城市景觀水處理方法的研究

【摘 要】景觀水主要指用于觀賞，具有生態、美學價值的地表水體，可以美化生活環境、改善人居條件。本文結合上海某小區實際情況，介紹了景觀水處理的方法、工程應用，并指出景觀水的處理應結合工程實際，選擇一種經濟有效的處理方法以保證景觀水的水質。

【關鍵詞】城市景觀水；富營養化；藻類

The Research on Methods of Urban Landscape Water Treatment

【Abstract】Landscape water is the surface water bodies which refers to used for viewing with ecological， aesthetic value and can beautificate life environment， improve the living conditions. Combining with the actual situation of a residential area in Shanghai， this paper introduces the method and engineering application of landscape water treatment， and points out that the landscape water treatment should be combined with the engineering practice to choose a kind of economic and effective treatment methods in order to ensure the quality of landscape water.

【Key words】The urban landscape water;Eutrophication;Algae

景觀水是城市人居環境的重要組成部分，具有重要的美學價值、經濟意義和生態功能[1-2]。景觀水通常包括住宅小區的人工水景、公園湖、城市小型河道等，由于多數景觀水是封閉系統，水體自凈能力較差，隨著時間的積累，水體營養物質增多，造成水體富營養化，從而造成水體污染。

針對富營養化的水體的處理，目前國內外奉行“控制外源污染物為主，減少內源營養負荷為輔，兼顧工程性措施” 的原則[3]。其處理方法主要有物理處理法、物理化學法和生物處理法。

1.城市景觀水概述

景觀水主要指用于觀賞，具有生態、美學價值的地表水體。水景同綠化一樣，都是一種美化生活環境、改善人居條件的景觀。隨著生活水平的提高，現在人們日益關注以水景為主題的小區、園林、城鎮等建設[3]。

1.1分類

城市景觀水體按水源流動分類有三種：

①封閉——此類水體基本為硬質的泊岸及底，平均水深較淺，約在0.3～0.8m，局部水深1m，水源及補充水均為自來水；

②半封閉——有些水景截取利用了天然河道，并根據景觀設計需要另行開挖了人工河道與之連通，此類水系的泊岸及底可以為硬質與土泥混合的方式，平均水深約在0.5～1.5m，有些借助天然河道水較深，水源為天然河水與自來水；

③全開放——還有一些得天獨厚的水景設計則完全利用了天然河系作為景觀水體，其泊岸為土泥及石，平均水深一般都大于0.8m，水源為天然河水。這類水體基本上依靠生態平衡的自凈功能即可達到一般景觀水域的要求。

該小區左側有一條天然河道，但其水質較差，需經過處理后方能進入小區景觀水系，屬于半封閉水體。

1.2現狀

景觀水體一般水域面積小、水體自凈能力差，極易腐敗。腐敗的營養物質主要來自魚的排泄物、剩余餌料、降塵、腐敗的樹枝葉等。另外降雨將岸邊泥土中的有機物、氮、磷等營養物質沖刷到景觀水中，使水體中氮、磷含量增高，導致水體的富營養化。在適宜的溫度、光照等條件下最終誘發藻類的大量繁殖，形成 “水華”，使水體惡化，影響其觀賞價值。

該小區在夏季氣溫高于30℃時易發生水華且局部水域偶爾會較嚴重。秋季當條件適宜時，局部水域也會有藻類上浮。圖1、2為該小區夏季水華較嚴重時的照片。

圖1 圖2

1.3景觀水的水質標準

景觀娛樂用水的水質執行GB12941-91。具體指標如下：

按照水體的不同功能，分為三大類：

A類：主要適用于天然浴場或其他與人體直接接觸的景觀、娛樂水體；B類:主要適用于國家重點風景游覽區及那些與人體非直接接觸的景觀娛樂水體；C類：主要適用于一般景觀用水水體。各類水質標準主要項目及標準值。

2.城市景觀水的處理方法

目前景觀水處理的方法主要有物理法、化學法、生物法。

2.1物理法

2.1.1曝氣充氧

水體曝氣充氧是指對水體進行人工曝氣復氧以提高水中的溶解氧含量，使其保持好氧狀態，防止水體黑臭現象的發生。其方式有瀑布、跌水、噴水3種，但這3種方法的能耗都很高，故極少24h連續運行。

該小區內設有多處跌水，但由于能耗較高，只在白天運行，既可以使小區更加美觀，又可以達到增加水中溶解氧的目的。

2.1.2紫外線除藻

紫外線C波段輻照(UV-C)滅藻是近幾年出現的，廣泛用于飲用水和廢水消毒以及有機物的降解等。波長為245~280nm的UV-C具有很強的殺菌能力， 其中又以254nm為最強。多數病毒與藍藻能夠在短時間內被滅活。紫外線照射具有接觸時間短、快速、無需化學藥劑等優點，但紫外線照射無后續作用且對濁度要求高。

2.2化學法

2.2.1投加化學藥劑

（1）硫酸銅

目前應用最廣的殺藻劑是硫酸銅，多用于水源水殺藻。硫酸銅可與構成微生物蛋白質半胱氨酸的SH基反應使以 SH基為活性點的酶鈍化，并可破壞某些藻類的細胞壁、細胞膜及細胞內含物而使其滅活甚至解體，從而可殺滅活體藻細胞。但是經常使用或者投加過量會引起化學物質積累， 造成二次污染，使藻類等浮游生物產生耐受性、微生物變異等后果。由于沒有從根本上消除降解營養源， 原來水體中的低等生物抗污染、抗殺滅的能力較強，一旦這些藥劑的濃度降低、反應作用弱化后，這些低等生物又會迅速生長，恢復原樣。

（2）二氧化氯

二氧化氯在室溫下為黃色或黃綠色氣體，易溶于水，具有很強的氧化性，氧化能力是液氯的2.5倍，是一種高活性的殺菌、消毒、除臭劑 。由于消毒時不產生有致癌、致畸、致突變作用的三鹵甲烷且對水中的細菌、藻類和浮游生物具有明顯的殺滅效果 ，是近年來倍受關注的水質處理劑。

應用二氧化氯后， BDOC含量的大量增加為細菌再生長的分布（特別是水域DOC濃度高和/或在分布系統中停留時間長的系統）創造了有利條件。其殺菌消毒機理是靠其強氧化能力破壞微生物細胞賴以生存的酶，阻止蛋白質的合成過程， 從而將菌藻分解殺死。

該小區曾在夏天水華嚴重時投加過化學藥劑硫酸銅，但考慮到觀賞魚的存在，只在溪流里撒。

2.2.2加藥氣浮法

氣浮法是一種有效的固-液和液-液分離方法。目前常用的是加壓溶氣氣浮法。該法是使空氣在加壓的條件下溶于水，然后通過將壓力降至常壓而使過飽和溶解的空氣以細微氣泡形式釋放出來。最常用的流程為部分回流加壓溶氣氣浮，與全加壓溶氣流程和部分加壓溶氣流程相比，該流程加壓溶氣水為經過氣浮處理的澄清水，對溶氣及減壓釋放過程較為有利。

長時間的運行結果表明：①該處理設施可有效去除水中的細小懸浮顆粒、藻類、固體雜質和磷酸鹽等污染物；②氣浮使水中的溶解氧含量大幅度增加；③易操作和維護，可實現全自動控制。

2.2.3混凝沉淀法

混凝沉淀法處理的對象是水中懸浮物和膠體雜質，具有投資少、操作和維修方便、效果好等特點，可用于含大量懸浮物、藻類水的處理，對受污染的水體可取得較好的凈化效果，但其停留時間長、占地面積大且見效慢。

2.3生物處理法

2.3.1生物膜法

（1）生物接觸氧化法

生物接觸氧化法是一種浸沒型生物膜法。身無接觸氧化池內存有填料，這些填料淹沒在廢水中，填料上長滿生物膜，水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉化為新的生物膜。生物膜經歷掛膜、生長、增厚、脫落等更替過程。一部分生物膜脫落后變成活性污泥，在循環流動過程中，吸附和氧化分解廢水中的有機物，達到凈化水的目的。

生物接觸氧化法具有高效節能、占地面積小、耐沖擊負荷、運行管理方便等優點。生物接觸氧化工藝的關鍵是生物載體——填料。填料的性能直接影響其出水水質及運行費用。填料的種類及分類方法繁多：按安裝方法分為定型固定式、懸掛式、分散式（包括堆積式和懸浮式）；按彈性分為硬性、半軟性、軟性等；按形狀分為蜂窩狀、束狀、球狀、波紋狀等。

該小區的一期、二期水處理采用生物接觸氧化法將其左側的天然河道水凈化后引入小區內部，作為景觀水的補給水。

其中一期采用蛇皮絲球形懸浮式填料和柱狀懸浮式填料，這兩種填料比表面積大，掛膜快且多，處理效果好。二期采用彈性TA立體懸掛式填料，其單體由若干填料片通過中心繩和套管拴接而成，每個填料片由中心環壓固填料絲而成輻射狀分布。接觸氧化池的出水均經過砂罐過濾后進入小區景觀水系。目前一期處于調試階段；二期運行良好，出水水質可以達到地表水環境質量標準（GB3838-2002）中Ⅳ類（有時可達Ⅲ類）標準，可滿足一般景觀要求水域的要求。

（2）曝氣生物濾池

曝氣生物濾池(Biological Aerated Filter BAF)，是20世紀70年代末在歐洲出現的一種生物膜法處理工藝。其基本原理是反應器內填料上生長的生物膜中微生物氧化分解作用、填料及生物膜的吸附截留作用和沿水流方向形成的食物鏈分級捕食作用以及生物膜內部微環境和厭氧段的反硝化作用。微生物附著在填料表面上， 污水在流經載體表面過程中， 通過有機營養物的吸附， 氧向生物膜內部的擴散以及膜中所發生的生物氧化作用， 對污染物進行分解，且填料本身就具有機械的截留和吸附作用 ，進水中粒徑較大的懸浮狀物質被截留，微生物新陳代謝作用產生的粘性物質如多糖類、 酯類等起吸附架橋作用 ，與懸浮顆粒及膠體粒子粘結在一起 ，形成細小絮體 ，通過接觸絮凝作用而被去除。

與普通的活性污泥法相比， 曝氣生物濾池有如下的特點：

①具有更高的生物濃度和有機負荷;②工藝簡單， 占地面積小，基建費用低；③抗沖擊負荷能力強，耐低溫;④粒狀填料可使充氧效率大大增加；⑤管理簡單;⑥易掛膜。

濾料表面比表面積較大，因此池中容納著大量微生物 ，從而在體現出容積負荷高、 停留時間短的特點的同時 ，又能保證濾池在較低的污泥負荷下運行 ，為進一步降解污水中的有機污染物提供了可靠的保證 ，進而獲得了優良的處理效果 ，保證了出水的穩定性。

2.3.2投加生物制劑

自然界微生物分解有機物的速度較慢。固定化生物催化劑（IBC）利用微生物分解污染物酶促反應的原理，加快污染物分解速度，使水體中的污染物含量降低，從而改善景觀水的水質。IBC使用麥麩作為載體，其主要成分為微生物菌群、多樣化的酶、酶活因子，形成了“酶+微生物+酶活因子”的催化劑核心。

通過一定時間的觀察及對小區景觀水的監測，選擇小區內夏季最容易發生水華且最嚴重的水域進行試驗，投加IBC。結果表明，投加IBC后可明顯改善藻類上浮的情況且試驗水域的水質指標有所下降。

3.結論

目前景觀水受到了越來越多人的關注。適宜的條件下藻類急劇增長，容易發生“水華”現象，嚴重時不僅會影響水體的感官，還會降低水中的溶解氧，引起魚類等水生生物窒息甚至死亡。景觀水的治理方法有物理法、化學法、生物法。物理法只能在短期內改善水體感官，但治標不治本且容易破壞生態系統的穩定；化學法會造成水體的二次污染，且如果水中有魚類，化學藥劑的使用會對魚類產生一定的影響，一般不采用；生物法可去除氮磷，是治本之策，可以從根本上控制藻類的生長。因此，從長遠來講應采用生物法，以維持景觀水系的生態平衡；但也應結合實際，尤其是夏天天氣炎熱時，可適當投加化學藥劑以保證景觀水的水質。

【參考文獻】

［１］史利芳.城市景觀水體治理方法綜述[J].科技致富向導.2011，(2):77-78.

［２］聶發輝，李田，吳曉芙，等.藻型富營養化水體的治理方法[J].中國給水排水.2006，22(018):11-15.

［３］譚華鋒.城市景觀水技術[D].貴州師范大學，2008.