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(shè)和大型標(biāo)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(chǎn)開發(fā)中水景住宅也成為一大熱點(diǎn)。景觀水體中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的富集，使藻類異常增殖，產(chǎn)生水華或湖靛，水體透明度下降，溶解氧降低，水質(zhì)嚴(yán)重惡化，這就是水體的富營養(yǎng)化。

水質(zhì)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(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)新的死水湖、臭河浜，加強(qiáng)景觀水體環(huán)境治理工藝研究是一項(xiàng)緊迫而艱巨的課題。本論文結(jié)合上海浦東國際機(jī)場景觀水池這一實(shí)際工程對景觀水體環(huán)境治理工藝進(jìn)行討論。

1　工程概況

上海浦東國際機(jī)場作為上海市的窗口和標(biāo)志性建筑之一，受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注，其景觀水池的水質(zhì)直接影響到浦東國際機(jī)場的總體形象。按照藍(lán)天碧水的總體構(gòu)思，浦東國際機(jī)場設(shè)置了大小不一的7個景觀水池，占地總面積約17 hm2，池深4 m，設(shè)計常水位為3 m ，極限低水位為2.5 m，整個水池有池中地面道路匝道，7個水池各自獨(dú)立，但池與池之間由dn400 pvc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(shè)計上亦沒有考慮對水池水進(jìn)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(zhì)變壞，浦東國際機(jī)場一直委托一家水處理公司進(jìn)行一般的日常維護(hù)。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(zhì)的惡化，藥劑的投加量也逐年上升，由原來5 t/月增至10 t/月，但水體水質(zhì)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(jīng)驗(yàn)分子式c106h263o110n16p，我們可以推算出，水體每生成1 g藻，需供給0.009 g的磷和0.063 g的氮。早在20世紀(jì)40～ 50年代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)當(dāng)水環(huán)境中總磷濃度超過0.015 mg/l，tn超過0.3 mg/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(lán)藻、綠藻具有固氮能力，能夠把大氣中的氮轉(zhuǎn)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(zhì)。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(jìn)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(jīng)驗(yàn)公式不難看出，藻類的生產(chǎn)量主要取決于水環(huán)境中磷的供應(yīng)量，當(dāng)水環(huán)境中磷的供應(yīng)量充足時，藻類可以得到充分增殖，而且當(dāng)磷的濃度超過藻類的直接需要時，磷便在藻類的細(xì)胞中儲存起來。

浦東國際機(jī)場景觀水池容積達(dá)51萬m3，水體主要來源補(bǔ)充水(自來水)、雨水和部分地下水。從水體水源水質(zhì)來看，均為潔凈水，水源中的n和p指標(biāo)均很低。但從水體水質(zhì)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(biāo)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(yīng)水體有變壞的跡象。

產(chǎn)生這些跡象的主要原因有：①水池面積約17 hm2，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(zhì)的惡化；②水體不具備流動性，幾乎完全是一潭死水；③復(fù)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(diǎn)比較見表1。

表1　不同處理方法比較

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(jī)場景觀水池的實(shí)際情況，我們結(jié)合多年來水處理工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，考慮上述不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)，我們將其中的幾種方法進(jìn)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(jié)合池內(nèi)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(jié)合石床或砂濾、池內(nèi)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(jié)合池內(nèi)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(jī)污染物分解成簡單的無機(jī)物，達(dá)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(fèi)用。綜合以上三組方案，方案一較為符合實(shí)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(jīng)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(jìn)行滅藻殺菌處理，并在靜態(tài)混合器中進(jìn)行反應(yīng)，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(xì)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(yùn)行狀態(tài)。

圖1　外循環(huán)水處理系統(tǒng)工藝流程

4.2　內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)

浦東國際機(jī)場景觀水池內(nèi)循環(huán)布置見圖2。

圖2　內(nèi)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(shè)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(biāo)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(zhì)日趨下降的主要原因之一。因此，為了進(jìn)一步達(dá)到水體凈化和水質(zhì)混合的均勻性，在7個水池中分別增設(shè)液下推進(jìn)裝置，推動池水循環(huán)流動，達(dá)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(jī)污染物降解成簡單的無機(jī)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(dǎo)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(yīng)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(jìn)裝置推流過程中形成死角，進(jìn)一步加強(qiáng)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(diǎn)，在4個大池子中各設(shè)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(bǔ)充水系統(tǒng)

水池面積達(dá)17 hm2，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(dāng)增加補(bǔ)充水。補(bǔ)充水水源近期可考慮來自部分自來水，另外從長遠(yuǎn)運(yùn)行的角度也可考慮采用深井水。根據(jù)計算，補(bǔ)充自然蒸發(fā)年水量為5.95 萬m3，約占總水量的12%。因此，預(yù)計每年補(bǔ)充水總量為6.12萬m3。

5　結(jié)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(jī)場實(shí)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(xiàng)目正處于實(shí)施階段，相信該工藝一定具有應(yīng)用前景。
 

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