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摘要：結合上海浦東國際機場景觀水體治理，分析了景觀水體富營養(yǎng)化的成因，剖析了不同處理工藝，提出一套由外循環(huán)處理系統(tǒng)+內循環(huán)系統(tǒng)+曝氣系統(tǒng)+補充水系統(tǒng)組成的組合治理工藝。

關鍵詞：景觀水體富營養(yǎng)化組合治理工藝

0前言

隨著生活水平的提高，人們越來越向往小橋流水如詩如畫般的生活環(huán)境，向往碧波蕩漾，魚鳥成群的自然美景。在城市綠地、公園建設和大型標志性建筑中，人工湖泊、人工河道及景觀水池不斷涌現(xiàn)，房地產開發(fā)中水景住宅也成為一大熱點。景觀水體中氮、磷等營養(yǎng)物質的富集，使藻類異常增殖，產生水華或湖靛，水體透明度下降，溶解氧降低，水質嚴重惡化，這就是水體的富營養(yǎng)化。

水質富營養(yǎng)化，不僅在湖泊、水庫和海灣這些封閉或半封閉性水體中發(fā)生，而且也可能在河流、河口水域發(fā)生。因此應當避免出現(xiàn)新的死水湖、臭河浜，加強景觀水體環(huán)境治理工藝研究是一項緊迫而艱巨的課題。本論文結合上海浦東國際機場景觀水池這一實際工程對景觀水體環(huán)境治理工藝進行討論。

1工程概況

上海浦東國際機場作為上海市的窗口和標志性建筑之一，受到國內外廣泛關注，其景觀水池的水質直接影響到浦東國際機場的總體形象。按照藍天碧水的總體構思，浦東國際機場設置了大小不一的7個景觀水池，占地總面積約17hm2，池深4m，設計常水位為3m，極限低水位為2.5m，整個水池有池中地面道路匝道，7個水池各自獨立，但池與池之間由dn400pvc管道連通，總蓄水量為51萬m3。

由于沒有考慮水體的富營養(yǎng)化問題，因此設計上亦沒有考慮對水池水進行必要的處理，致使景觀水池水體逐年變差。為防止池水的水質變壞，浦東國際機場一直委托一家水處理公司進行一般的日常維護。該公司通過投加殺藻劑的方法來控制水體的藻類大量繁殖。近年來，隨著水體水質的惡化，藥劑的投加量也逐年上升，由原來5t/月增至10t/月，但水體水質仍有變壞趨勢。

2景觀水體富營養(yǎng)化的成因

根據(jù)藻類的經驗分子式c106h263o110n16p，我們可以推算出，水體每生成1g藻，需供給0.009g的磷和0.063g的氮。早在20世紀40～50年代，科學家們發(fā)現(xiàn)當水環(huán)境中總磷濃度超過0.015mg/l，tn超過0.3mg/l時，藻類就出現(xiàn)惡性繁殖，藻類的繁殖量與外界輸入的p與n濃度值成正比。

由于藍藻、綠藻具有固氮能力，能夠把大氣中的氮轉化為能被水生植物吸收和利用的硝酸鹽形式，因而使得藻類能夠獲得充足的氮營養(yǎng)物質。即使在向水體排放的污水中的氮受到了控制，這些藻類仍然可以從大氣中進行固氮作用而源源不斷地供給硝酸鹽，以此繼續(xù)滿足自身合成的需要。因此，控制氮供給源，對富營養(yǎng)化水體來說，是非常困難的。另外，從藻類經驗公式不難看出，藻類的生產量主要取決于水環(huán)境中磷的供應量，當水環(huán)境中磷的供應量充足時，藻類可以得到充分增殖，而且當磷的濃度超過藻類的直接需要時，磷便在藻類的細胞中儲存起來。

浦東國際機場景觀水池容積達51萬m3，水體主要來源補充水(自來水)、雨水和部分地下水。從水體水源水質來看，均為潔凈水，水源中的n和p指標均很低。但從水體水質采樣監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，水體存在著高錳酸鹽指數(shù)總體呈上升的趨勢，溶解氧指標較低，透明度有下降的趨勢，景觀水池池底有沉積的淤泥，水體中cu，fe離子濃度日趨升高，ph偏高。所有這些均反應水體有變壞的跡象。

產生這些跡象的主要原因有：①水池面積約17hm2，水體的自然蒸發(fā)使得原本潔凈的水體中n和p累積，致使藻類以及其他水生生物過量繁殖，水體透明度下降，溶解氧降低，造成水體水質的惡化；②水體不具備流動性，幾乎完全是一潭死水；③復合殺藻劑的大量使用，不僅增加了水池的淤泥沉積，而且使得水池水顏色變綠，透明度下降。

3處理工藝選擇

對景觀水體通常采用的處理方法的優(yōu)缺點比較見表1。

表1不同處理方法比較方法優(yōu)點缺點

曝氣法復氧效果顯著耗電，占地大

石床法*去除藻類、濁度有反沖洗水

砂濾法去除濁度有反沖洗水

生物防治法效果顯著、價廉生態(tài)系統(tǒng)

池內循環(huán)法輔助效果耗電、有死角

加自來水/地下水法有效、增加流動性耗水/耗電

投加化學藥劑法殺藻類有積累

紫外線殺藻法殺藻、消毒耗電

臭氧殺藻法效果顯著耗電

季節(jié)性切換法適應不同情況不確定性

注：*一種多層濾池，因含有一層較大的鵝卵石濾層而命名。

針對浦東國際機場景觀水池的實際情況，我們結合多年來水處理工程的實踐經驗，考慮上述不同方法的優(yōu)缺點，我們將其中的幾種方法進行組合，形成以下三組方案：

方案一：曝氣，外循環(huán)加石床或砂濾組合，考慮結合池內循環(huán)，添加部分自來水/地下水和季節(jié)性切換。

方案二：生物防治和曝氣組合，考慮結合石床或砂濾、池內循環(huán)、添加自來水/地下水和季節(jié)性切換。

方案三：曝氣和添加自來水或地下水組合，考慮結合池內循環(huán)和季節(jié)性切換(夏季增用石床或砂濾)。

上述三組方案均考慮曝氣法，這種方法是必要的。通過曝氣，可提高水體中溶解氧濃度，使好氧微生物通過自身的新陳代謝作用把水中的有機污染物分解成簡單的無機物，達到水體的凈化作用。方案二中的生物防治是效果顯著而且價廉的方法，但其受環(huán)境溫度的影響較大。方案三中添加自來水或地下水的方法，牽涉耗水、耗電等費用。綜合以上三組方案，方案一較為符合實際情況。

4工藝討論

4.1外循環(huán)系統(tǒng)

外循環(huán)水處理工藝流程見圖1。外循環(huán)水處理系統(tǒng)是將7#水池的水經過提升泵提升，通過砂濾池過濾處理，過濾后的水通過投加殺藻劑進行滅藻殺菌處理，并在靜態(tài)混合器中進行反應，最后出水由管道引至1#水池。通過外循環(huán)處理，可去除水中的懸浮物、色度、藻類及細菌，減緩水體自然蒸發(fā)所造成的n，p累積。砂濾池自動反沖洗，反沖洗排水排至景觀水池附近的明渠排放，整個系統(tǒng)呈連續(xù)運行狀態(tài)。

圖1外循環(huán)水處理系統(tǒng)工藝流程

4.2內循環(huán)系統(tǒng)

浦東國際機場景觀水池內循環(huán)布置見圖2。

圖2內循環(huán)系統(tǒng)示意

景觀水池占地面積大，池與池之間被立交道路分割。各池之間雖有管道相連，但由于未設置推動池水流動的裝置，故池水基本處于死水的狀態(tài)。特別是在標高為±0.00的高架道路擋土墻附近的區(qū)域，這是造成池水水質日趨下降的主要原因之一。因此，為了進一步達到水體凈化和水質混合的均勻性，在7個水池中分別增設液下推進裝置，推動池水循環(huán)流動，達到流水不腐的目的。

4.3曝氣系統(tǒng)(見圖3)

圖3曝氣系統(tǒng)示意

水體中溶解氧的存在，可以使好氧微生物通過自身的新陳代謝把水中的有機污染物降解成簡單的無機物，起到水體的自凈作用。另外水體中藻類的繁殖會引起水體中溶解氧的消耗，導致水體缺氧并滋生厭氧微生物，造成水體發(fā)黑發(fā)臭。因此，水體中應維持一定的溶解氧水平。為了增加水中的溶解氧(do)，同時也可避免池水因液下推進裝置推流過程中形成死角，進一步加強池水的流動性，因此對水池采取液下曝氣措施。

根據(jù)水池造型特點，在4個大池子中各設1臺曝氣裝置，每臺曝氣裝置連接2個曝氣盤，分置于4個水池的池底，電纜線從池底沿池壁引至水池附近的配電柜，可控制開停。

4.4補充水系統(tǒng)

水池面積達17hm2，由于受自然蒸發(fā)和外循環(huán)系統(tǒng)過程反沖洗水的消耗，景觀水池必須適當增加補充水。補充水水源近期可考慮來自部分自來水，另外從長遠運行的角度也可考慮采用深井水。根據(jù)計算，補充自然蒸發(fā)年水量為5.95萬m3，約占總水量的12%。因此，預計每年補充水總量為6.12萬m3。

5結語

景觀水體富營養(yǎng)化治理是一個極為困難的過程。本文依據(jù)上海浦東國際機場實際工程，分析了景觀水體富營養(yǎng)化的成因，并提出了一套可行的處理工藝。目前，該項目正處于實施階段，相信該工藝一定具有應用前景。