水景和人工湖综合式水处理系统简介_李盈庭

72给水排水Vol.34No.122008·建筑给排水·水景和人工湖综合式水处理系统简介李盈庭(环保设备系统有限公司,香港999077)摘要从现行规范、设备、设计数据、处理工艺等方面总结了水景、人工湖等景观水体面临的现状问题。介绍了集曝气、推流+物理杀藻+生物过滤+投放水生动、植物于一体的综合式水处理系统的设计原则、参数,并对景观水处理用节能设备进行了探讨。关键词水景人工湖生态水处理生物过滤水藻控制生物控制节能气泵0引言时至今日,水景、人工湖水处理的主流设计仍以游泳池水处理投药、砂滤为蓝本。以往的人工湖只是小区的小型配套设施,水体容积小,设备投资不多,水质变坏对居住环境影响较小,住户投诉可通过排水、换水及时解决,涉及费用不高,未受到开发商、设计院和住户的重视。近年高档小区都以大型人工湖水景为卖点,水体容积可能近万甚至十几万立方米,假如水质变坏发臭,或水面有尘粒、垃圾、树叶漂浮,或水中孳生蚊虫,肯定会影响外观及居住环境,招致住户投诉,并影响楼盘价格。开发商、住户与物业公司对水景的要求不同:开发商期望人工湖为楼盘增值,原则上水处理设备投资越小越好;住户期望有可以接受的水质;物业公司要求水处理系统管理简单、运行费用低。如何平衡上述要求,设计一套有效、节能的水处理系统是水景设计的关键。大型人工湖的水处理设计涉及生态、生物、给排水、机械等专业内容,也与建筑、园林设计息息相关,宜在规划阶段及早设计。1现状问题1.1现行规范不足现行适用于人工湖的国家标准为《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅴ类(一般水景要求);人工湖的补水可按《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921—2002)设计;污水处理厂排放则应按相应国家或地方标准设计。上述标准主要参数见表1。表1现行各类水质标准参数标准DO/mg/LBOD5/mg/LNH3-N/mg/LTN/mg/LTP/mg/LGB3838—2002Ⅴ类210220.2GB/T18921—20021.565150.5DB44/26—2001广东省地方标准20100.1(以P计)从生态角度看,现行标准有下列不足:(1)GB3838—2002Ⅴ类水体溶解氧限值较低。DO≤2mg/L适合厌氧微生物生长,水体易发臭。表2是综合一般认知列出的溶解氧对水中生物的影响。表2溶解氧(DO)对水中生物的影响DO状态DO/mg/L对鱼类的影响水中的微生物恶性气体①饱和8.1～9.1(26～20℃)无影响高DO>5无影响好氧低DO3～4使紧张、有压力兼氧②较少缺DO≤2死亡缺氧较多注:①指CH4、H2S、NH3等;②人工湖底层或沉淀层可能为缺氧;③低DO、缺DO状态为富营养化水体。(2)GB3838—2002Ⅴ类水体氨氮限值较高。根据IowaStateUniversity生物学家的研究结果[1],各种鱼对非离子氨的耐受程度不同,以鳟鱼(trout)为例,非离子氨浓度达到0.0125mg/L已对其鳃、脾、肝造成伤害;氨氮中的非离子氨含量与pH及温度有关,当水温28℃、pH为7.6时,氨氮DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2008.12.027给水排水Vol.34No.12200873中非离子氨的含量为2.72%,按现行GB/T18921—2002限值已超出鳟鱼的耐受极限。(3)GB3838—2002Ⅴ类总磷限值(0.2mg/L)较高,美国EPA规定湖水磷的限值为0.05mg/L。(4)GB/T12921—2002要求城市再生水用于景观环境用水时总氮的限值为15mg/L,在高浓度氮、磷条件下,易发生藻华。(5)DB44/26—2001对总氮的排放无限制,是容易引致藻华的原因。1.2现行设备不足目前市场上一般的设备都不是针对人工湖水处理设计的。例如,设计推动一个尺寸为3000mm×6m×0.8m的环形水道,流速0.3m/s,需压力不超过0.2mH2O,但市场上并没有这种大流量低扬程的水泵。以水泵扬程6m为例,浪费能量达(6-0.2)/6=96.7%,导致很多小区因昂贵的电费而被迫停止运行水处理系统。1.3现行设计数据不足水处理设计需要详细了解项目背景,评估人工湖面对的污染物及浓度,但是国内对各种污染研究、统计的资源不足,给排水工程师并无足够的数据作为设计基础。1.4常用人工湖水处理工艺不足表3为笔者根据工程实践总结的常用人工湖水处理方法及其不足。2综合式水处理2.1综合式水处理的定义当外来加上自身污染大于水体自净能力时水质会变坏,综合式水处理系统是采用设备去除污染及维持适当的水生态环境,并选择投放适当的水生动、植物,通过协调、培育水体生态的自净能力,经生物转移进一步去除水中的污染物,效果好、能耗低,同时运行能耗可以在水生态平衡后进一步降低。2.2综合式水处理的原则综合式水处理的原则很简单,