某花園人工湖水處理工程技術(shù)應(yīng)用分析

江雪鴻

摘要：在人工湖水景的營(yíng)造過(guò)程中，要突出多方面的技術(shù)控制，尤其是在水處理的技術(shù)運(yùn)用中，對(duì)于人工湖水景營(yíng)造中涉及到的氮、磷、硫等污染物質(zhì)的處理，以及水體富養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)用，構(gòu)建水體綜合體系的平衡發(fā)展。本文圍繞某花園在人工湖水處理中采取的方法進(jìn)行闡述，并探討了其綜合技術(shù)，及如何在整個(gè)技術(shù)控制中營(yíng)造更加科學(xué)、人性化的水景環(huán)境。

關(guān)鍵詞：花園；人工湖；水處理；技術(shù)應(yīng)用

1項(xiàng)目概況

廣東某小區(qū)為高檔商品樓，在坡地上挖掘出一個(gè)人工湖，面積約為12000㎡，水深為0.50～1.50m，總?cè)莘e約為10000㎡。水體補(bǔ)充水源采用附近一水庫(kù)的水，其水質(zhì)為地表水V類。小區(qū)四周為市政道路，大氣污染一般。湖南邊為自然的小山坡，大雨時(shí)會(huì)有部分洪水沖進(jìn)湖內(nèi)，其余三邊為高層住宅，有截流措施，因此，總地表徑流污染不嚴(yán)重。湖底土壤為黏土，與外界的地下水幾乎沒有連通。

由于本項(xiàng)目水質(zhì)要求較高，要求達(dá)到GB38382-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類水要求；另外根據(jù)景觀規(guī)劃要求，人工湖應(yīng)為生態(tài)景觀水體。因此，在結(jié)合當(dāng)?shù)亟邓约疤鞖馇闆r下，進(jìn)行人造水體的全面處理。筆者將結(jié)合相關(guān)的工程實(shí)例，突出在花園人工湖水處理工程技術(shù)的綜合運(yùn)用，能起到很好的實(shí)際效果。

2各種水處理方法的比較運(yùn)用及方案的選擇

2.1生態(tài)自凈法

通過(guò)水生植物、動(dòng)物來(lái)構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，輔以曝氣機(jī)和生物浮島來(lái)加強(qiáng)水體的生物化學(xué)分解能力，主要依靠水體的自凈能力。其工藝原理為：污染物（大氣污染物沉降、降雨）一人工湖一微生物分解。

水體自凈能力主要依靠微生物分解能力，但在城市中，孤立的人工湖，其水體生物對(duì)污染物的降解量很難大于外來(lái)污染物的量，并且抗沖擊負(fù)荷的能力較弱，水質(zhì)仍然無(wú)法保證。因此，此法雖投資較少，平時(shí)的維護(hù)管理費(fèi)用也較低，但是處理水體有著極大的風(fēng)險(xiǎn)，不宜采用。

2.2物理法

采用水力曝氣過(guò)濾機(jī)或石英砂過(guò)濾砂缸，通過(guò)不斷地循環(huán)過(guò)濾，再輔以消毒，主要依靠過(guò)濾功能去除污染物。其工藝原理為：進(jìn)水一過(guò)濾機(jī)過(guò)濾（去除污染物）一出水。

物理法強(qiáng)調(diào)的是過(guò)濾，其原理是通過(guò)石英砂等粒狀材料濾層截留去除水中顆粒雜質(zhì)，在去除COD、BOD、藻類等污染物的同時(shí)，也同時(shí)去除水中的微生物等，從而造成水體完全喪失自凈能力?，F(xiàn)在有一種水力曝氣過(guò)濾機(jī)，雖然增加了曝氣功能，但起主要作用的仍然是過(guò)濾功能，并且過(guò)濾機(jī)內(nèi)也不適合生物的生長(zhǎng)，因此也無(wú)法保持水體的自凈能力。

由于水體喪失了自凈能力，為了保持水質(zhì)，就需要不停的循環(huán)，從而減少水中的污染物。無(wú)論是水力曝氣過(guò)濾機(jī)，還是石英砂過(guò)濾砂缸，都是大型機(jī)械設(shè)備，不僅投資較高，還得設(shè)置專門的設(shè)備間，在景觀設(shè)計(jì)時(shí)很難處理。

所以，此法處理大型景觀水體的日常維護(hù)成本較高，初次投資也較高，而且水體也喪失活性，因此也不宜采用。

2.3人工濕地法

人工濕地法是生物法和物理法的結(jié)合，其基本原理是在一定的填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個(gè)人工濕地生態(tài)系統(tǒng)，湖水通過(guò)系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)砂石、土壤過(guò)濾，植物根際的多種微生物活動(dòng)，湖水的污染物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被系統(tǒng)吸收、轉(zhuǎn)化或分解，從而使水質(zhì)得到凈化。其工藝原理為：進(jìn)水一人工濕地（去除或分解污染物）一出水。

與生態(tài)自凈法相比，通過(guò)人工濕地強(qiáng)化外來(lái)污染物的降解，穩(wěn)定可行，水力負(fù)荷大，可以抵抗一定的瞬時(shí)污染物沖擊，湖水內(nèi)循環(huán)可以讓水體處于一種有序、緩慢的流動(dòng)狀態(tài)，增強(qiáng)了水體自凈能力。另外，從湖底抽水可以降低底泥量。

與物理法相比，物理法屬于機(jī)械過(guò)濾，而人工濕地更多的是依靠微生物進(jìn)行分解，湖水通過(guò)人工濕地過(guò)濾后，水中仍然含有大量的微生物，水體仍然具有一定的自凈能力。

雖然人工濕地法也需要循環(huán)水泵，但其循環(huán)周期比物理法大了很多，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)水溫>25℃時(shí)，其循環(huán)周期不宜超過(guò)10d，當(dāng)水溫<25℃時(shí)，循環(huán)周期可以適當(dāng)延長(zhǎng)，溫度越低則循環(huán)周期越長(zhǎng)。為了達(dá)到水質(zhì)要求，又減少維護(hù)費(fèi)用，采用人工濕地法更經(jīng)濟(jì)合理。

3人工濕地的設(shè)計(jì)

3.1濕地類型的選擇

人工濕地主要分為自由水面濕地（地表流式）和地下水流濕地（潛流式）。地表流式人工濕地，類似于稻田，污水流進(jìn)濕地停留若干天后排出，水力負(fù)荷較低，占地面積較大，且不易控制，一般不宜采用。

潛流式人工濕地根據(jù)水流形態(tài)又可以分為水平潛流、垂直潛流、波形潛流、下行上行復(fù)合潛流等，水力負(fù)荷和污染負(fù)荷大，對(duì)BOD，COD，SS，重金屬等污染指標(biāo)的去除效果好，且很少有惡臭和孳生蚊蠅現(xiàn)象，主要由植物、填料床和布水系統(tǒng)3部分組成，種植的植物有蘆葦、美人蕉、燈心草等，可以對(duì)綠化景觀起補(bǔ)充作用。

為了減少占地面積和有效地結(jié)合景觀，本工程采用潛流式人工濕地，在正常情況下，潛流型人工濕地污染去除率為：COD>80%；BOD 85%～95%，可達(dá)到10mg/L；SS<20mg/L；NH3-N>60%，P>90%，農(nóng)藥及細(xì)菌>90%。因此本項(xiàng)目景觀水流經(jīng)人工濕地后，其水質(zhì)為：COD<72mg/L；BOD<20mg/L；SS<20rag/L；NH3-N<14mg/L，Plmg/L，符合國(guó)家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類水要求。

3.2工藝參數(shù)的選擇

3.2.1循環(huán)周期。為了保證湖水的水質(zhì)達(dá)到要求，綜合考慮污染物濃度、藻類的控制、感官指標(biāo)等因素，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，湖水的循環(huán)周期定為15d，則循環(huán)流量為1500㎡/d，折合為62.5㎡/h。

3.2.2濕地面積。濕地面積按水力負(fù)荷法進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般為0.8㎡/（㎡/d）～1.25㎡/（㎡·d），根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，本工程濕地面積按1.25㎡/（㎡/d）設(shè)計(jì)，則人工濕地面積為1200㎡。結(jié)合景觀要求，人工湖為緩坡設(shè)計(jì)，整個(gè)湖岸2m范圍都種植挺水植物，浮水植物等，適當(dāng)位置還設(shè)計(jì)浮島。所以整個(gè)濕地面積為整個(gè)湖面面積的1/4-1/3。endprint

3.2.3水泵及暴氣增氧機(jī)選擇。水泵的揚(yáng)程對(duì)能耗影響較大，應(yīng)盡量減少揚(yáng)程的能耗，但也要考慮水泵的磨損造成揚(yáng)程下降的影響，經(jīng)計(jì)算選擇水泵的揚(yáng)程為7m。暴氣增氧機(jī)是增加溶解氧量的有效方法，有效去除藍(lán)綠藻的方法，同時(shí)改善水塘底部的土質(zhì)，使底層土增氧并避免產(chǎn)生有毒氣體，達(dá)到有效防止水中動(dòng)植物及微生物的患病死亡的可能性。在這里設(shè)置2臺(tái)，主要放置水流死角區(qū)域，能使水流最大限度的交換，達(dá)到循環(huán)增氧的目的。

3.2.4水生植物的選用。主要選用苦草，石菖蒲；浮水植物：莼菜。

3.3補(bǔ)充水的處理

補(bǔ)充水為地表V類水，而湖水要求是地表Ⅲ類水，為了避免二次污染，應(yīng)將補(bǔ)充水處理后排到人工湖內(nèi)，其處理方式也采用人工濕地。其工藝原理為：補(bǔ)水一人工濕地（去除或分解污染物）一出水。

人工湖的水量損失包括水面蒸發(fā)和池體滲漏，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，每日最大蒸發(fā)量按8mm/（㎡·d）計(jì)算，最大日蒸發(fā)量為96㎡/d，最大日最大時(shí)蒸發(fā)量為4㎡/h。池體作了防滲漏措施，可以不計(jì)池體滲漏損失，因此總的水量損失為96㎡/d。

人工濕地面積也按水力負(fù)荷法進(jìn)行設(shè)計(jì)，按1.0㎡/（㎡·d）計(jì)算，其濕地面積為96㎡，與循環(huán)水的濕地合建，且合用一套水泵。

3.4其它相關(guān)設(shè)計(jì)

為了形成良好的湖水內(nèi)循環(huán)，水泵吸水點(diǎn)和人工濕地出水點(diǎn)分別設(shè)置在人工湖的兩端，水流形態(tài)為順流式，盡量避免死水區(qū)，因?yàn)槿绻硞€(gè)區(qū)域的水得不到交換，則容易出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化，形成點(diǎn)污染源。

為了使湖水內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)形成循環(huán)系統(tǒng)，最終達(dá)到生態(tài)平衡的目的，適當(dāng)投入魚類，螺等，并適當(dāng)投入生態(tài)基，使動(dòng)植物、微生物、富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間達(dá)到平衡，從而達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。同時(shí)，在水體中安放特殊微生物載體，水中原有土著微生物自然附著其上，大量生長(zhǎng)繁殖，高效分解水中污染物，強(qiáng)化水體自凈能力，并能夠捕食分解藻類，不產(chǎn)生二次污染。

4經(jīng)濟(jì)分析

正常情況，2臺(tái)水泵和2臺(tái)暴氣增氧機(jī)每天分別開啟12h，共72kw/h，按1元/度電計(jì)價(jià)，約72元d，全年約35040元，另外魚苗和螺共投入量為50kg，合計(jì)人民幣1500元，水生植物總價(jià)為15000元，則合計(jì)總價(jià)為51540元，但這只是理論分析，估計(jì)實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用會(huì)低于這個(gè)數(shù)。相對(duì)于其他設(shè)計(jì)投入是相當(dāng)經(jīng)濟(jì)的，當(dāng)生態(tài)平衡穩(wěn)定以后，湖中設(shè)備開放時(shí)間就可以適當(dāng)減少，讓其自身形成一個(gè)平衡系統(tǒng)。

5結(jié)語(yǔ)

因此，在城市公園人工湖水的技術(shù)處理中，要結(jié)合當(dāng)前的綜合發(fā)展方式，形成多元化的技術(shù)控制，這對(duì)于提升整個(gè)城市的綜合品味有很大幫助。采用現(xiàn)代化的污水處理技術(shù)，結(jié)合水景營(yíng)造的方式，實(shí)現(xiàn)人與自然、城市發(fā)展與人居環(huán)境的共融。endprint