聲波所產(chǎn)生的震蕩波,作用于水藻外壁并使之破裂、死亡,以達到消滅水藻平衡水環(huán)境生態(tài)的目的。

Aquasonic超聲波除藻的主要機理是:破壞細胞壁、破壞氣胞、破壞活性酶。藻類細胞的特殊構(gòu)造是一個占細胞體積50%的氣胞,氣胞控制藻類細胞的升降運動。超聲波引起的沖擊波、射流、輻射壓等可以破壞氣胞。在適當(dāng)?shù)念l率下,氣胞成為空化泡而破裂;同時,空化產(chǎn)生的高溫高壓和大量自由基,可破壞藻細胞內(nèi)活性酶和活性物質(zhì),從而影響細胞的生理生化活性。此外,超聲波引發(fā)的化學(xué)效應(yīng)也能分解藻毒素等藻細胞分泌物和代謝產(chǎn)物。

2、微生物凈化強化技術(shù)

水體中的污染物的降解主要依靠微生物的降解作用,當(dāng)水體污染嚴(yán)重而又缺乏有效的微生物作用時,人為提供合適的環(huán)境條件(如曝氣充氧)、投加微生物菌劑、生物酶制劑以及生物促生液等以促進微生物降解水體各類污染物,這些微生物利用水中碳源和磷為能量,消耗水中含碳有機物,將碳水化合物、脂肪、有機酸等轉(zhuǎn)化成水;將磷轉(zhuǎn)化為能量物質(zhì)ATP;另一方面,利用上述轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的能量ATP將氮轉(zhuǎn)化為氮氣。最終使污染物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?、水和氮氣。該方法適用于相對比較封閉、外污染源較少的水體(如河道、小型人工湖)水質(zhì)修復(fù)。

微生物強化凈化主要優(yōu)點是能迅速提高污染水體中的微生物濃度,可望在短期內(nèi)提高污染物的生物降解速率,其生物反應(yīng)條件溫和,具有良好的生態(tài)安全性。相對其他措施來講,其費用較低、操作簡單、過程穩(wěn)定、效果良好。一般在微生物投加15~20d后,微生物大量繁殖,水體水質(zhì)明顯改善。

強化凈化的微生物應(yīng)符合以下條件:①不含病原菌等有害微生物;②不對其他生物產(chǎn)生危害;③能適應(yīng)河流的環(huán)境特點。微生物強化技術(shù)的主要缺點是高效微生物的選育需要較長的時間;凈化效果持續(xù)時間短,易受低溫影響等。

3、人工曝氣充氧技術(shù)

河道曝氣充氧的原理是根據(jù)受到污染的河流污染后缺氧的特點,人工向水體中充入空氣或氧氣,加速水體復(fù)氧過程,以提高水體的DO水平,恢復(fù)和增強水體中好氧微生物的活力,使水體中的污染物得以凈化,從而改善河流的水質(zhì)。

充氧原理即利用水體中氧飽和濃度與實際DO濃度存在濃度差,形成了氧轉(zhuǎn)移的推動力,其數(shù)學(xué)表達式為:

曝氣主要是向水中補充氧氣,以保證水生生物生命活動及微生物氧化分解有機物所需的氧量,同時攪拌水體達到水體循環(huán)的目的。如果氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)大量進入湖泊、水塘等緩流水體,將促進各種水生生物主要是藻類的活性,刺激他們異常增殖,藻類過渡生長,將造成水中溶解氧的急劇下降,能在一定時間內(nèi)使水體處于嚴(yán)重缺氧的狀態(tài),使魚類大量死亡。因此,采用曝氣的方法給封閉水體充氧在一定程度上可以防止因藻類大量繁殖而導(dǎo)致的魚類死亡,對維持水體生態(tài)平衡起到一定的作用。

4、AquaMat生態(tài)基技術(shù)

每平方米阿科蔓生態(tài)基產(chǎn)品能夠提供約250平方米的表面積,阿科蔓生態(tài)基具有巨大的活性生物接觸表面,可以為水中微生物和有益藻類等的生長、繁殖提供巨大的生物附著場所;阿科蔓內(nèi)部具有高比表面積的多孔三維結(jié)構(gòu),其中包括大量的纖維和疏松的孔隙,最大限度地為細菌群落提供排他的生存環(huán)境,超級編織技術(shù)的特殊表面層設(shè)計形成理想的微A/O處理環(huán)境,保證了硝化和反硝化作用的同時進行,使其能高效地脫氮除磷。

5、人工濕地凈化技術(shù)

人工濕地的作用原理是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重共同作用來實現(xiàn)對污水的凈化。這種濕地系統(tǒng)是在一定長寬比及底面有坡度的洼地中,由土壤和填料(如卵石等)混合組成填料床,污染水可以在床體的填料縫隙中曲折地流動,或在床體表面流動。在床體的表面種植具有處理性能好、成活率高的水生植物(如蘆葦?shù)龋?,形成一個獨特的動植物生態(tài)環(huán)境,對污染水質(zhì)進行處理。

廢水中的不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用,可以很快地被截留進而被微生物利用;可溶性有機物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除,隨著處理過程的不斷進行,濕地床中的微生物也繁殖生長,通過對濕地床填料的定期更換及對濕地植物的收割而將新生的有機體從系統(tǒng)中去除。濕地對氮的去除是將廢水中的無機氮作為植物生長過程中不可缺少的營養(yǎng)元素,可以直接被濕地中的植物吸收,用于植物蛋白質(zhì)等有機氮的合成,同樣通過對植物的收割而將它們從廢水和濕地中去除;人工濕地對磷的去除是通過植物的吸收,微生物的積累和填料床的物理化學(xué)等共同協(xié)調(diào)作用完成的,一方面,將其作為濕地植物的營床的物理化學(xué)等共同協(xié)調(diào)作用完成的,一方面,將其作為濕地植物的營養(yǎng)物質(zhì)被吸收,然后通過定期收割去除;另一方面,由于有合適的微環(huán)境使其可以被微生物過量吸收,通過定期更換基質(zhì)去除。

人工濕地一般由水體、具有透水性的人工基質(zhì)和生長在其上的水生植物以及著生在基質(zhì)和植物根系上的微生物群落四部分組成,是一個獨特的土壤—植物—微生物生態(tài)系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中,植物是人工濕地的重要組成部分,人工濕地系統(tǒng)中植物代替曝氣機輸氧,同時也為基質(zhì)內(nèi)微生物群落創(chuàng)造了有利的活動場所。其主要通過兩個途徑對水質(zhì)進行凈化:①吸收利用、吸附和富集水中營養(yǎng)物質(zhì)和有害物質(zhì);②通過增加微生物在根系的附著,使通過根系的有機污染物被微生物吸收、同化及異化作用而去除。

人工濕地系統(tǒng)3個主要部分由收集和預(yù)處理系統(tǒng)、配水和集水系統(tǒng)、植物池組成,如圖1-5所示:

(1)收集和預(yù)處理系統(tǒng)

由污水集水管網(wǎng)、污水集水池、格柵和沉淀池等組成。如果在被污染的河流中取水,可取消污水集水管網(wǎng)和污水集水池。

(2)配水和集水系統(tǒng)

由配水井、配水槽、配水管網(wǎng)、布水管、集水管和集水池組成。

(3)植物池系統(tǒng)

根據(jù)出水水質(zhì)要求,可設(shè)計一級或多級植物池。人工濕地污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計類型按污水的流經(jīng)方式可將人工濕地分為地表流濕地(SFW,SurfaceFlowWetland)、潛流濕地(SSFW,SubsurfaceFlowWetland)和垂直流濕地(VFW,VerticalFlowWetland)三類??筛鶕?jù)不同的污染物去除要求及地理條件選擇建造不同的類型。

①表面流濕地

污水在人工濕地表面漫流,絕大部分有機物的去除是由長在植物地下莖、桿上的生物膜來完成。其不能充分利用填料和豐富的植物根系,凈化負荷不高,占地大,夏季衛(wèi)生狀況不好。

②潛流濕地

污水在人工濕地地表下滲流,因而可充分利用填料表面及植物根系上生物膜及其他各種作用處理廢水,提高處理效果和處理能力;同時。其對水流的保溫性好,受氣候影響較小,衛(wèi)生條件亦較好,但投資略高,對氮的去除率不高。

③復(fù)合垂直人工濕地

復(fù)合垂直人工濕地是由下行流池、上行流池兩個單元串聯(lián)而成,兩池僅底部相通,污水經(jīng)下行流池表面所布水管快速均勻的投配到池中,在重力作用下垂直下行,經(jīng)過兩池連通層到達上行池后,垂直上行,通過上行池表面的收集管將處理后的水排出系統(tǒng)。水的流態(tài)綜合了表面流和潛流濕地的特點,輸氧效果好,利于硝化作用。

6、生物膜技術(shù)

生物膜法是指用天然材料(如鵝卵石)、合成材料(如纖維)為載體,使細菌和真菌類的微生物和原生動物、后生動物一類的微型動物附著在填料或某些載體上生長繁育,在其表面形成一種特殊的生物膜,生物膜表面積大,可為微生物提供較大的附著表面,當(dāng)污水與生物膜接觸時,污水中的有機污染物、植物營養(yǎng)物氮、磷等,作為營養(yǎng)物質(zhì),被生物膜上的微生物所攝取,使污染水體得到凈化,微生物自身也得到繁殖。生物膜法的作用原理是水體中基質(zhì)向生物膜表面擴散進入膜內(nèi)部,與膜內(nèi)微生物分泌的酵素與催化劑發(fā)生生化反應(yīng)并將其代謝終產(chǎn)物排出膜外,從而達到降解污染物的目的。

生物膜降解污染物質(zhì)的具體過程主要分為四個階段:①污染物質(zhì)向生物膜表面擴散;②污染物質(zhì)在生物膜內(nèi)部擴散;③微生物分泌的酵素與催化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng);④代謝生成物排出生物膜。生物膜由于固著在濾料或載體上,因此,能在其中生長世代時間較長的細菌和較高級的微生物,如硝化細菌的繁殖速度要比一般的假單細胞菌慢40~50倍,這就使生物膜法在去除有機物的同時具有脫氮除磷的作用,尤其是對受有機物及氨氮污染的水體有明顯的凈化效果。另外,在生物膜上還可能大量出現(xiàn)絲狀菌、輪蟲、線蟲等,從而使生物膜凈化能力大大增強。

生物膜法具有較高的處理效率。它的有機負荷較高,接觸停留時間短,減少占地面積,節(jié)省投資。主要有生物接觸氧化法、生物柵法、生物濾池法等。

7、生態(tài)浮床技術(shù)

利用生態(tài)浮床(ecologicalfloatingbed)技術(shù)是以水生植物為主體,運用無土栽培技術(shù)原理,以高分子材料等為載體和基質(zhì),應(yīng)用物種間共生關(guān)系和充分利用水體空間生態(tài)位和營養(yǎng)生態(tài)位的原則,建立高效的人工生態(tài)系統(tǒng),以削減水體中的污染負荷。其最大的優(yōu)點就是直接利用水體水面面積,不另外占地。

生態(tài)浮島是綠化技術(shù)與漂浮技術(shù)的結(jié)合體,一般由四個部分組成,即浮島框架、植物浮床、水下固定裝置以及水生植被。框架可采用親自然的材料如竹、木條等,植物生長的浮體一般是由高分子輕質(zhì)材料制成,質(zhì)輕耐用,浮島上植物一般選擇各類適宜的陸生植物和濕生植物。

生態(tài)浮床的凈化作用原理:一方面,表現(xiàn)在利用表面積很大的植物根系在水中形成濃密的網(wǎng),吸附水體中大量的懸浮物,并逐漸在植物根系表面形成生物膜,膜中微生物吞噬和代謝水中的污染物,使其成為植物的營養(yǎng)物質(zhì),通過光合作用轉(zhuǎn)化為植物細胞,促進其生長,最后通過收割浮島植物和捕獲魚蝦減少水中營養(yǎng)鹽;另一方面,浮島通過遮擋陽光抑制藻類的光合作用,減少浮游植物生長量,通過接觸沉淀作用促使浮游植物沉降,有效防止“水華”發(fā)生,提高水體的透明度,其作用相對于前者更為明顯,同時浮島上的植物可供鳥類棲息,下部植物根系形成魚類和水生昆蟲生息環(huán)境。

生態(tài)浮床有凈化水質(zhì)、美化水面景觀、提供水生生物棲息空間及進行環(huán)境教育等多種功能。其優(yōu)點如下:(1)浮島浮體可大可小,形狀變化多樣,易于制作和搬運;(2)跟人工濕地相比,植物更容易栽培;(3)無需專人管理,只需定期清理,大大減少人工和設(shè)備的投資,降低了維護保養(yǎng)費和設(shè)備的運行費用等。

8、水生植物凈化技術(shù)

水生植被的恢復(fù)有利于固持底泥,吸收凈化底泥中的營養(yǎng)物質(zhì),同時,對抑制藍藻生長和促使污染物沉降有一定作用。通常根據(jù)不同生態(tài)類型水生高等植物的凈化能力及其微生物的特點,設(shè)計建造由漂浮、浮葉、沉水植物及根際微生物等組成的人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。水生植被種類的選擇在不同的季節(jié),不同治理階段可適當(dāng)調(diào)整,以期獲得最佳的治理效果。

聯(lián)系人:盛先生

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e-mail:sjjhotel@126.com景觀水處理技術(shù)有很多種,主要分為物理、化學(xué)和微生物處理技術(shù)。

物理技術(shù)如換水方式:可以通過引水、換水的方式,稀釋水中的雜質(zhì)濃度,以此來降低雜質(zhì)的濃度。但是需要更換大量的干凈的水,在水資源相當(dāng)匱乏的今天,勢必要減少浪費寶貴的水資源。

化學(xué)方法(投加殺菌滅藻劑)

水體在陽光的照射下,會使水中的藻類大量繁殖,布滿整個水面,不僅影響了水體的美觀,而且擋住了陽光,致使許多水下的植物無法進行光合作用,釋放氧氣,使水中的污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化,導(dǎo)致水質(zhì)惡化,發(fā)出難聞的惡臭,水也變成了黑色。所以投加化學(xué)滅藻劑,殺死藻類。久而久之,水中會出現(xiàn)耐藥的藻類,滅藻劑的效能會逐漸下降,投藥的間隔會越來越短,而投加的量會越來越多,滅藻劑的品種也要頻繁的更換,對環(huán)境的污染也在不斷地增加,而這種污染會影響我們的下一代。但同時化學(xué)方法設(shè)備成本較高(循環(huán)設(shè)備,加藥裝置),運行成本較高(耗電,藥劑費用),效果雖明顯,但維持時間短,操作較為容易,且需要專人管理。

微生物處理方法(生態(tài)水處理技術(shù))

生物界菌種的種類繁多,都有著相當(dāng)復(fù)雜的生理特性,在水生生態(tài)中,作為分解者的微生物,能將水中的污染物(包括有機物,某些重金屬等等)加以分解、吸收,變成能夠為其他生物所利用的物質(zhì),同時還要讓它能夠降低或消除某些有毒物質(zhì)的毒性,能將水生植物的殘枝敗葉轉(zhuǎn)換成有機肥,增加土壤的有機質(zhì),并且對土壤進行改良,改善土壤的團粒結(jié)構(gòu)和物理性狀,提高水體的環(huán)境容量,增強水體的自凈能力,同時也減少了水土流失,抑制了植物病原菌的生長。

因此來說,運用微生物技術(shù)進行水處理是最高效和環(huán)保的,在這方面作為水處理技術(shù)領(lǐng)先的公司,沃格瑞特公司運用自身技術(shù)開發(fā)了系列相應(yīng)的設(shè)備,具備了大氣復(fù)氧生物凈化功能。該設(shè)備能夠利用自身的虹吸功能,使生物氧化床中水位反復(fù)升高降低,大氣復(fù)氧為生物氧化床中生物源源不斷的提供氧氣,為微生物的生長提供了有利條件,生化效果形成,微生物的生化作用有效去除了有機及無機污染物,為下一個水處理環(huán)節(jié)提供了有利條件。小區(qū)景觀水處理方案隨著人們生活水平的提高和綠色環(huán)境意識的增強,景觀水池已成為生活小區(qū)或公共場所里一道靚麗的風(fēng)景。在住宅小區(qū)、城市綠地、公園建設(shè)和大型標(biāo)志性建筑中,人工湖泊、人工河道及景觀水池不斷涌現(xiàn),在改善人居環(huán)境的同時,增添了親近綠色大自然的氛圍。但如何讓碧水常青,避免水質(zhì)惡化而影響附近居民的正常生活和工作,甚至危及人體健康,已成為人們值得關(guān)注的問題。

在景觀水體中,氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的富集易使藻類大量繁殖生長,產(chǎn)生“水華”,使池水水質(zhì)出現(xiàn)惡化現(xiàn)象,水體透明度變差、顏色變暗,甚至有異味;另外水體藻類的繁殖會引起水體中溶解氧的消耗,導(dǎo)致水體缺氧并滋生厭氧微生物造成水體發(fā)黑發(fā)臭。景觀水池常見的問題有:1.水質(zhì)不清、影響景觀;2.藻類叢生、生態(tài)不穩(wěn);3.魚病侵襲、養(yǎng)成率低;4.換水頻繁、保養(yǎng)不易。新的景觀水池易出現(xiàn)“半年清,一年臭,三年封”的局面,

許多小區(qū)內(nèi)的景觀水池因為水質(zhì)原因,紛紛減少池水量,有的甚至變成了旱池,池底長滿了藻類,水面充斥著骯臟的泡沫,夏天池水更是蚊、蠅滋生的場所。這樣使得本來用于美化人居環(huán)境的景觀水池成為人們頭痛的“包袱”。

景觀水質(zhì)惡化的主要表現(xiàn)是水體呈富營養(yǎng)化污染。一般認為,景觀水體形成富營養(yǎng)化的指標(biāo)是:

(1)水體中含總氮量大于0.3mg/L,含磷量大于0.01mg/L;

(2)生化需氧量大于10mg/L;

(3)在水中細菌總量達到104個/毫升以上;

(4)標(biāo)志藻類生長的葉綠素a濃度大于10μg/L。

這些影響指標(biāo)在景觀水池自然條件下極易達到,主要原因是光直接照射到池底,加上部分含P和N成分的富營養(yǎng)化生活污水的滲透,藻類依賴這些能源和營養(yǎng)物質(zhì)得到大量生長與繁殖,而藻類在生長與死亡分解都要消耗氧氣,使觀賞魚因為缺氧而死亡。藻類的生長如果不能盡快處理,就會出現(xiàn)藻類瘋長的現(xiàn)象,水變綠,甚至透明度降為零。

通過研究發(fā)現(xiàn),景觀水中菌藻類大量繁殖的原因在于水體中的P和N等營養(yǎng)成份,尤其是P元素含量超標(biāo),加上水體流動性不大和水環(huán)境溫度適宜,致使藻類以及其它水生物過度繁殖,水體透明度下降,溶氧降低,造成水質(zhì)惡化。而且由于很多景觀水池在設(shè)計上忽視了水的富營養(yǎng)化問題,致使景觀水池水體富營養(yǎng)化趨勢增強。

傳統(tǒng)解決景觀水質(zhì)問題主要是通過定期換水,在夏季尤為頻繁。大量換水必將導(dǎo)致大筆水費支出,既浪費水資源,又污染環(huán)境。而且一旦景觀水池中藻類出現(xiàn)大量繁殖生長,受到富營養(yǎng)化污染,水質(zhì)發(fā)生惡化,則其整個水環(huán)境系統(tǒng)遭到破壞,僅靠水體原有的生態(tài)系統(tǒng)是難以完成自凈的。因水處理中常用的物理過濾及化學(xué)處理均很難從根本上解決問題,使得景觀水體治理成為一個極為困難的過程。

為防止和控制景觀水體水質(zhì)變壞,需要科學(xué)合理的對原有的生態(tài)系統(tǒng)進行修復(fù)。通過多年的實踐總結(jié),我們以水體生物修復(fù)技術(shù)為主體,開發(fā)出了“水源控制+殺菌清淤+生物修復(fù)+水體養(yǎng)護”的景觀水系統(tǒng)水質(zhì)改善整體解決方案,其核心是運用水培植物生態(tài)塘凈化修復(fù)系統(tǒng)或生物膜過濾修復(fù)系統(tǒng),盡快培養(yǎng)生態(tài)塘過濾床,通過生物脫氮除磷,降低水體COD含量,增加景觀水體含氧量,加強水體流動性,控制水中菌藻數(shù)量,并利用水體的生態(tài)自凈作用,創(chuàng)造平衡之生態(tài),形成一個具有良性循環(huán)之生態(tài)系統(tǒng),真正從根本上解決水質(zhì)惡化問題。

實施此處理方案后,景觀水體將達到如下整體效果:

1.有效抑制菌藻類生物大量叢生;

2.水體能見度達到國家景觀水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);

3.維持水質(zhì)穩(wěn)定,較長時間內(nèi)不會發(fā)臭變黑;

4.保證水體內(nèi)養(yǎng)殖的生物健康生長。

5.處理后的景觀水質(zhì)中氨氮、總磷、COD等重要指標(biāo)符合國家GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類以上標(biāo)準(zhǔn),完全可滿足景觀水質(zhì)要求。

俗話說的好:“三分治療,七分預(yù)防”,這個道理在景觀水處理中同樣適用。而通過治理和修復(fù)要達到其應(yīng)有的生態(tài)平衡并不是立桿見影的事情,而是需要一個生物鏈調(diào)整的過程。我們擁有核心的景觀水系統(tǒng)生物修復(fù)處理技術(shù),可為閣下提供景觀水污染從預(yù)防到治理的整體解決方案。景觀水處理如何處理采用何種方法?一、高爾夫球場景觀水體富營養(yǎng)化的原因

水體富營養(yǎng)化(eutrophication)是指在人類活動的影響下,生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體,引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖,水體溶解氧量下降,水質(zhì)惡化,魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。人為排放含營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水以及護理草坪所使用的農(nóng)藥化肥所引起的水體富營養(yǎng)化則可以在短時間內(nèi)出現(xiàn)。水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象時,浮游藻類大量繁殖,形成水華。因占優(yōu)勢的浮游藻類的顏色不同,水面往往呈現(xiàn)藍色、紅色、棕色、乳白色等。這種現(xiàn)象在海洋中則叫做赤潮或紅潮。

水體富營養(yǎng)化產(chǎn)生的主要原因:氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)濃度升高,是藻類大量繁殖的原因,其中又以磷為關(guān)鍵因素。影響藻類生長的物理、化學(xué)和生物因素(如陽光、營養(yǎng)鹽類、季節(jié)變化、水溫、pH值,以及生物本身的相互關(guān)系)是極為復(fù)雜的。因此,很難預(yù)測藻類生長的趨勢,也難以定出表示富營養(yǎng)化的指標(biāo)。目前一般采用的指標(biāo)是:水體中氮含量超過0.2-0.3ppm,生化需氧量大于10ppm,磷含量大于0.01-0.02ppm,pH值7-9的淡水中細菌總數(shù)每毫升超過10萬個,表征藻類數(shù)量的葉綠素-a含量大于10μmg/L。

營養(yǎng)物質(zhì)從何而來:水體中過量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)主要來自未加處理或處理不完全的生活污水、有機垃圾以及護理草坪使用的農(nóng)藥化肥。

1、氮源

護理草坪經(jīng)常需要施用農(nóng)藥和化肥,草坪噴灌后挾帶大量氨氮和硝酸鹽氮的被污染的水進入水體后,改變了其中原有的氮平衡,促進某些適應(yīng)新條件的藻類種屬迅速增殖,在這些水生植物死亡后,細菌將其分解,從而使其所在水體中增加了有機物,導(dǎo)致其進一步耗氧,使大批魚類死亡。含有尿素、氨氮為主要氮形態(tài)的污水,排入水體后會使正常的氮循環(huán)變成“短路循環(huán)”,即尿素和氨氮的大量排入,破壞了正常的氮、磷比例,并且導(dǎo)致在這一水域生存的浮游植物群落完全改變,原來正常的浮游植物群落是由硅藻、鞭毛蟲和腰鞭蟲組成的,而這些種群幾乎完全被藍藻、紅藻和小的鞭毛蟲類所取代。

2、磷源

水體中的過量磷主要來源于肥料、廢棄物和外來污染水源。水體中過量的磷一方面來自外來受工業(yè)廢水和生活污水污染的不干凈水源。另一方面還有其內(nèi)源作用,即水體中的底泥在還原狀態(tài)下會釋放磷酸鹽,從而增加磷的含量,特別是在一些因硝酸鹽引起的富營養(yǎng)化的湖泊中,由于污水的排入使之更加復(fù)雜化,會使該系統(tǒng)迅速惡化,即使停止加入磷酸鹽,問題也不會解決。這是因為多年來在底部沉積了大量的富含磷酸鹽的沉淀物,它由于不溶性的鐵鹽保護層作用通常是不會參與混合的。但是,當(dāng)?shù)讓铀趿康投幱谶€原狀態(tài)時(通常在夏季分層時出現(xiàn)),保護層消失,從而使磷酸鹽釋入水中所致。

水體富營養(yǎng)化的危害:

富營養(yǎng)化會影響水體的水質(zhì),會造成水的透明度降低,使得陽光難以穿透水層,從而影響水中植物的光合作用,可能造成溶解氧的過飽和狀態(tài)。溶解氧的過飽和以及水中溶解氧少,都對水生動物有害,造成魚類大量死亡。同時,因為水體富營養(yǎng)化,水體表面生長著以藍藻、綠藻為優(yōu)勢種的大量水藻,形成一層“綠色浮渣”,致使底層堆積的有機物質(zhì)在厭氧條件分解產(chǎn)生的有害氣體,危害水生動物,發(fā)散臭味。

二、預(yù)防的措施

富營養(yǎng)化的防治是水污染處理中最為復(fù)雜和困難的問題。這是因為:①污染源的復(fù)雜性,導(dǎo)致水質(zhì)富營養(yǎng)化的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì),既有天然源,又有人為源;既有外源性,又有內(nèi)源性。這就給控制污染源帶來了困難;②營養(yǎng)物質(zhì)去除的高難度,傳統(tǒng)的水處理方法很難徹底去除廢水的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)。通常的二級生化處理方法只能去除30-50%的氮、磷.

1、控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)輸入

絕大多數(shù)水體富營養(yǎng)化主要是外界輸入的營養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集造成的。如果減少或者截斷外部輸入的營養(yǎng)物質(zhì),就使水體失去了營養(yǎng)物質(zhì)富集的可能性。為此,首先應(yīng)該著重減少或者截斷外部營養(yǎng)物質(zhì)的輸入,控制外源性營養(yǎng)物質(zhì),應(yīng)從控制人為污染源著手,應(yīng)準(zhǔn)確調(diào)查清楚排入水體營養(yǎng)物質(zhì)的主要排放源,監(jiān)測排入水體的廢水和污水中的氮、磷濃度,計算出年排放的氮、磷總量,為實施控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)的措施提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

2、減少內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)負荷

輸入到湖泊等水體的營養(yǎng)物質(zhì)在時空分布上是非常復(fù)雜的。氮、磷元素在水體中可能被水生生物吸收利用,或者以溶解性鹽類形式溶于水中,或者經(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)和生物作用而沉降,并在底泥中不斷積累,或者從底泥中釋放進入水中。減少內(nèi)源性營養(yǎng)物負荷,有效地控制湖泊內(nèi)部磷富集,應(yīng)視不同情況,采用不同的方法。

三、如何解決高爾夫球場景觀水體富營養(yǎng)化的狀況

人工湖水體的水質(zhì)維護主要是控制水體中COD、BOD5、TN、TP等污染物的含量及藻類等的生長,使其不過度繁殖,保持水體的清澈、潔凈,水處理的目的是為了保護整個水域的水質(zhì)。

(一)、傳統(tǒng)景觀水處理方法及存在問題:

1.物理方式

景觀水體凈化的物理方法有機械過濾、疏浚底泥、光調(diào)節(jié)、水位調(diào)節(jié)、高壓放電、超聲波等方法,這些方法效果明顯,但不易普及,難以大規(guī)模實施。

1)引水換水。由于沒有從水質(zhì)變差的成因上考慮,引水換水是不科學(xué)的。由于一次性換水會造成水源的大量浪費,在經(jīng)濟上是不可行的。另一個問題是污染轉(zhuǎn)嫁(譬如將污水排放到了農(nóng)村)。

2)循環(huán)過濾。在水景設(shè)計的初期,根據(jù)水體的大小,設(shè)計配套的過濾沙缸和循環(huán)用的水泵,并且埋設(shè)循環(huán)用的管路,用于以后日常的水質(zhì)保養(yǎng)。如果水體面積較大,必定延長循環(huán)過濾的周期,使水質(zhì)不能達到預(yù)期的效果。和引水、換水相比較,雖然減少了用水量,但日常的電能耗費增加了,同時也增加了設(shè)備的日常維護保養(yǎng)的費用。

3)深層曝氣。由于藻類的瘋長,消耗大量的氧氣導(dǎo)致水體表層以下呈厭氧狀態(tài),其他生物由于缺氧而死亡。用機械攪拌或曝氣來增加水體中的溶解氧含量,這種方法資金投人較大,運行費用高,影響水體的景觀功能。

4)表面氣浮。在污水中引人大量微小氣泡,氣泡通過表面張力作用粘附于細小的懸浮物上,形成整體比重小于1的絮凝體,由于浮力的作用浮至水面實現(xiàn)固液分離,污水得以凈化。這種方法的前期投入大,運行管理不便,不能徹底解決水體的富營養(yǎng)化問題。

5)流場擾動。封閉的水體不流動,水體容易腐敗、發(fā)黑、發(fā)臭,并且藻類在靜止的水體中更容易過度繁殖,為了使水體流動起來,則需要在水中人為擾動。但是,單獨使用這種方法效果緩慢,而且運營成本高。若與其他方法結(jié)合則效果較好。

6)注水稀釋。在水資源日益緊缺的今天,這種方法既不節(jié)水也不經(jīng)濟,而且水體中的污染物總量沒有減少,不能解決根本問題。

7)池底清淤。底泥中的有機污染物往往成為水體的內(nèi)源性污染源,所以,很多時候采取清淤的措施。但是,這種方法的工程量大、費用高,甚至?xí)茐乃w底部的生物和水生植物,對環(huán)境的負面影響大,不能徹底解決問題。

8)機械除藻。這種方法的短期效果顯著,但運行費用高,不能從根本上解決水體富營養(yǎng)化問題。

9)電子滅藻。利用電磁波使藻細胞分子發(fā)生震動造成細胞破裂而死亡。這種方法具有能耗低、操作簡便的特點,但效果不明顯,但不能從根本上解決水體富營養(yǎng)化問題。

2.化學(xué)方法

1)投絮凝劑。投加絮凝劑促進磷的沉淀,使其不能成為藻類的營養(yǎng)物質(zhì),常用的絮凝劑如鐵鹽、鋁鹽等。此種方法見效快,有2次污染,需反復(fù)投加,但不能解決水體富營養(yǎng)化的根本問題。

2)投除藻劑。常用的除藻劑有硫酸銅、二氧化氯、臭氧等,這些除藻劑可以較快地殺死藻類,效果明顯、但需反復(fù)投加,價格較高,而且容易產(chǎn)生2次污染,不能從根本上解決問題。

3)投除草劑。這種方法會產(chǎn)生二次污染,不能去除污染源和解決根本問題。

所以說用化學(xué)的方式處理水質(zhì),雖然能使水體變清而且成本較低,但它的危害也是顯而易見的,不但不能從根本上改善水質(zhì),長期投加還會使水質(zhì)越來越差,最終使水體成為一潭死水。

3.生物方法

1)生物制劑。在景觀水水質(zhì)惡化的時候,投加適當(dāng)?shù)倪m量的微生物(各類菌種),加速水中污染物的分解,起到水質(zhì)凈化的作用。微生物的繁殖速度驚人,呈幾何級增長,每一次繁殖都或多或少的會產(chǎn)生一些變異品種,導(dǎo)致微生物處理水質(zhì)能力下降,而且很難控制其數(shù)量,其生長又受環(huán)境的影響很大,例如溫度、氣壓等等。同時微生物的分解物,會造成藻類的大量繁殖,再次導(dǎo)致水質(zhì)變壞。

2)生物介質(zhì)。為微生物提供生物附著表面積,有利于微生物的棲息、繁衍,它上面和周圍的微生物將水體中的污染物進行代謝分解,平衡水體內(nèi)部的營養(yǎng)成分。這種方法設(shè)施簡單,建設(shè)周期短,投資成本低,運行費用低,無生態(tài)風(fēng)險,適應(yīng)能力強,單獨使用效果不顯著。

3)人工濕地。水體中的不溶性污染物通過濕地的沉淀、過濾作用,可以被截留,進而被微生物利用;水體中的可溶性污染物可以通過植物根系生物膜的吸附、微生物代謝降解過程而被分解去除。這種方法的運行費用低,占地面積大、見效慢。同時,存在著水生植物生長失控、濕地堵塞或癱瘓的隱患。

(二)、GCMkorea公司處理方法:GreenCare水環(huán)境修復(fù)技術(shù)

1、GMANTOS產(chǎn)品介紹

GAMNTOS是一種天然水處理劑,由納米技術(shù)研發(fā)制造。主要成分為天然礦物,無毒無害,無特殊氣味,是天然環(huán)保產(chǎn)品。用于除去污染水體中懸浮物、氮、磷及惡臭。是韓國GCM株式會社LeeChun-Suk教授發(fā)明,目前已在世界上多個國家注冊專利(2007年在中國注冊)。

粉末型:平均10微米左右的微粒子產(chǎn)品

液態(tài)型:通過控制準(zhǔn)納米級尺寸的粒子的離子化產(chǎn)品

GAMNTOS產(chǎn)品特點:

1)與陽離子浮游微粒發(fā)生電中和,從而引發(fā)凝聚沉淀,以改善沖度

2)將無機物以Al-P,Fe-P,Ca-P等的形式形成沉淀,從而減小磷(P)及控制富營養(yǎng)化

3)調(diào)整PH功能

4)消除臭味,脫除效果出色-消除NH3,SO2,H2S,CL2等

5)對病毒,細菌,霉等具有抑菌作用。

6)減小重金屬吸附

7)從嫌氣性環(huán)境變?yōu)楹脷庑原h(huán)境

8)無引發(fā)及排出二次污染環(huán)境物質(zhì)

9)二次凈化物質(zhì)沉積物:污泥成板狀效果(控制重浮水面),引發(fā)沉積物的自然凈化。

10)激活水體“土著”有益微生物群,修復(fù)生物鏈

應(yīng)用領(lǐng)域:

高爾夫球場人工湖泊凈化處理

黑臭污染河道治理

水體富營養(yǎng)化治理

生活排放污水及工業(yè)(印染、造紙、食品、電子等)排放污水

海水淡化前處理

水產(chǎn)養(yǎng)殖水體及畜禽養(yǎng)殖(養(yǎng)豬場、養(yǎng)雞場等)排放污水

2、GreenCare水環(huán)境修復(fù)技術(shù)的原理是利用納米科技天然水質(zhì)凈化劑GMANTOS對水中污染物進行物理轉(zhuǎn)移、化學(xué)吸附、凝聚沉淀、抑制涌出氮磷、消除有害氣及臭味,抑制水體富營養(yǎng)化,吸附重金屬離子,變嫌氣性水體為好氣性水體,增加水體溶氧,改善水體底部環(huán)境,同時激活原來水體中的“土著”有益微生物群(韓國化學(xué)實驗研究所實驗證明,GMANTOS可使水體原有有益微生物群增加30%),從而使水體得到恢復(fù)。

這種技術(shù)兼具了物理方法、化學(xué)方法和生物方法三種水處理法的優(yōu)點,是對自然界恢復(fù)能力和自凈能力的一種強化,實質(zhì)上是按照仿生學(xué)的理論對于自然界恢復(fù)能力與自凈能力的強化。

因此,按照自然界自身規(guī)律去恢復(fù)自然界的本來面貌;強化自然界自身的自凈能力去治理被污染水體,這是人與自然和諧相處的合乎邏輯的治污思路,也是一條創(chuàng)新的技術(shù)路線,必將引領(lǐng)水污染治理技術(shù)的未來!

(株)韓國GCM中國營業(yè)部經(jīng)理宋剛gcmkorea@163.com

城市景觀水處理技術(shù)城市景觀水處理技術(shù)之生態(tài)法

生態(tài)修復(fù)法是一種采用種植水生植物、放養(yǎng)水生動物建立生物浮島或生態(tài)基的做法,適用于全開放式景觀水體。它以生態(tài)學(xué)原理為指導(dǎo),將生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能應(yīng)用于水質(zhì)凈化,充分利用自然凈化與水生植物系統(tǒng)中各類水生生物間功能上相輔相成的協(xié)同作用來凈化水質(zhì),利用生物間的相克作用來修飾水質(zhì),利用食物鏈關(guān)系有效的回收和利用資源取得水質(zhì)凈化和資源化、景觀效果等結(jié)合效益。

生態(tài)方法通過水、土壤、砂石、微生物、高等植物和陽光等組成的“自然處理系統(tǒng)”對污水進行處理,適合按自然界自身規(guī)律恢復(fù)其本來面貌的修復(fù)理念,在富營養(yǎng)化水體處理中具有獨到的優(yōu)勢。

1生物操縱控藻技術(shù)

生物操縱是利用生態(tài)系統(tǒng)食物鏈攝取原理和生物相生相克關(guān)系,通過改變水體的生物群落結(jié)構(gòu)來達到改善水質(zhì)、恢復(fù)生態(tài)平衡的目的。其實現(xiàn)途徑有兩種(圖l所示):放養(yǎng)濾食性魚類吞藻,或放養(yǎng)肉食性魚類以減少以浮游動物為食的魚類數(shù)量,從而壯大浮游動物種群。陳濟丁等研究認為,平突船卵蚤等大型植食性浮游動物能顯著減少藻類生物量。劉建康、謝平在武漢東湖的圍隔試驗表明,放養(yǎng)濾食性魚類可有效地遏制微囊藻水華。

在實際應(yīng)用中,生物操縱的操作難度較大,條件不易控制,生物之間的反饋機制和病毒的影響很容易使水體又回到原來的以藻類為優(yōu)勢種的濁水狀態(tài)。

2水生植物凈化技術(shù)

高等水生植物與藻類同為初級生產(chǎn)者,是藻類在營養(yǎng)、光能和生長空間上的競爭者,其根系分泌的化感物質(zhì)對藻細胞生長也有抑制作用。日本嘗試過利用大型水生植物的生物活性抑制藻類生長。國內(nèi)研究表明,沉水植物占優(yōu)勢的水體,水質(zhì)清澈,生物多樣性高。目前研究較多的水生植物有蘆葦(Phragmitesaustralis)、鳳眼蓮(Eichhorniacrassipes)、香蒲(Typhaspp.)、伊樂藻(Elodeanuttallii)等。

浮床種植技術(shù)的發(fā)展為富營養(yǎng)化水體治理提供了新的思路,該技術(shù)以浮床為載體,在其上種植高等水生植物,通過植物根部的吸收、吸附、化感效應(yīng)和根際微生物的分解、礦化作用,削減水體中的氮、磷營養(yǎng)鹽和有機物,抑制藻類生長,凈化水質(zhì)。井艷文等2002年在北京什剎海利用生態(tài)浮床技術(shù)進行水體修復(fù)試驗,水體透明度、TP、TN等指標(biāo)均明顯好轉(zhuǎn)。

利用水生高等植物組建人工復(fù)合植被在富營養(yǎng)化水體治理中具有獨特優(yōu)勢,但要注意防止大型植物的過量生長,使藻型湖泊轉(zhuǎn)變?yōu)椴菪秃矗@會加速湖泊淤積和沼澤化,在非生長季節(jié)大型植物的腐敗對水質(zhì)的影響會更大。大型水生植物對河道、湖泊的船只通航也有一定影響。

3多自然型河流構(gòu)建技術(shù)

德國、瑞士在20世紀(jì)80年代末提出“親近自然河流”概念和“自然型護岸”技術(shù);日本在20世紀(jì)90年代初展開了“創(chuàng)造多自然型河川計劃”,這些構(gòu)建多自然型河流思路的共同特點是通過河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù),恢復(fù)提高河流的自凈能力。多自然型河流構(gòu)建技術(shù)包括生物和物理兩部分。

1)多自然型河流的生物部分。

自然型河流構(gòu)建技術(shù)中應(yīng)用的生物主要是水生植物和水生動物。利用水生植物凈化河水的原理是利用水生植物如:蘆葦、水花生、菖蒲等吸收水中的氮、磷,有些水生植物如鳳眼蓮、滿江紅等能較高濃度富集重金屬離子,蘆葦則能抑制藻類生長。此外,水生植物還能通過減緩水流流速促進顆粒物的沉降,利用植物凈化水體與自然條件下植物發(fā)揮凈化河水的作用有不同之處,它必須考慮其中的不足之處。首先大部分水生植物在冬季枯萎死亡,凈化能力下降,對此,已有使植物在冬季繼續(xù)生長的研究報道;其次植物收獲后有處理處置的問題,處置不當(dāng),會造成二次污染,目前已有經(jīng)濟利用植物凈化水體的報道。

生物操縱法則是利用水生動物治理水體污染,尤其是富營養(yǎng)化水體。經(jīng)典生物操縱法的治理對策是:放養(yǎng)食魚性魚類控制捕食浮游動物的魚類,以促進浮游動物種群的增長,然后借助浮游動物遏制藻類,使藻類的葉綠素含量和初級生產(chǎn)力顯著降低。

2)多自然型河流的物理結(jié)構(gòu)

多自然型河流的物理結(jié)構(gòu)包括多自然型河道物理結(jié)構(gòu)和生態(tài)護岸(河堤)物理結(jié)構(gòu)。多自然型河道物理結(jié)構(gòu)建設(shè)的思路是還河流以空間,構(gòu)造復(fù)雜多變的河床、河灘結(jié)構(gòu);富于變化的河流物理環(huán)境有利于形成復(fù)雜的河流動植物群落,保持河流水生生物多樣性。楊薈提出河床要有彎曲變化的自然流路,要有淺灘、深潭,且要多孔質(zhì)化,以便水流形成不同的流速帶。

目前,生態(tài)護岸常采用蛇籠護岸、土工材料固土種植基、植被型生態(tài)混凝土等幾種結(jié)構(gòu)。它們共同的特點是采用有較強結(jié)構(gòu)強度的材料包覆部分或者全部裸露的河堤或者河岸,這些材料通常做成網(wǎng)狀或者格柵狀,其間填充有可供植物生長的介質(zhì),介質(zhì)上種植植物,利用材料和植物根系的共同作用固化河堤或者河岸的泥土。生態(tài)護岸在達到一定強度河岸防護的基礎(chǔ)上,有利于實現(xiàn)河水與河岸的物質(zhì)交換,有助于實現(xiàn)完整的河流生態(tài)系統(tǒng),削減河流面源污染輸入量。

4其他生態(tài)技術(shù)

人工濕地

是對天然濕地凈化功能的強化,利用基質(zhì)-水生植物-微生物復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)進行物理、化學(xué)和生物的協(xié)同凈化,通過過濾、吸附、沉淀、植物吸收和微生物分解實現(xiàn)對營養(yǎng)鹽和有機物的去除。嚴(yán)立等采用由礫石、沸石和粉煤灰填料組成的三級人工濕地凈化富營養(yǎng)化景觀水體,對TP、TN、COD、濁度和藍綠藻的去除率分別達到35.1%~65.3%、28.7%~62.9%、36.0%~79.8%、78%和63%左右。周琪等利用水平潛流人工濕地修復(fù)受污染景觀水體,試驗結(jié)果表明,濕地系統(tǒng)對有機物、NH4+-N、TN和TP均有較好的去除作用,去除率隨停留時間的延長而提高,溫度、填料和植物種類對處理效果也有很大影響。人工濕地占地面積較大,且填料層易堵塞、板結(jié),限制了其在城市景觀水體治理中的應(yīng)用。

穩(wěn)定塘

又稱氧化塘,通常是深度為1.0~1.5m的淺塘,通過各種好氧、厭氧過程和食物鏈處理受污染水體。何龍采用生態(tài)礫石接觸氧化/穩(wěn)定塘處理微污染景觀水,COD、濁度、TN、TP和藍綠藻的去除率分別為56%~68%、80.6%左右、44.8%~48.3%、24.6%~31.4%、85%左右。穩(wěn)定塘運行成本低,但占地面積大,處理周期長,適于附近有天然池塘可以利用的景觀水體。

生態(tài)混凝土技術(shù)

生態(tài)混凝土是由膠凝材料填充包裹在粗骨料周圍而形成的新型多孔材料,克服了傳統(tǒng)混凝土護坡植被無法生長的缺點,連續(xù)孔隙適于植物根系生長和微生物附著,從而具有生態(tài)凈化功能。呂錫武以生態(tài)混凝土河道模型處理模擬河道水,運行20d后TP、TN和高錳酸鹽指數(shù)去除率分別達95.8%、75%和76.1%,但發(fā)現(xiàn)運行初期混凝土的溶出物會對水體產(chǎn)生負面影響,且運行時間過長(超過30d)時TP、TN和高錳酸鹽指數(shù)有回升現(xiàn)象。

城市景觀水處理技術(shù)之生物法生物方法具有運行費用低、操作管理簡單、無二次污染等優(yōu)點,若景觀水體中的有機物含量較高,則可利用生物方法處理。

1生物接觸氧化

生物接觸氧化法(ASFF)兼有生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點,在染料廢水的處理中已取得良好的效益。該法采用人工曝氣和將填料完全浸沒在污水中的手段,使微生物以固定生物膜的形態(tài)附著于填料表面,與所需凈化的污水相接觸,從而對水中有機污染物進行降解與轉(zhuǎn)化。采用多段ASFF法處理含酚廢水,酚的去除率可達99.99%。

生物接觸氧化法是從生物膜法派生出來的一種廢水生物處理法,即在生物接觸氧化池內(nèi)裝填一定數(shù)量的填料,利用棲附在填料上的生物膜和充分供應(yīng)的氧氣,通過生物氧化作用,將廢水中的有機物氧化分解,達到凈化目的。19世紀(jì)末,德國開始把生物接觸氧化法用于廢水處理,但限于當(dāng)時的工業(yè)水平,沒有適當(dāng)?shù)奶盍?,未能廣泛應(yīng)用。到20世紀(jì)70年代合成塑料工業(yè)迅速發(fā)展,輕質(zhì)蜂窩狀填料問世,日本、美國等開始研究和應(yīng)用生物接觸氧化法。中國在70年代中期開始研究用此法處理城市污水和工業(yè)廢水,并已在生產(chǎn)中應(yīng)用。

生物接觸氧化法是以附著在載體(俗稱填料)上的生物膜為主,凈化有機廢水的一種高效水處理工藝。具有活性污泥法特點的生物膜法,兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點。在可生化條件下,不論應(yīng)用于工業(yè)廢水還是養(yǎng)殖污水、生活污水的處理,都取得了良好的經(jīng)濟效益。該工藝因具有高效節(jié)能、占地面積小、耐沖擊負荷、運行管理方便等特點而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的污水處理系統(tǒng)。

生物處理是經(jīng)過物化處理后的環(huán)節(jié),也是整個循環(huán)流程中的重要環(huán)節(jié),在這里氨/氮、亞硝酸、硝酸鹽、硫化氰等有害物質(zhì)都將得到去除,對以后流程中水質(zhì)的進一步處理將起到關(guān)鍵作用。

如果能配合JBM新型組合式生物填料使用,可加速生物分解過程,具有運行管理簡便、投資省、處理效果高、最大限度地減少占地等優(yōu)點。

許禎等用微濾/生物接觸氧化工藝處理天津市芳水園小區(qū)湖水,COD、TN、TP和BOD的去除率分別為31%-59%、47.4%-50.2%、59.5%-88.8%和78.1%-82.6%。王立軍等用生物接觸氧化法處理公園景觀水,COD、NH4+-N、TP、濁度、色度和SS的降幅分別達48.74%、89.78%、66.67%、64.5%、81.7%和79.8%,出水達到地表水III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。生物接觸氧化技術(shù)占地面積較大,低溫時處理效果下降明顯。

2曝氣生物濾池

曝氣生物濾池(BAF)是90年代初興起的污水處理新工藝,已在歐美和日本等發(fā)達國家廣為流行。該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX(有害物質(zhì))的作用,其特點是集生物氧化和截留懸浮固體與一體,節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池),其容積負荷、水力負荷大,水力停留時間短,所需基建投資少,出水水質(zhì)好,運行能耗低,運行費用省。

BAF屬第三代生物膜反應(yīng)器,是接觸氧化法的一種特殊形式,也可以看成是普通生物濾池的一種變形。BAF在生物反應(yīng)器內(nèi)填裝高比表面積的顆粒填料,以提供微生物生長的載體;同時在填料下部鼓風(fēng)曝氣,球形的粒狀填料使得氣泡通過濾層時的行程加長,空氣通過濾料層的氧利用率可達30%以上,空氣動力效率的提高,降低了污水處理的動力費用。不僅具有生物膜工藝技術(shù)的優(yōu)勢,同時也起著有效的空間過濾作用,使用BAF處理過的出水SS遠低于普通生物處理方法。

二、BAF的工藝特點

采用氣水平行上向流,使得氣水進行極好均分,防止了氣泡在濾料層中凝結(jié)核氣堵現(xiàn)象,氧的利用率高,能耗低;

與下向流過濾相反,上向流過濾維持在整個濾池高度上提供正壓條件,可以更好的避免形成溝流或短流,從而避免通過形成溝流來影響過濾工藝而形成的氣阻;

上向流形成了對工藝有好處的半推流條件,即使采用高過濾速度和負荷,仍能保證BAF工藝的持久穩(wěn)定性和有效性;

采用氣水平行上向流,使空間過濾能被更好的運用,空氣能將固體物質(zhì)帶入濾床深處,在濾池中能得到高負荷、均勻的固體物質(zhì),從而延長了反沖洗周期,減少清洗時間和清洗時用的氣水量;

濾料層對氣泡的切割作用事使氣泡在濾池中的停留時間延長,提高了氧的利用率;由于濾池極好的截污能力,使得BAF后面不需再設(shè)二次沉淀池;

三、BAF的技術(shù)特點

總體投資省,包括機械設(shè)備、自控電氣系統(tǒng)、土建和征地費;

占地面積小,通常為常規(guī)處理工藝占地面積的1/5-1/10,廠區(qū)布置緊湊,美觀;

處理出水質(zhì)量好,可達到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);

工藝流程短,氧的傳輸效率高,供氧動力消耗低,處理單位污水的電耗低;

過濾速度高,處理負荷大大高于常規(guī)處理工藝;

陸洪宇采用A/O一體式懸浮曝氣生物濾池處理蘇州園林景觀水,COD、NH4+-N、TN和TP的去除率分別為56%左右、90%以上、40%左右和接近30%,出水濁度低于2NTU。曝氣生物濾池水頭損失大,需定期反沖洗,對進水SS要求比較嚴(yán)格。

3膜生物反應(yīng)器

膜生物反應(yīng)器(MembraneBioreactor,簡稱MBR)是高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型水處理工藝。用中空纖維膜取代活性污泥法中的二沉池,進行固液分離,有效地達到了泥水分離的目的。膜的高效截留作用,可以有效截留硝化菌,使其完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi),使硝化反應(yīng)得以順利進行,有效去除氨氮,避免污泥的流失,同時可以截留一時難于降解的大分子有機物,延長其在反應(yīng)器的停留時間,使之得到最大限度的分解。MBR對主要污染物如COD等的去除率較傳統(tǒng)工藝大大提高,出水可以直接回用。

主要特點:

占地面積?。?/p>

處理效率高,水力停留時間少;

全自動控制,操作方便;

投資費用及運作成本低;

運行穩(wěn)定可靠,抗水質(zhì)沖擊負荷能力強;

膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯(PVDF),該材料化學(xué)性能穩(wěn)定、抗氧化性強、使用壽命長、耐污染、易清洗,特別適合于污水處理;

利用生化池的曝氣過程對膜纖維表面進行清洗,防止膜堵塞,保持穩(wěn)定的產(chǎn)水量。

王雪梅等用一體浸沒式膜生物反應(yīng)器處理上海城市內(nèi)河道水,對富營養(yǎng)化河水NH4+-N、COD的去除率分別達90%和50%,親水性膜在運行通量和通量恢復(fù)能力上均比疏水性膜優(yōu)越,但兩種膜的出水水質(zhì)基本沒有差異。膜生物反應(yīng)器處理成本高,易發(fā)生膜污染,在國內(nèi)目前尚難以推廣。

4微生物凈化技術(shù)

微生物作為水體中的分解者,在水質(zhì)凈化中有著重要作用。人工選育培養(yǎng)出的光合細菌、硝化細菌等復(fù)合高效微生物,能夠有效去除氮、磷營養(yǎng)元素和有機污染物,抑制藻類生長,增加水體溶解氧,改善水質(zhì)。

潘涌璋等在東莞市某住宅小區(qū)的景觀池投加BBL1微生物菌劑18mg/L,投藥10d后,水面藻類消失,COD、NH4-N、TP和濁度去除率分別為66%、92%、73%和85%。日本研制的EM菌劑、美國的Clear-Flo系列菌劑在國內(nèi)外富營養(yǎng)化水體的治理中都取得一定效果。

利用致病微生物控制藻類是微生物技術(shù)的一條新的途徑,即向水體投放藻類致病細菌或病毒,使之染病死亡。據(jù)報導(dǎo),某些溶藻細菌可以通過同藻類競爭有限營養(yǎng)或分泌胞外物質(zhì)抑制藻類生長,并導(dǎo)致藻細胞的溶解。史順玉等從滇池分離出的溶藻細菌DC23對微囊藻等藍藻有很強的溶解作用,接入兩天后葉綠素含量下降70%左右。

城市景觀水處理技術(shù)之化學(xué)方法對于公園湖泊、河道等大面積水體,由于氮、磷等植物營養(yǎng)物的大量排入已經(jīng)發(fā)生富營養(yǎng)化引起水質(zhì)變臭時,可以采用直接向水中投加化學(xué)藥劑的方法殺死藻類,然后通過自然沉淀后,清除淤泥層即可達到防止水體富營養(yǎng)化的目的。殺藻常用的藥劑有硫酸銅和漂白粉。對湖泊投加時,可把藥劑放在布袋中,系在船尾上,浸泡在水里,然后在水中按一定的路線航行。投藥量隨藻類的種類和數(shù)量以及其他有關(guān)條件而定。一般說,硫酸銅效果較好,藥效長,每升水投加0.3mg--0.5mg.在幾天之內(nèi)就能殺死大多數(shù)產(chǎn)生氣味的藻類植物,但往往不能破壞死藻放出的致臭物質(zhì)。漂白粉或氯能去除這種放出的致臭物質(zhì),但投量要多一些,如0.5mg~1mg。應(yīng)當(dāng)注意,加氯不應(yīng)過多,否則反而又會增加水的氣味。藥劑的正確用量可借試驗確定。

另外,由于硫酸銅對于魚類也有毒性,其致命劑量隨魚的種類而異,約0.15mg/L-2.0mg/L。這個數(shù)字在滅藻所需劑量范圍的附近。因此,在景觀兼養(yǎng)魚的塘水中投加殺藻劑殺藻時,應(yīng)慎重考慮,以免發(fā)生水中魚類死亡現(xiàn)象。

1氣浮法

氣浮技術(shù)是利用高度分散的微氣泡與水中懸浮顆粒黏附,使其隨氣泡浮升到水面,從而加以分離去除,適當(dāng)加人混凝藥劑可顯著改善氣浮效果。藻類密度較小,絮凝后絮核輕飄,且粘附氣泡性能良好,因而相比沉淀技術(shù),氣浮法處理富營養(yǎng)化水體更具優(yōu)勢。

武漢東湖水廠和上海盛大花園人工湖氣浮除藻裝置的運行結(jié)果表明,氣浮工藝可有效去除水中的細小懸浮顆粒、藻類和磷酸鹽等污染物,大幅增加水體溶解氧,有效改善水環(huán)境質(zhì)量。宮磊等用小型渦凹氣浮設(shè)備和組合絮凝劑處理滇池含藻水,含藻量和濁度去除率分別達99%和92.8%。用分散氣浮工藝從水中除藻,除藻率達90%,陽離子表面活性劑的絮凝性能優(yōu)于陰離子和非離子表面活性劑,原水pH值和離子濃度是影響氣浮效果的關(guān)鍵因素。

按照微細氣泡產(chǎn)生的方式,可將氣浮凈水工藝分為分散空氣氣浮法、電解凝聚氣浮法、生物及化學(xué)氣浮法和溶氣氣浮法(真空式氣浮法和壓力溶氣氣浮法)等。

目前,應(yīng)用較多的是部分回流式壓力溶氣氣浮法(簡稱加壓溶氣氣浮法),其處理效果顯著而且穩(wěn)定,并能大大降低能耗。其原理是引水入處理器,投加混凝劑,使水體中的細小懸浮顆粒如藻類和非溶解性有機污染物形成絮凝體,在水中通入微細氣泡,使其黏附于懸浮狀態(tài)的小顆粒雜質(zhì)絮凝體上,造成比重比水小的狀態(tài),并依靠浮力使其上浮至水面。比重比水大的大顆粒絮凝體用沉淀法去除,從而獲得高效固液分離效果。

氣浮法具有如下特點:①有效去除微污染水中細小懸浮顆粒、藻類、固體雜質(zhì)和磷酸鹽等污染物;②氣浮使水中的溶解氧含量得到大幅增加,有效改善了水環(huán)境的質(zhì)量;③操作簡便易于維護,可實現(xiàn)全自動控制;④抗沖擊負荷能力強,對水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性好;⑨可以即開即用,立竿見影,運行管理靈活方便,運行成本低。

美國水處理協(xié)會雜志的結(jié)論曾顯示,氣浮針對含藻及有機物(如水草、腐葉等)較多的水處理效果比較好,而且對凝聚的要求可適當(dāng)降低,節(jié)約混凝劑量及減少反應(yīng)時間,并且氣浮處理排泥方便、耗水量小,泥渣含水量低,不需反沖。故氣浮法在維護城市景觀水體水質(zhì)方面具有較大優(yōu)勢。

2化學(xué)殺菌消毒法

化學(xué)除藻消毒法主要是通過向水中投加各種殺藻劑(如硫酸銅、漂白粉、次氯酸鈉等),殺死藻類,抑制藻類爆發(fā),改善水體的透明度,具有工藝簡單,無須單獨建造處理構(gòu)筑物、初期投資省等特點。

投加的化學(xué)試劑中,硫酸銅除藻效果較好,藥效長,但往往不能破壞死藻放出的致臭物質(zhì)。漂白粉或氯可去除此類致臭物質(zhì),

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