北京市植物園景觀水生物修復技術與工藝

宋擁軍   李文海   劉 挺   薛 明

（北京市植物園 100093）

摘要：生物修復技術在富營養(yǎng)化景觀水體中有其獨特的應用價值，本文以北京市植物園景觀水體的生態(tài)修復工程為例，介紹了使用生物填料處理景觀水體的新技術，該種生態(tài)修復技術具有易于操作、成本低、無二次污染等優(yōu)點,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方面，具有良好的推廣應用前景。

關鍵字：景觀水體；生物填料；生物修復

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，但由于多數設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，導致不同程度的污染，最終導致水體富營養(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,但由于景觀水多為微污染,具有發(fā)生期短、流動性極差、且美學要求高等特點,因而不能直接使用城市污水處理技術來治理和控制^[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)系統中生物之間的相互作用,雖然效果短期內明顯，但修復過程常常反復，費用升高，可以說是治標不治本；而生態(tài)修復技術利用生態(tài)學觀點，從生態(tài)系統的整體優(yōu)化出發(fā)，逐步修復受損的生態(tài)系統、提高水體自凈能力，改善水體環(huán)境質量，并建立良好、健康的水生生態(tài)系統^{[3，4，5]}。

2 項目概況

  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著收集展示植物材料、保護植物資源、進行植物科學研究、普及植物科學知識、推廣新優(yōu)植物品種的重要任務，是一座集科研、科普、游覽、植物種植資源保護和植物開發(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�？偹�面5.2hm²，總蓄水量為8萬m³。西區(qū)利用原櫻桃溝下游的調節(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發(fā)展一直受水源不足的困撓。植物園水系的補水主要來自自然降水和人工補水，水體流動性差，導致水體水質下降和惡化。水質惡化主要是富營養(yǎng)化的產生，主要由于水中富集的N、P營養(yǎng)物質含量過高，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，水質逐漸惡化。

    植物園景觀水體的主要特點是水體懸浮物多，N，P營養(yǎng)物質含量高導致富營養(yǎng)化，流動性差導致水體溶解氧不足，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)修復相結合的方法解決植物園水環(huán)境問題是一條合理的思路。

3 設計水量和水質

3.1 工程概況

    一期工程與北京格潤沃特生態(tài)環(huán)境技術有限公司合作,以植物園水體末端的荷花池作為治理目標，因為位于水體末端，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。初期水質設計治理水量為3000m³。

3.2 原水水質

 4 設計處理工藝流程。

5 工藝流程

  按照植物園原有景觀設置，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，前段作為調節(jié)池使用，主要用于調節(jié)來水的水量和水質的不均勻性，后兩段將過濾后的水充分混合，跌水復氧后，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行跌水復氧。

5.4 高效生物填料

    高效生物填料能夠為水體微生物群落的生長和繁殖提供巨大而適宜的附著表面。從而實現水體生態(tài)系統的修復和水體有機污染物的高效降解。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”的水生生物圈和平衡、穩(wěn)定的生態(tài)水環(huán)境。

    根據植物園的水質條件，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，進行水體治理和生態(tài)修復。

5.5 荷花池末端

    荷花池末端設立2臺潛水泵，一開一備，根據具體水質條件而使用。將末端的水抽往荷花池上端水池進行循環(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行集中打撈處理。

6 工程運行情況和治理后水質情況

6.1 工程運行情況

    本工程于2005年6月開始設計，2005年8月動工，2005年9月竣工并開始調試運行。

    通過2個多月的運行和監(jiān)測，處理效果顯著，運轉穩(wěn)定。其中在混合沉淀工藝中實際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 治理后水質情況

  原水取自荷花池末端水體，治理后的水質情況見表2。

7 結語

    我們在探索景觀水體治理的過程中得出以下結論:

7.1 通過工程調試和實踐表明，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，運行費用低。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氧能力，大大節(jié)省了運行費用；

7.5 使用生物填料對景觀水體進行生物修復的工藝，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、維護簡單、運行穩(wěn)定、無二次污染等特點。能大大地節(jié)省人力物力。并更好的保證出水質量。

參考文獻

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

［2］ 金建祥. 生物修復技術在地表水污染處理中的應用［J］.寶雞文理學報（自然科學版），p205~208.

［3］ 梁燕珍, 孫國萍, 岑英華,郭俊. 生物技術在微污染景觀水處理中的應用［J］. 環(huán)境科學與技術 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-景觀水及其應用.住宅科技，2003，p10.