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景观水处理

简介——景观水体是指以水体为中心的具有结构和功能整体性的生态学单位。主要包括人工流水、景观池塘、喷泉小品和降温水幕等。景观水体可以提高环境品质,丰富空间环境,减少浮尘等...

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景观水体是指以水体为中心的具有结构和功能整体性的生态学单位。主要包括人工流水、景观池塘、喷泉小品和降温水幕等。景观水体可以提高环境品质,丰富空间环境,减少浮尘等作用。随着我国城市经济的快速发展,城市景观水体水质都发生着不同程度的水质恶化现象。产生的水质污染变质问题,必须给予治理,由此形成景观水处理领域。在此之前,水处理基本分为二大领域:
  净水处理:主要为生活用水、工业用纯净水、医用净水处理等,这一类水处理技术可达到饮水净水、工业纯水标准。其标准要求高,所需成本也高,并不适用于景观水的处理。一般处理过程为将待处理的水体提升到砂缸之内。在进入砂缸前投递絮凝药剂,使水体与药剂发生反应,经过过滤之后的水再经过计量泵分别投加消毒药剂和除藻药剂,出水再进入景观水体中。这种处理方式无法有效去除水体中的N、P。
  污水处理:主要指生活污水处理、工业废水、污水处理等,这一类水处理技术,虽然能达到废污水排放标准,但与地表水标准要求有很大距离。这两类水处理技术各具特点,处理方法与工艺均是脱离周边环境影响而进行的。目前大部分的景观水处理,由上述二大领域转变而来。对于景观水体水质的维护主要包含物理、化学、物理化学结合、生物与生态等方法等,各类方法有其因为成本,工艺,周期限制有各自的适用性。大面积的景观水体(人工湖,河),完全不同于上述两大类水,因为此类水体为周边自然、人类环境的组成部分,受到自然条件与人类活动对其的影响。比如水体的富营养化,藻类和微生物等等。上述的水处理工艺技术,在进行景观水处理时,就暴露出很多的不适用的问题,其水质很难达到预期目标。采用化学净化技术和生物净化技术,把景观水当成污水进行处理不仅工艺复杂,且造价和运营成本较高。
景观水体的水质维护主要是控制水体中COD、BOD5、TN、TP等污染物的含量及藻类等的生长,使其不过度繁殖,保持水体的清澈、洁净,水处理的目的是为了保护整个水域的水质。一般来讲,以自来水作为景观水体的初期注入水和后期补充水时可将其直接用于景观水体;若利用的是天然河水则需要根据河水的水质情况决定是否需对其进行特别处理,同时也要考虑水资源费用的付出;若利用的是再生水则再生水的水质需满足《再生水回用于景观水体的水质标准》(CJ/T95—2000)中的有关规定。
  1处理方法
  1.1物理法
  1)引水换水方式当水体中的悬浮物(如泥、沙)增多,水体的透明度下降,水质发浑时,可以通过引水、换水的方式,稀释水中的杂质,以此来降低杂质的浓度。
  2)循环过滤的方式在水景观设计的初期,根据水体的大小,设计配套的过滤沙缸和循环用水泵,并且埋设循环用的管路,用于以后日常的水质保养,如果水体面积较大,必定延长循环过滤的周期,使水质不能达到预期效果。
  1.2物化法
  1)混凝沉淀法混凝沉淀法的处理对象是水中的悬浮物和胶体杂质。沉淀或澄清构筑物的类型很多,可除藻率却不相同。例如用静沉池处理泰晤土河水时,平均除藻率为59%,可是用它处理衣阿华河水时除藻率为37%(硫酸铝混凝)到97%(石灰软化);应用澄清池处理波兰河水时,平均除藻率为85%~86%(无预氯化)和95%一97%(预氯化),并且浮游生物量也分别相应下降了93%~96%和99%。实际上处理效果随藻密度大小而异,藻密度高时,处理困难,除藻率下降,混凝沉淀时磷也有一定的去除,杭州引钱塘江水补给西湖水时,进湖水就是经混凝沉淀处理。混凝沉淀法具有投资少、操作和维修方便、效果好等特点,可用于含有大量悬浮物、藻类的水的处理,对受污染的水体可取得较好的净化效果。
  2)加药气浮法按照微细气泡产生的方式,可将气浮净水工艺分为分散空气气浮法、电解凝聚气,生物及化学气浮法和溶气气浮法(真空式气浮压力溶气气浮法)。目前,应用较多的是部分回压力溶气气浮法,其处理效果显著而且稳定,并大降低能耗。
  上海盛大花园人工湖(水域面积为8000m2)的为雨水和自来水,该河道没有别的污染源,水(量较稳定。它通过对水进行不断地流动循环瞥毒气、喷泉曝气充氧以及采用化学加药气浮工艺来厂耕水中滋生的藻类、其他固体杂质和磷酸盐,从而使整个水体保持良好的状态。
  运行结果表明,该工艺具有如下主要优点:①可有效去除水中的细小悬浮颗粒、藻类、固体杂质和磷傲盐等污染物;②气浮使水中的溶解氧含量得到了大幅度增加,有效地改善了水环境的质量;③易操作和维护,可实现全自动控制;④抗冲击负荷能力强,对水质、水量的变化适应性好。
  3)光催化降解法水中加入一定量的光敏半导体材料,利用太阳能净化污水。
  1.3生化处理法
  1)生物接触氧化生物接触氧化广泛用于微污染水源水的处理,一般去除CODMn、NH3-N分别可达20%一30%及80%~90%。
  若景观水体的初期注入水和后期补充水中的有机物含量较高,则可利用生化处理工艺去除此类污染物,目前被广泛采用的工艺是生物接触氧化法,它具有处理效率高、水力停留时间短、占地面积小、容积负荷大、耐冲击负荷、不产生污泥膨胀、污泥产率低、无需污泥回流、管理方便、运行稳定等特点。
  一般生物接触氧化都利用原水中自然存在的细菌,也有加人人工培养的细菌的。
  ①光合细菌
  微污染生物处理法中投加菌种方法国内外研究较多,如日本、韩国、澳大利亚等国采用定期向水中投放光合细菌,由于光合细菌能利用光能和氧将微污染水或废水中的无机和有机碳源及其它营养物质转化为菌体,从而能起到净化水质的作用。此法具有工艺简单、无需建构筑物、基建费用省等特点。但菌种所需费用较高,同时由于光合细菌属光能自养菌,不含有硝化及反硝化菌种,对氮、磷等植物营养物只能以COD:N:P=100:5:1的比例去除,因此,解决不了水体富营养化的问题。
  ②混合菌落
  混合细菌是由污染水体中直接分离出的细菌群,培养物呈乳白色,平板法计数每毫升菌数不少于60亿。主要含有光合菌、酵母菌、霉菌、放线菌等几十种细菌。
  2)膜生物反应器在反应器中,用微滤膜或超滤膜将进水与出水隔开,并在进水部分培养活性污泥或投入培育好的活性污泥,并曝气,其出水水质不仅可去除COD,NH3-N,而且,浊度的去除率极高,中科院上海应用物理研究所即采用此法处理其院内的景观水。
  1.4生态处理法生态处理法实质上也是生物化学法。
  1)PBB法PBB法是原位物理、生物、生化修复技术,主要是向水体中增氧与定期接种有净水作用的复合微生物。PBB法可以有效去除硝酸盐,这主要是通过有益微生物、藻类、水草等的吸附,在底泥深处厌氧环境下将硝酸盐反硝化成气态氮,再上升至水面返还大气。抑制与去除水中磷、氮的化学机制虽不相同,但都需要充足的氧,氧是治理水环境的首要条件。所以PBB法采用叶轮式增氧机,它具有很好的景观水体治理功能。
  2)生物滤沟法生物滤沟法将传统的砂石过滤与湿地塘床相结合的组合处理方法,它采用多级跌水曝气方式,能有效地控制出水的臭味、氨氮值和提高有机物的去除效果。
  原水经过带格栅的吸水井除去大的漂浮物后通过水泵提升,然后经三级跌水盘跌水充氧后由跌水槽进人生物滤沟好氧段。生物滤沟好氧段根据填料的不同又分为卵石段和炭渣段两段,之后是植物床和生态净化沟,出水流人清水槽,最后外排。
  生物滤沟的优点:
  ①生物滤沟在常温下处理受污染的城市景观水体,能很好地控制水中令人讨厌的色、嗅、味等感官性状指标,并对氨氮有一定的去除效果。
  ②生物滤沟内总的来说生物量偏低,但植物的根系区生物膜较丰富,能有效去除有机污染物。
  3)阿科曼生态净化技术将一种专门制造的织物放置于人工湿地、水塘或构筑物中,它可提供245m3/m2的比表面积,为水中微生物和有益藻类等的繁殖,提供附着面辅以好氧、厌氧条件,可大大降低水的COD、NH3、TP、TN,采用此种技术的单位有华南理工大学,用以处理生活污水,珠海拱北污水厂的污水处理等。

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