再生水回用于景觀水體的富營(yíng)養(yǎng)化控制
來(lái)源： 閱讀：3348 更新時(shí)間：2011-05-25 15:50隨著人們生活水平和人居環(huán)境質(zhì)量的提高，人們對(duì)整個(gè)居住小區(qū)的外部人文景觀、綠化和自然環(huán)境的要求也越來(lái)越高。在城市綠地、公園建設(shè)和大型標(biāo)志性建筑區(qū)中，人工湖泊、人工河道及景觀水池不斷涌現(xiàn)。房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)中水景住宅也成為一大熱點(diǎn)：在目前遍布上海的千余個(gè)正在開(kāi)發(fā)的住宅樓盤中，有水景設(shè)施的就占了四分之一；即使在水資源短缺的北京，現(xiàn)有的800多個(gè)住宅樓盤里，“水景住宅”仍占到了5%～6%，這足以說(shuō)明水景對(duì)人們生活的重要性：水景設(shè)置可以提高環(huán)境的品質(zhì)，豐富空間環(huán)境，增強(qiáng)居住的舒適感；增加居住環(huán)境的濕度，減少浮塵，改善區(qū)內(nèi)小氣候；同時(shí)可以為人們營(yíng)造回歸自然的氛圍，帶來(lái)精神上的享受。
從人居的角度看“水景”有許多的優(yōu)點(diǎn)，但是隨著世界城市化水平和工業(yè)化程度的提高，水資源短缺和水污染加劇已日益嚴(yán)重，目前城市污水回用已經(jīng)成為解決城市缺水、提高水資源有效利用率、有效控制水體污染的一條重要途徑。因此，利用再生水補(bǔ)給人工景觀水體也就應(yīng)運(yùn)而生。尤其在一些水資源嚴(yán)重短缺的地方，如我國(guó)的北方地區(qū)，常年氣候干燥，風(fēng)沙肆虐，水景的設(shè)置很有必要，但是考慮到當(dāng)?shù)厮Y源的短缺，使用再生水補(bǔ)給景觀水體成為一種必然。例如我國(guó)北京、天津、石家莊、鄭州等地均已開(kāi)始或計(jì)劃實(shí)施再生水作為城市內(nèi)河景觀補(bǔ)給水的工程，而且已經(jīng)取得了一定的效果。
1 國(guó)內(nèi)外再生水回用于景觀水體的相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
由于再生水回用景觀水體的應(yīng)用在我國(guó)還是剛剛起步，因此相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)措施尚處于經(jīng)驗(yàn)摸索階段而遇到很多問(wèn)題。我國(guó)先后頒布了若干與景觀水體有關(guān)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002中的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類水體考慮了景觀娛樂(lè)水體水質(zhì)的考核要求，從標(biāo)準(zhǔn)中可以看到，天然景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)CODCr，BOD5，溶解氧以及氮、磷等指標(biāo)控制極為嚴(yán)格。隨著我國(guó)再生水回用于景觀水體的不斷實(shí)踐，國(guó)家建設(shè)部頒布了再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)與GB3838-2002中的景觀娛樂(lè)用水的標(biāo)準(zhǔn)相比較，主要的水質(zhì)指標(biāo)要求都偏低，其中磷指標(biāo)要求更低，這主要是考慮到現(xiàn)階段的可實(shí)現(xiàn)性！冻鞘形鬯偕镁坝^環(huán)境用水水質(zhì)（GB/T18921—2002）》與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918－2002）》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)相近。GB/T18921—2002相對(duì)于舊標(biāo)準(zhǔn)《再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ/T95-2000）》（2002年廢止）而言，對(duì)氮和磷的指標(biāo)要求有 所提高，而且內(nèi)容不斷完善。GB/T18921—2002分別從感觀性狀指標(biāo)、水質(zhì)常規(guī)指標(biāo)、水中營(yíng)養(yǎng)鹽含量、衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)等方面對(duì)再生水回用于景觀水體水質(zhì)指標(biāo)加以規(guī)定，而且增加了與人群健康密切相關(guān)的毒理學(xué)指標(biāo)。在水質(zhì)指標(biāo)的確定方面主要考慮水體的美學(xué)價(jià)值以及對(duì)人體健康的潛在危害，在控制措施上以強(qiáng)調(diào)水體的自凈能力為主導(dǎo)思想，著重強(qiáng)調(diào)水體的流動(dòng)性，標(biāo)準(zhǔn)中還對(duì)景觀水體的流動(dòng)換水方式和水力停留時(shí)間作了說(shuō)明。
國(guó)外的再生水回用景觀水體起步較早，尤其在美國(guó)、日本以及比利時(shí)等國(guó)家。美國(guó)加利福尼亞州是世界上開(kāi)展污水回用較早的地區(qū)，加利福尼亞州法律委員會(huì)在1967年推薦州公共衛(wèi)生部制訂“全州性污染標(biāo)準(zhǔn)”，這一標(biāo)準(zhǔn)指出回用水在各種使用情況各種組份的最高允許濃度,標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定再生水回用的觀賞湖泊和限制性?shī)蕵?lè)湖泊中每100毫升水中平均最多有2.2個(gè)大腸桿菌，對(duì)非限制性?shī)蕵?lè)湖泊要求出水中濁度不得高于10度，對(duì)大腸桿菌數(shù)的限制要求和觀賞湖泊相同。加利福尼亞的蘭開(kāi)斯特（Lancaster）市從1974年起，將洛杉磯縣衛(wèi)生區(qū)第14號(hào)再凈水廠的再凈廢水用于3個(gè)人工湖的用水，這些人工湖是阿波羅縣公園（ApolloCountyPark）的焦點(diǎn)，人工湖中磷酸鹽要求控制在0.5mg/L以下；美國(guó)國(guó)家環(huán)保局（U.S.EPA）在總結(jié)國(guó)內(nèi)外城市污水回用的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，編制了“水回用指南”（1992年），該指南對(duì)污水回用類別、處理方法、回用水水質(zhì)與監(jiān)測(cè)、水回用注意事項(xiàng)作了介紹。
2 再生水處理工藝
再生水回用目的的不同，對(duì)污水的深度處理工藝也不同。目前對(duì)回用于景觀水體的再生水的處理工藝一般包括二級(jí)處理和深度處理，單獨(dú)的常規(guī)二級(jí)處理和包括脫氮除磷工藝的二級(jí)強(qiáng)化處理遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。尤其氮、磷指標(biāo)更是與再生水回用于景觀水體要求相差很遠(yuǎn)。因此，需要在進(jìn)行二級(jí)處理后增加深度處理。深度處理主要去除常規(guī)二級(jí)處理所不能完全去除的污水中雜質(zhì)，如營(yíng)養(yǎng)型無(wú)機(jī)鹽氮磷、膠體、細(xì)菌、病毒、微量有機(jī)物、重金屬以及影響回用的溶解性礦物質(zhì)。常規(guī)的深度處理包括混凝、沉淀及過(guò)濾的工藝過(guò)程。有研究表明，二級(jí)出水經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的混凝、沉淀處理后，可去除濁度73%～88%，SS60%～70%，色度40%～50%，BOD531%～77%，CODCr25%～40%，總磷29%～90%。
在最近的十年里，膜過(guò)濾工藝已經(jīng)得到了發(fā)展，而且應(yīng)用日益廣泛，膜技術(shù)在污水深度處理中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在水回用方面，用微濾膜或超濾膜代替混凝、沉淀和過(guò)濾等傳統(tǒng)工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是不需要使用藥劑，一步處理即可獲得很好的濁度、色度和細(xì)菌的去除效果。微過(guò)濾可除去沉淀不能除去的包括細(xì)菌、病毒和寄生生物在內(nèi)的懸浮物，還可降低水中的磷酸鹽含量。使用膜技術(shù)的再生水處理工藝一般是二級(jí)處理加微濾或超濾，之后進(jìn)行消毒。如連續(xù)微濾（CMF）水處理技術(shù)已用于污水回用。
3 再生水回用于景觀水體存在的問(wèn)題
對(duì)再生水處理的程度取決于再生水的回用方式。就再生水回用于景觀水體而言，要嚴(yán)格考慮再生水中存在污染物和病原體對(duì)水體美學(xué)價(jià)值和人體健康的危害。作為景觀水體，首先要求在感觀上給人舒適的感覺(jué)，要求水體清澈，透明度高，不出現(xiàn)渾濁，黑臭以及富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。景觀水體是人們休閑娛樂(lè)的理想處所。一旦景觀水體發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化，使得水體透明度下降，水體渾濁，臭味彌漫，大煞風(fēng)景，使水體的旅游觀光的價(jià)值大減，甚至喪失觀賞功能。
其次就是景觀水體對(duì)人體健康的影響。尤其是娛樂(lè)性景觀水體，因?yàn)樗w要與人體有輕微接觸，因此水中不能含有對(duì)眼睛的隔膜、耳隔膜以及皮膚有害的化學(xué)物質(zhì)；在城市污水中經(jīng)常檢驗(yàn)到腸道疾病的因素有桿狀細(xì)菌和阿米巴痢疾，霍亂，傷寒和副傷寒病菌等。研究指出，處理腸道病毒特別困難，這種病毒水體自然環(huán)境中與在大多數(shù)給水和廢水的處理過(guò)程中的抵抗滅活的能力比大腸桿菌大，經(jīng)消毒處理的再生水中仍然存在著一些游離的傳染性腸道病毒，如艾柯病毒(Echovirus)、脊髓灰質(zhì)炎病毒(Poliovirus)和柯薩奇（Coxsackie）病毒都是對(duì)人體有危害的腸道病毒。在再生水回用的所有方式中，腸道病原體對(duì)景觀水體的危害最大。雖然觀賞性景觀水體與人體非直接接觸，但是仍然不可避免地會(huì)與人體會(huì)有一些接觸，如果以再生水作觀賞性噴泉，噴泉產(chǎn)生的氣溶膠會(huì)對(duì)吸入者造成細(xì)菌、病毒感染的直接危害。所以，再生水作為景觀水體時(shí)不宜用作觀賞性噴泉。如果水體出現(xiàn)了富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，許多富營(yíng)養(yǎng)化優(yōu)勢(shì)藻屬如藍(lán)藻中的微囊藻屬（Microcystis）、魚(yú)腥藻屬(Anabaena)、束絲藻屬(Aphanizomenon)等都能產(chǎn)生藻毒素，它們都是由藍(lán)藻產(chǎn)生的二次代謝產(chǎn)物，藻毒素主要分為肝毒素、神經(jīng)毒素、脂多糖毒素三大類,藻毒素一般都是細(xì)胞內(nèi)毒素，在細(xì)胞內(nèi)合成，細(xì)胞破裂后釋放出來(lái)并表現(xiàn)出毒性，不僅危害水生動(dòng)物，而且對(duì)人體健康也有潛在的危害作用。
富營(yíng)養(yǎng)化是再生水作為娛樂(lè)性、觀賞性人工水體的最大障礙之一。水體富營(yíng)養(yǎng)化是指大量溶解性營(yíng)養(yǎng)鹽類進(jìn)入水體，引起藻類和其他浮游生物迅速繁殖，大量消耗水體中的溶解氧，水質(zhì)變差，魚(yú)類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生水華。富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生所需的必要條件有三個(gè)方面：充足的TN、TP等營(yíng)養(yǎng)鹽；緩慢的水流流態(tài)；適宜的溫度條件。一般認(rèn)為，水體形成富營(yíng)養(yǎng)化的指標(biāo)是：
（1）水體中含氮量大于0.2～0.3mg/L，含磷量大于0.01mg/L，
（2）生化需氧量大于10mg/L，
（3）在淡水中細(xì)菌總量達(dá)到104個(gè)/毫升，
（4）標(biāo)志藻類生長(zhǎng)的葉綠素a濃度大于10μg/L。
富營(yíng)養(yǎng)化是再生水作為娛樂(lè)性、觀賞性人工水體的最大障礙之一。
由于城市污水處理廠再生水是來(lái)自經(jīng)過(guò)一定處理的生活污水或不包含重污染工業(yè)廢水在內(nèi)的城市污水，使得再生水的污染物本底值相對(duì)較高，這是發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的根本原因，而且水體的稀釋自凈能力較天然景觀水體差。
緩慢的水流是富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的必要條件，富營(yíng)養(yǎng)化多發(fā)生在緩流水體中，景觀水體，如公園以及住宅區(qū)內(nèi)的水景，屬于非連續(xù)流動(dòng)水體，流速緩慢，有的甚至是靜止水體，為藻類的生長(zhǎng)提供了穩(wěn)定的水環(huán)境，因此，易發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化。
人工景觀水體屬于淺水水體，水深一般在1～2米。就湖泊而言，有淺水和深水湖泊之分。所謂深水與淺水之分,并無(wú)明確的界限，長(zhǎng)江中下游平原的淺水湖泊水深小于10米，平均水深僅2米左右。國(guó)際上對(duì)于淺水湖泊的研究經(jīng)驗(yàn)表明，淺水湖泊比深水湖泊更易發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。景觀水體與淺水湖泊類似，也具有水淺這一特點(diǎn)。因此，和淺水湖泊一樣易發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化。
綜合以上幾點(diǎn)原因，再生水回用的景觀水體比天然河流、湖泊更易發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題！冻鞘形鬯偕镁坝^環(huán)境用水水質(zhì)（GB/T18921—2002）》中氮、磷指標(biāo)要求高于天然水體富營(yíng)養(yǎng)化水平的臨界指標(biāo)，因此，富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題是再生水回用于景觀水體首先要考慮的主要問(wèn)題，必須采取措施預(yù)防和控制景觀水體富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生。
富營(yíng)養(yǎng)化的防治過(guò)程，實(shí)際上就是通過(guò)調(diào)節(jié)誘發(fā)富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的主要控制性條件，抑止富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生。治理再生水回用的景觀水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，應(yīng)該從富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的機(jī)理并結(jié)合再生水自身污染物本底值高以及水體的稀釋自凈能力較天然水體差，以及景觀水體為緩流水體和淺水水域等特點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行考慮。當(dāng)再生水回用到景觀水體后，可以采取一些方法來(lái)控制富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生，如增加景觀水體流動(dòng)的水力循環(huán)系統(tǒng)；循環(huán)過(guò)濾凈化系統(tǒng)；化學(xué)藥劑除藻；生物調(diào)控法和人工濕地生態(tài)系統(tǒng)等。
目前再生水回用于人工景觀水體在我國(guó)的應(yīng)用剛剛起步，相關(guān)的一些水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)還需進(jìn)一步健全，只有制定更加嚴(yán)格的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，才能保證再生水回用于景觀水體的娛樂(lè)價(jià)值和安全性。當(dāng)再生水回用的景觀水體投入使用時(shí)，一定要注意對(duì)景觀水體的維護(hù)，以保證景觀水體的美學(xué)價(jià)值以及防治景觀水體中微生物對(duì)人體的危害。其中富營(yíng)養(yǎng)化是再生水作為娛樂(lè)性、觀賞性人工水體的最大障礙。富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的治理要針對(duì)再生水的特點(diǎn)以及景觀水體的特點(diǎn)進(jìn)行考慮，雖然目前對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化的治理已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，這方面的相關(guān)報(bào)道也很多，但是仍然存在一些問(wèn)題需要做進(jìn)一步的研究工作。
