北京市植物園景觀水生物修復(fù)技術(shù)與工藝

宋擁軍   李文海   劉 挺   薛 明

（北京市植物園 100093）

摘要：生物修復(fù)技術(shù)在富營養(yǎng)化景觀水體中有其獨(dú)特的應(yīng)用價值，本文以北京市植物園景觀水體的生態(tài)修復(fù)工程為例，介紹了使用生物填料處理景觀水體的新技術(shù)，該種生態(tài)修復(fù)技術(shù)具有易于操作、成本低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn),在住宅小區(qū)的人工湖、園林池塘等封閉或半封閉的景觀水體修復(fù)方面，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

關(guān)鍵字：景觀水體；生物填料；生物修復(fù)

1 前　言

    城區(qū)景觀水體是城市人居環(huán)境中重要的組成部分，但由于多數(shù)設(shè)計為靜止或流動性差的緩流水體，水體的自凈能力弱，容易成為居民生活污水、雨水和垃圾的受納體，導(dǎo)致不同程度的污染，最終導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。

    許多景觀用水存在著不同程度的污染，嚴(yán)重影響了周圍的自然環(huán)境和居民的人居環(huán)境。如何處理被污染的城區(qū)景觀水體，引起了人們的極大關(guān)注和興趣。就水污染的共性而言,景觀水污染控制可采用多種城市污水治理技術(shù),但由于景觀水多為微污染,具有發(fā)生期短、流動性極差、且美學(xué)要求高等特點(diǎn),因而不能直接使用城市污水處理技術(shù)來治理和控制^[1，2]。

    非生物的理化措施在被污染的景觀水體有許多成功的范例，但忽視了水生生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的相互作用,雖然效果短期內(nèi)明顯，但修復(fù)過程常常反復(fù)，費(fèi)用升高，可以說是治標(biāo)不治本；而生態(tài)修復(fù)技術(shù)利用生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)，從生態(tài)系統(tǒng)的整體優(yōu)化出發(fā)，逐步修復(fù)受損的生態(tài)系統(tǒng)、提高水體自凈能力，改善水體環(huán)境質(zhì)量，并建立良好、健康的水生生態(tài)系統(tǒng)^{[3，4，5]}。

2 項(xiàng)目概況

  北京市植物園位于北京西郊香山腳下，以展示我國東北、西北、華北地區(qū)植物資源為主，兼顧部分華中、華南亞熱帶觀賞植物。自1956年開始建園，已建成開放園林綠地200hm2，栽培各類植物5000余種、50余萬株。北京市植物園還承擔(dān)著收集展示植物材料、保護(hù)植物資源、進(jìn)行植物科學(xué)研究、普及植物科學(xué)知識、推廣新優(yōu)植物品種的重要任務(wù)，是一座集科研、科普、游覽、植物種植資源保護(hù)和植物開發(fā)為一體的大型綜合性植物園。

    植物園水系主要由人工湖、溪流以及周邊水潭等構(gòu)成。人工湖主要包括東區(qū)和西區(qū)兩部分，東區(qū)水體主要包括絢秋苑東北方向槭樹薔薇區(qū)和東南方向的匯水區(qū)延伸。總水面5.2hm²，總蓄水量為8萬m³。西區(qū)利用原櫻桃溝下游的調(diào)節(jié)池作為主要湖區(qū)，面積為1hm²，蓄水量為15000m³。它們之間通過溪流和水潭的形式連接起來。

    植物園長期以來的建設(shè)發(fā)展一直受水源不足的困撓。植物園水系的補(bǔ)水主要來自自然降水和人工補(bǔ)水，水體流動性差，導(dǎo)致水體水質(zhì)下降和惡化。水質(zhì)惡化主要是富營養(yǎng)化的產(chǎn)生，主要由于水中富集的N、P營養(yǎng)物質(zhì)含量過高，此外，湖水長期處于靜止不動的狀態(tài)下，由于水體流態(tài)、大氣復(fù)氧、微生物生態(tài)活動等方面不能滿足水體自凈的要求，水體本身發(fā)生異變，水質(zhì)逐漸惡化。

    植物園景觀水體的主要特點(diǎn)是水體懸浮物多，N，P營養(yǎng)物質(zhì)含量高導(dǎo)致富營養(yǎng)化，流動性差導(dǎo)致水體溶解氧不足，除此之外，水體生態(tài)平衡被破壞，自凈能力低，水體比較脆弱。因此，采用水體治理和生態(tài)修復(fù)相結(jié)合的方法解決植物園水環(huán)境問題是一條合理的思路。

3 設(shè)計水量和水質(zhì)

3.1 工程概況

    一期工程與北京格潤沃特生態(tài)環(huán)境技術(shù)有限公司合作,以植物園水體末端的荷花池作為治理目標(biāo)，因?yàn)槲挥谒w末端，荷花池水體幾乎不流動，懸浮物多，水體渾濁，多處死角污濁不堪，陳積了大量漂浮物。初期水質(zhì)設(shè)計治理水量為3000m³。

3.2 原水水質(zhì)

 4 設(shè)計處理工藝流程。

5 工藝流程

  按照植物園原有景觀設(shè)置，因地制宜，制定以上流程。

5.1 上端水池

    荷花池上端的一橢圓形水池，用高效生態(tài)基過濾墻將水池分為三段，前段作為調(diào)節(jié)池使用，主要用于調(diào)節(jié)來水的水量和水質(zhì)的不均勻性，后兩段將過濾后的水充分混合，跌水復(fù)氧后，流入荷花池。

5.2 高效生態(tài)基過濾墻

    高效生態(tài)基過濾墻由高效生物填料的材料制成，上端栓浮島漂浮于水面，下端固定于水體底部。除具有防止短流和生物填料所具有的特性外，還可以對水體中的懸浮物進(jìn)行一定的過濾作用。兩片高效生態(tài)基過濾墻相距為1.5 m。

5.3 跌水

    上端水池和荷花池水面高差為1.2 m ，針對水體DO值較低的情況，對上端水池的出水進(jìn)行跌水復(fù)氧。

5.4 高效生物填料

    高效生物填料能夠?yàn)樗w微生物群落的生長和繁殖提供巨大而適宜的附著表面。從而實(shí)現(xiàn)水體生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)和水體有機(jī)污染物的高效降解。生物填料制造完全使用生物惰性材料，利用生物工程化原理和精確設(shè)計的水生載體有選擇性的建立豐富的微生物種群，從而為水生動物帶來健康的食物和良好的生活環(huán)境、建立起“生態(tài)修復(fù)”的水生生物圈和平衡、穩(wěn)定的生態(tài)水環(huán)境。

    根據(jù)植物園的水質(zhì)條件，在保證處理效果又不影響景觀效果的前提下，將生物填料合理分布于荷花池內(nèi)，進(jìn)行水體治理和生態(tài)修復(fù)。

5.5 荷花池末端

    荷花池末端設(shè)立2臺潛水泵，一開一備，根據(jù)具體水質(zhì)條件而使用。將末端的水抽往荷花池上端水池進(jìn)行循環(huán)，提高了水體的流動性。也將水面部分漂浮物集中于后端進(jìn)行集中打撈處理。

6 工程運(yùn)行情況和治理后水質(zhì)情況

6.1 工程運(yùn)行情況

    本工程于2005年6月開始設(shè)計，2005年8月動工，2005年9月竣工并開始調(diào)試運(yùn)行。

    通過2個多月的運(yùn)行和監(jiān)測，處理效果顯著，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。其中在混合沉淀工藝中實(shí)際CODmm去除率為14-20 %，濁度去除率為80-84 %，氨氮去除率50-58 %。水體清澈見底，消除了死角污濁的情況。

6.2 治理后水質(zhì)情況

  原水取自荷花池末端水體，治理后的水質(zhì)情況見表2。

7 結(jié)語

    我們在探索景觀水體治理的過程中得出以下結(jié)論:

7.1 通過工程調(diào)試和實(shí)踐表明，植物園景觀水體處理采用高效生物填料生態(tài)處理工藝是合理可行的；

7.2 本處理工藝原理簡單，操作、管理方便，運(yùn)行費(fèi)用低。而且對整體景觀效果幾乎不造成影響；

7.3 高效生物填料完全采用惰性材料制成，不會造成二次污染；

7.4 對除氨氮、濁度等效果明顯；而且有一定的自身復(fù)氧能力，大大節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用；

7.5 使用生物填料對景觀水體進(jìn)行生物修復(fù)的工藝，能夠形成更加合理和穩(wěn)定的生態(tài)群落，具有使用壽命長、維護(hù)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、無二次污染等特點(diǎn)。能大大地節(jié)省人力物力。并更好的保證出水質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

［1］ 郭迎慶. 城市景觀水體的污染控制和修復(fù)技術(shù)［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，p148~150.

［2］ 金建祥. 生物修復(fù)技術(shù)在地表水污染處理中的應(yīng)用［J］.寶雞文理學(xué)報（自然科學(xué)版），p205~208.

［3］ 梁燕珍, 孫國萍, 岑英華,郭俊. 生物技術(shù)在微污染景觀水處理中的應(yīng)用［J］. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù) 2005 年3 月, p88~89.

［4］ 蔡昌鳳, 徐建平. 景觀水微污染控制［J］ . 安徽工程科技學(xué)院報, 2003 年3月,p1~3.

［5］潘建良,李道棠等. 住宅小區(qū)人工濕地-景觀水及其應(yīng)用.住宅科技，2003，p10.