混合絮凝法處理城市景觀水研究

劉彥杰

摘要：在人們的生活環(huán)境中城市景觀水的地位越來越高，然而城市景觀水的污染也日益嚴(yán)重。因此對城市景觀水體凈化的研究是十分必要的。通過閱讀大量的文獻(xiàn)和資料，本文首先介紹了景觀水的基本狀況，其次對治理景觀水現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：混合絮凝;城市景觀水;PAC;PAM

1. 景觀水概述

1.1 城市景觀水概述

根據(jù)查閱的資料與文獻(xiàn)，城市景觀水的定義很多，但最主要的是指有形態(tài)美學(xué)價值和經(jīng)濟(jì)效益的生態(tài)水體，是人類生活環(huán)境的重要組成部分[1]。城市景觀水好比綠化一樣都屬于城市景觀建設(shè)的一部分，目的在于提高人們的生活環(huán)境水平，不與自然脫離。

若按水源流動分類城市景觀水可分為以下三類。分別是封閉型：這類水體的周圍和底部為硬質(zhì)構(gòu)成，水深在0.3～0.8m間較淺。半封閉型：這類景觀水體的周邊是硬質(zhì)與土泥混合的方式組合而成，水深在0.5～1.5m間較深。全開放型;其泊岸為土泥及石頭混合而成，水深一般大于0.8m。有自凈能力，可達(dá)一般景觀水域要求。

1.2 城市景觀水污染現(xiàn)狀

由于城市景觀水水體的特點容積較小、水流緩慢，因而導(dǎo)致水體的自凈能力弱。加上外界不抗因素的污染，最大的外界污染來自于人類活動的日常產(chǎn)污排放。雖然環(huán)保問題日益被重視，但是人類對自然造成的環(huán)境污染仍然是巨大的。因此城市景觀水體的污染狀況并不樂觀，城市景觀水污染現(xiàn)狀具體表現(xiàn)為四個方面：（1）水源劣質(zhì)（2）水體外來雜質(zhì)量大累積（3）水體富營養(yǎng)化（4）水生動植物養(yǎng)殖造成污染。

1.3 城市景觀水水污染處理技術(shù)

研究結(jié)果表明國內(nèi)外針對城市景觀水的綜合治理方法和技術(shù)一共被劃分為四個主要的類型：物理法、物理化學(xué)法、生物化學(xué)法以及生態(tài)環(huán)境修復(fù)法。

物理法：（1）注水轉(zhuǎn)化方式：當(dāng)水體中懸浮物（如粉塵、泥沙）增多，水體濁度上升，可以使用注入及更換水源的方式來稀釋和去除水體原有的雜質(zhì)。（2）底泥疏浚：景觀水水體底部的污泥含有大量的污染物質(zhì)，這些污染物質(zhì)導(dǎo)致水體水質(zhì)變差。人們的日常工業(yè)與生活污水的匯入，使水體中的N、P及重金屬含量升高，會導(dǎo)致水體中毒性污染。（3）循環(huán)過濾方式：最開始建立與修繕景觀水體的同時，據(jù)景觀水的實際情況構(gòu)建過濾、循環(huán)系統(tǒng)便維護(hù)水體環(huán)境。

物理化學(xué)法：（1）混凝沉淀法是對水中的懸浮物和膠體雜質(zhì)進(jìn)行絮凝沉淀，達(dá)到去除雜質(zhì)的目的。（2）加藥氣浮法：是將液相與液相分離、固相與液相分離的一種方法，其中加壓容氣是使用較多的氣孚發(fā)。長期運(yùn)作表明，該處理易操作和維護(hù)，可實現(xiàn)全自動控制，可除去小懸浮顆粒、藻類、固體雜質(zhì)等物。（3）光催化降解法：將一定量的光敏半導(dǎo)體材料置于水中，再通過太陽能協(xié)助作用達(dá)到治理污水的目的。

生物化學(xué)法：借助水體中生物及微生物的生命活動，污染物與生物間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使污染物質(zhì)發(fā)生降解、分離及轉(zhuǎn)化，達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。此技術(shù)又稱之為生物- 生態(tài)水體修復(fù)技術(shù)，其中包括生物接觸氧化、膜生物反應(yīng)器、PBB法（即物理、生物、生化修復(fù)技術(shù)）和生物濾溝法。該方法被認(rèn)為是人類在自然界進(jìn)行自我修復(fù)和環(huán)境凈化能力得到提升的一種表現(xiàn)，所以目前關(guān)于生物-自然水體修復(fù)技術(shù)的研究僅熱不下。

生態(tài)處理修復(fù)法：（1）人工濕地技術(shù)：是人們模仿自然生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)成一個簡易微型的生態(tài)系統(tǒng)。利用人工生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)和凈化功能，來達(dá)到水體凈化的效果。（2）人工浮床技術(shù)：通過人工的設(shè)計改造，在水體上方建設(shè)一個微型生態(tài)系統(tǒng)。采用無土栽培技術(shù)，依附植物的吸收、吸附和掛膜作用達(dá)到去除水中雜質(zhì)的效果。（3）水生植物修復(fù)技術(shù)：水生植物在水體中能夠吸收一些化學(xué)元素（N、P等）。（4）水生動物修復(fù)技術(shù)：利用水生動物凈化水質(zhì)。如河蚌、田螺等對河泊富營養(yǎng)化具有較好的治理效果。

2 混合絮凝

2.1 PAM

聚丙烯酰胺即PAM是Polyacrylamide的縮寫，俗稱絮凝劑或凝聚劑，屬于有機(jī)高分子絮凝劑。PAM的分子量150萬-2000萬之間，商品濃度大多控制在8 %左右，其水溶液為透明的粘稠液體，并無毒害性和危險性。其固體呈白色粉末狀，易吸水受潮。有機(jī)高分子絮凝劑具有在顆粒間形成更大的絮體由此產(chǎn)生的巨大表面吸附作用。PAM熱穩(wěn)定性、絮凝性、粘合性、降阻性和增稠性為其使用特性，PAM在國內(nèi)的使用頻率較高。

2.2 PAC

聚合氯化鋁即PAC是Polyaluminium Chloride的縮寫，屬于無機(jī)混凝劑。PAC固態(tài)的顏色分為無色和淺黃色兩種，呈現(xiàn)出樹脂狀態(tài)。其液態(tài)的顏色也為無色和淺黃色兩種液態(tài)。優(yōu)點在于其腐蝕性較小、操作簡易及處理水中鹽分增加少，有利于離子交換處理和高純制水等。在絮凝沉淀中，PAC主要通過吸附架橋、吸附電中和及沉淀物網(wǎng)捕捉等機(jī)理，使水質(zhì)中的懸浮物產(chǎn)生聚集、沉淀、絮凝等化學(xué)反應(yīng)。主要用于各種工業(yè)廢水的處理（如冶金、化工、造紙行業(yè)），是最為理想的水體凈化混凝劑。

2.3 PAM/PAC混合絮凝法

混凝主要是將水體中穩(wěn)定的粒子轉(zhuǎn)變成不穩(wěn)定的狀態(tài)，使其聚集產(chǎn)生絮凝團(tuán)。在有機(jī)高分子絮凝劑中聚丙烯酰胺（PAM）的使用率是最高的，所占總量可達(dá)到80%左右。研究表明，在污水治理中PAM需適量投加，否則膠體顆粒之間無法產(chǎn)生有效的吸附架橋的作用，倘若過量的使用PAM，水體中膠體微粒的架橋結(jié)合作用會受到抑制乃至喪失。

3 本實驗研究內(nèi)容與目的

3.1 研究背景

周知，水是生命之源，地球上最活躍和影響最大的因素，水環(huán)境的優(yōu)劣影響著人類的點點滴滴。就人類而言水不僅是構(gòu)成人體組織的重要作用，更重要的是一個村落和城市都依山傍水的自然形成，是一個國家發(fā)展的必備條件，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利航運(yùn)等領(lǐng)域。隨時代的變遷，人們對城市環(huán)境生態(tài)建設(shè)也有了更高的要求，景觀水成為城市環(huán)境生態(tài)建設(shè)中重要的組成部分。由于人類的活動及管理不力，景觀水體透明度下降、富營養(yǎng)化嚴(yán)重等。因此，要治理景觀水污染水體，需從污染源頭采取控制、相關(guān)政策的推行與管理及積極研發(fā)有效、經(jīng)濟(jì)、便捷的治理技術(shù)。

3.2 研究目的與意義

本實驗通過PAC/PAM混合絮凝來凈化城市景觀水，主要目的在于從感官角度出發(fā)去除水質(zhì)的濁度與色度，在可以去除水中的懸浮物和膠體物質(zhì)的同時，還具有投資小、操作簡單、效果明顯的有點[25]。其水質(zhì)的治理不僅能夠進(jìn)化空氣、美化環(huán)境、為城市交通運(yùn)轉(zhuǎn)提供水源、緩解城市的熱島效應(yīng)、洪澇災(zāi)害及增加城市物種多樣性，還在一定的基礎(chǔ)上帶動城市的旅游業(yè)的發(fā)展[26]。

3.3 研究內(nèi)容

本實驗的主要內(nèi)容：（1）通過景觀水體的污染狀況、治理技術(shù)的研究分析，確定本實驗采取混合絮凝沉淀技術(shù)。（2）混凝劑的選擇：查閱資料及文獻(xiàn)了解PAC/PAM混合絮凝的優(yōu)點，明確用其法降低濁度和色度。（3）混合絮凝實驗：通過PAC/PAM的混合絮凝，對荷花池水去除濁度與色度。在定量PAM的情況下，擇最優(yōu)PAC的用量。

4 結(jié)論

本實驗對混合絮凝劑治理景觀水體的研究，并通過實驗得到數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析與討論，得到的實驗結(jié)論有：就荷花池水的在感官角度的污染程度是較為嚴(yán)重的，通過PAC與PAM的協(xié)同作用對濁度及色度的去除效果是較好的。并且實驗證明了PAC的單獨作用對景觀水體凈化效果不及PAC與PAM的混凝效果好。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙艷紅.水力環(huán)流技術(shù)在景觀水處理的應(yīng)用[J]. 低碳世界，2013，（20）：1-2.

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[3]楊帆.公共場所中景觀水體的作用[J]. 現(xiàn)代園藝，2014，（22）：155.