景观水宏观生态法治理中存在问题及优化解决方案 当前位置:首页河道污水治理技术
 

    一、前言
    近年来,随着人们生活水平的提高,亲水性生活环境成为一大需求,2003年底上海市区住宅景观水水面积就达100万平方米。水景住宅存在的问题也逐渐的显露出来,如补充水源、处理成本、后期管理等。尤其是在人工湖的治理方面,一直以来都没有得到很好的解决,常有业主因为人工湖水质恶化等问题与物业发生矛盾,甚至诉诸法律,因此人工湖的治理和管理也越来越受到人们的关注。

    二、景观水处理现状
    目前国内对人工湖的治理主要有采取引水换水、循环过滤、微生物方法、生态净水等方法。引水换水由于要消耗大量的水资源仅适用于小型水体。循环过滤是直接套用泳池净化方式,由于运行费用高和绿藻堵塞等问题出现,这样的系统建成项目大部分闲置,在广东地区很多水域采用过滤方式,由于长时间停用导致投入几百万的设备锈蚀报废。目前国内采用循环过滤、制造活水流和建立生态系统的水处理方式较多,而且被快速推广开。但由于设计不当,也出现很多新的问题。

    1.循环过滤在水处理工艺中通常称之为强制水处理方式。采用循环过滤通常会出现以下问题:
    1.1 由于过滤系统是非连续工作设备,因没有及时反冲洗,停机超过10天,开机出水有颜色和异味;
    1.2 景观水域一般都会出现轻度富营养化,水中会出现一定量的藻类,一般过滤器使用8个月以上都会出现不同程度的堵塞、短流现象,处理效果下降。
    1.3 过滤器涉及到很多机械、电力等设备,需要专业人员养护管理。一般的物业公司都不具备这个条件,也就是说这样的系统使用寿命小于5年。
    1.4 循环净化量和循环路线设计不当,导致水处理费用占到物业管理费的1/4甚至1/3以上;

    2.建立粗放的生态系统,产生很多负面问题
    目前很多地方采用生态方式治理景观水,根据动植物的天然习性来摄食或吸收水中的污染物质,并降解为对环境无害的物质。水生生态系统无需专用设备、运行费用低同时具有强化景观的作用。水生生态系统因其投资少、运行费用低、最接近自然生态而备受推崇。但是,在实际实施的过程中,大部分设计和使用者都侧重于宏观生态系统,而忽略了微观生态系统,以至于出现滥重水草、漫放水生动物。不仅没有达到预期的水处理效果,反而出现很多负面问题。
    2.1 生态水域成了蚊蝇孳生的温床
    水生植物集中的区域往往也是蚊蝇等害虫最集中的区域。由于水生植物的种植影响了水体的流动,很容易形成死水区。而一般只要有50升的死水,蚊子就能产卵。水生植物茎叶之间很容易形成死水区,另外植物对阳光的阻挡,这些阴暗潮湿的死水区就成了蚊蝇滋生的最好场所。
    另外也有资料表明,在溶解氧小于2mg/l的静止水域内,很容易吸引蚊蝇等害虫在这些区域内停留、产卵。试验发现清洁的自来水敞口放置(直径200mm,深350mm烧杯),到16天后(水已变浑了)发现有孑孓(即蚊子的幼虫),水体底部溶解氧仅为0.5mg/l。而上下流动的同样水体30天时间内未发现孑孓。
    2.2 防渗处理的水池很难建立真正的水生植物系统
    目前大部分的人工湖由于考虑到防渗等问题,湖底多为硬质底。对于需要泥土才能生长的水生植物而言,其种植、生长都会有诸多限制。首先是必须在硬质湖底内辟出一块区域填上种植土,以便栽种水生植物。种植土一般难以控制,一方面植物生长需要一定的营养,而另一方面泥土中的营养物质又会对水体产生影响,这就造成了矛盾。一旦没有控制好种植土的量,要么是植物难以正常生长发挥作用,要么是过量的种植土对水体造成了污染。此外,很多水域由于防渗层铺设质量不过关,造成人工湖水流失过快,或管理过程中补水不及时。水生植物因干涸而生长不良甚至枯死,既没有发挥净水作用又破坏观景效果。上海某公园内的水生植物疯长后,反而破坏了景观,而且增加了管理的难度。再次,不少人工湖内还放养了大量观赏鱼,鱼类对饵料的摄取有一定的量(投加饵料利用率仅为3%),过多的投放反而会造成水体的污染;但是饵料投放过少,鱼类又会摄食水生植物,因此掌握饵料的投放量十分重要的。
    2.3 水生植物系统缺乏适宜的管理措施
    水生生物对于水体中的有机污染物有着很好的去除作用,但是对于大气中的飘尘、补充水中的悬浮物等的去除效果却不明显,这些污染物沉积在硬质人工湖底,不但影响观感,而且会逐渐减少人工湖的有效容积,影响水体自净功能,因此对于采用宏观生态系统进行治理的人工湖,仍然必须确定周期进行清塘,而这些水生植物又会阻碍清塘的顺利进行,从而增加了清塘的难度。宏观水生生物系统的管理是一项专业的工作,不少人工湖在交由物业公司管理后,由于物业部门没有正确的养护,不能对水质做出有效监控,导致水生动植物不能正常生长;或是疏于管理(不清除枯烂的水草或死鱼),导致被聚集在生物体内的污染物质重新返回到水体中,造成水体恶化、黑臭等的问题。此外,驳岸处种植水生植物会相应地减少亲水区域,违背了水景住宅的设计初衷,因此在寸土寸金的城市内很难营造出真正的人工湿地。

    3.忽略了微观生态系统的功效
    3.1 概念性的发挥微观生态系统的功效
    微生态系统的作用很多设计者都充分的认识到其作用,水体中的微生物是水生态平衡的关键环节。污染物通过微生物分解和富集,转化成CO2、N2等和自身生物量,进一步被下一级生物所利用。为了达到建立微生态的目的,很多设计侧重与外来生物源或通过简单水体自然培养来建立微生态。这种做法不但增加运行管理费用和难度,而且不能充分发挥微生态的净水作用。
    3.2由于设计缺陷破坏了微生态系统
    目前很多设计采用过滤水处理方式,一方面将水中大量的微生物过滤掉,而且由于防止过滤器堵塞而投加消毒剂,对湖体生态系统进行深度破坏。

    三、生态法水处理设计建议
    自然界是一个十分复杂的系统,要营造一个清澈、自然的水体景观,不能机械的采用单一的方法,而是要进行综合的考虑,既要充分利用生态系统的优势,对于超出生态系统自净功能的水域必须进行强制处理。

    1.要控制蚊蝇滋生就必须保证水体流动和一定的溶解氧。消除死水区主要是在人工湖的死角,尤其是在水生植物密集区(水体流动情况很差)设置推流和曝气装置,将死水变成活水。资料表明,当水体流速达到0.09m/s时,溶解氧大于4.5mg/l蚊蝇的幼虫就无法在水中生长,蚊蝇滋生的问题也就不存在了。水草的种植面积要大于水体面积的1/4~1/3才能发挥其净水作用。并放养一定的比例的鱼类和贝类也可控制蚊虫生长。对水生植物的种植和管理要有明确的操作细则,种植区的选择和设计很关键。采取圈养和种植槽措施的,一定要漫水15M以上,而且需要活水流进行交换。

    2.于采用中水或低于IV级水(地表水标准)作为补充水的景观水,建议增加强制处理措施。在欧美和日本,强制措施一般都采用气浮水处理方式。。气浮法也广泛应用于含藻水处理。含藻水经过滤池处理,只能去除50%,而气浮法却可以彻底除去水体中的85%藻类和悬浮污。另外气浮设备可以间断工作,即开即用。

    3.目前景观水多为封闭性和非流动性的死水特征。水质更容易腐败发臭,而且水藻在静止的水体中也更容易疯长。要净化水体首先需要在水中造流,使死水变为活水,以强化水体的自净作用。对水体充氧、提高水中的溶解氧可以有效地消除水体的缺氧(厌氧)状态,避免黑臭等情况发生。国外有资料报道,当溶解氧含量在4.5mg/l以上时,水体就处于一个良好的好氧环境,不但会激发水中微生态的作用,而且这样的环境可控制蚊蝇滋生。因此在人工湖中合理设置造流流和曝气装置对于水体净化和蚊蝇防治都有着明显的作用。好在国外和国内都有公司已经解决了这个问题。

    四、结论
    景观水的水质维持是一项综合技术,采用生态是一种较为自然和谐的方式,贴近生活,也是技术发展的主流。在利用生态系统净水技术时需要注重以下几点:

    1.水生植物合理搭配,建议多采用沉水植物。水生植物的种植比例要达到比例要求,种植区需采取特殊处理措施减少对水体的干扰。水生动物的放养以贝壳类为主,适当放养鲢鱼、鳙鱼等食藻性鱼类。

    2.强化微生态系统是一个重要的环节。传统的“流水不腐”说法,实际就是微生态的作用。强化微生态一般主要是激发水体深层微生物的活性,通常是通过增氧方式提高微生物的代谢和繁殖,同时通过水体的流动及层流交换实现水体的均质平衡。
    3.由于景观水域的设计和外在条件限制,仅靠生态系统很难完成水质保持,因此有必要进行强制处理,剥离水中的污染物。强制措施建议采用气浮法,不仅投资少管理方便,而且不需专业维护。

人工湖的水质保持,管理是管件。污染排放的控制、污物的清理及亲水平台的管理都很重要。不管采取何种方式,基本都是对微污染源的治理方法。也就是说水处理的功能是有限的,一旦受到污染冲击,系统很长时间才能恢复。除此之外,物业管理部门也可以考虑交由专业公司托管。当然,正确的操作、养护规程也是必不可少的。