發(fā)布時(shí)間：2020-05-30 09:45

【摘要】： 隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)于景觀水體的需求越來越強(qiáng)烈。目前我國北方城市水資源匱乏,缺水已成為制約景觀水體發(fā)展的主要瓶頸。再生水具有水質(zhì)水量穩(wěn)定等特點(diǎn),回用于景觀水體不僅可以節(jié)省水資源,還可以減少對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)滿足人們對(duì)水景需求的綜合效益。但是再生水中氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富,屬于富營養(yǎng)化水質(zhì),易爆發(fā)“水華”,水質(zhì)惡化喪失景觀功能。根據(jù)水體富營養(yǎng)化特性,研究經(jīng)濟(jì)高效、簡便易行的維護(hù)技術(shù)是保證再生水回用于景觀的前提。 本研究針對(duì)北京奧運(yùn)會(huì)再生水景觀水體的維護(hù)工程,以高碑店污水處理廠再生水為水源。通過分析水體的富營養(yǎng)化規(guī)律及其不同的影響因素,比較臭氧、混凝沉淀和超濾技術(shù)在水體維護(hù)上的效果,確定臭氧與生態(tài)相結(jié)合為最佳的再生水景觀水體維護(hù)技術(shù),富營養(yǎng)化水體未爆發(fā)“水華”階段為最佳維護(hù)時(shí)間。采用臭氧與生態(tài)結(jié)合維護(hù)技術(shù)可以控制水體藻類生長,增強(qiáng)水體自凈能力,提高水體生態(tài)系統(tǒng)安全性,在今后的再生水景觀水體維護(hù)中會(huì)被越來越廣泛的應(yīng)用。 再生水景觀水體中藻類生長快、含量高,以綠藻為主,水體五天即爆發(fā)“水華”;自來水有充足的氮磷時(shí),水體亦可爆發(fā)水華,以藍(lán)藻為主;蒸餾水中由于缺少微量元素,即使氮磷充足,藻類仍無法正常生長。在較寬的pH范圍內(nèi)(pH=5~9)藻類均可生長,水體爆發(fā)水華時(shí)pH上升至9.5以上,藻類自身有調(diào)節(jié)作用以減少pH影響。藻類可以利用無機(jī)碳?jí)A度作為碳源,水中堿度高有利于藻類的生長;藻類代謝過程中會(huì)生成氫氧根離子,水體酸堿容量降低,pH上升;高pH使二氧化碳易進(jìn)入水體,利于光合作用進(jìn)行。磷是藻類生長的控制性因子,氮含量的高低對(duì)藻類影響不明顯;磷濃度在0.02~10mg/L藻類可以生長,藻類最佳磷濃度范圍是0.5~5mg/L。主要含硝酸鹽氮的再生水更有利于藻類生長,而含氨氮?jiǎng)t不利于藻類生長。 景觀水體維護(hù)技術(shù)中,臭氧對(duì)藻類滅活效率高達(dá)95%以上,但卻不能將藻細(xì)胞徹底氧化;臭氧可以提高水體可生化性,不能直接去除氮磷。強(qiáng)化混凝沉淀對(duì)藻類和磷去除效果好。采用混凝沉淀工藝維護(hù)已爆發(fā)“水華”景觀水體,除藻效果明顯,水體pH迅速下降,但水體中出現(xiàn)大量懸浮絮體,魚類死亡,生態(tài)系統(tǒng)及景觀效果遭到破壞;臭氧維護(hù)工藝見效慢,不能迅速控制“水華”現(xiàn)象,臭氧強(qiáng)化生態(tài)系統(tǒng)使水體自凈能力提高,藻類和氮磷含量逐漸降低;當(dāng)水體無水生動(dòng)植物時(shí),臭氧單獨(dú)維護(hù)效果不明顯;單獨(dú)生態(tài)系統(tǒng)中魚類促進(jìn)藻類生長,水體更易爆發(fā)“水華”,葉綠素含量可達(dá)1000mg/m3以上。 富營養(yǎng)化水體未爆發(fā)“水華”時(shí)采用臭氧生態(tài)相結(jié)合維護(hù)技術(shù),水體藻類含量持續(xù)較低,透明度高,pH在7.5左右,具有很強(qiáng)的景觀效果,即使停止維護(hù)藻類生長仍很緩慢;水體中氮磷含量較高,細(xì)菌含量少,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定,景觀水體安全性高。單獨(dú)臭氧維護(hù)工藝時(shí)效果明顯,但維護(hù)停止后,藻類出現(xiàn)反彈水體迅速爆發(fā)“水華”。超濾維護(hù)工藝效果不好,水體中藻類含量較高且試驗(yàn)后期水通量很低,景觀水體不宜采用超濾維護(hù)工藝。藻類大量生長可以吸收水中的營養(yǎng)物質(zhì),將無機(jī)態(tài)的氮磷轉(zhuǎn)化為藻細(xì)胞內(nèi)有機(jī)態(tài)氮磷。臭氧維護(hù)使水體中有機(jī)物以親水性為主,主要是藻類的胞內(nèi)物質(zhì),如蛋白質(zhì)和氨基酸等,分子量在600~5000之間。無維護(hù)空白景觀水體溶解性有機(jī)物含量高以疏水性為主,含有分子量在500以下的小分子有機(jī)物,這些物質(zhì)是引起超濾膜污染的主要物質(zhì)。 混凝沉淀與超濾工藝除藻類能力強(qiáng),但混凝沉淀對(duì)水質(zhì)影響較大,破壞生態(tài)系統(tǒng);而超濾維護(hù)效果不明顯且易被污染,因此這兩種工藝不宜作為再生水景觀水體的維護(hù)保障技術(shù)。臭氧有較強(qiáng)的殺藻除菌能力,對(duì)水體生態(tài)無危害作用;生態(tài)系統(tǒng)中建立捕食藻類的生物鏈,水中動(dòng)植物和微生物與藻類進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)與拮抗。臭氧與生態(tài)系統(tǒng)組合技術(shù)強(qiáng)化了水體自凈能力,對(duì)景觀水體維護(hù)效果好、成本低、安全性高,實(shí)際工程試驗(yàn)中選用該技術(shù)作為再生水景觀水體維護(hù)工藝。 再生水景觀水體工程試驗(yàn)采用臭氧與生態(tài)結(jié)合維護(hù)技術(shù),并研究了超濾工藝對(duì)高藻景觀水的處理效果。臭氧旁路循環(huán)周期為5~7天,臭氧投量5mg/L,試驗(yàn)結(jié)束時(shí)由于水體自凈能力TN由30mg/L降至2~3mg/L,TP由2mg/L降到0.05mg/L;生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)良好,水體透明度不小于0.4m。藻密度在108個(gè)/L以下,水體沒有發(fā)生“水華”;補(bǔ)充再生水或換水時(shí),相當(dāng)于引進(jìn)外源污染,水體易爆發(fā)“水華”。景觀湖中色度主要是藻類引起的表色,各種離子含量沒有發(fā)生累積,重金屬含量低于檢測(cè)限。再生水中主要為烷烴和酚類有機(jī)物,湖水中以雜環(huán)化合物和芳香族化合物為主,脂類物質(zhì)含量較高。臭氧處理后有機(jī)物種類增多含量降低,將大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物。超濾出水有機(jī)物種類減少,超濾對(duì)脂類去除效果不理想。 景觀湖中24小時(shí)DO波動(dòng)變化,均在8mg/L以上,水體生態(tài)系統(tǒng)正常;ΔpH變化較小,景觀湖沒有發(fā)生“水華”。在無臭氧維護(hù)景觀湖中水體自凈能力相對(duì)較弱,再生水中TP濃度僅為0.31mg/L,藻類含量卻略有上升。臭氧旁路維護(hù)工藝強(qiáng)化生態(tài)系統(tǒng),控制藻類生長,提高水體自凈能力。景觀湖中優(yōu)勢(shì)藻為綠藻,夏季各種綠藻之間優(yōu)勢(shì)并不突出,隨著季節(jié)變化,湖水中藻類分別為硅藻、小球藻、柵藻、綠球藻。工程中運(yùn)行電費(fèi)為1.075元/h,每噸水維護(hù)成本為0.18元/h。再生水景觀湖采用水泵進(jìn)行水力改善,循環(huán)流量為80m3/h,設(shè)置5個(gè)循環(huán)點(diǎn)。景觀湖采用盆栽種植荷花、睡蓮、蘆葦、花葉蔥、千屈菜、三棱草、菖蒲、鳶尾等水生植物;一年內(nèi)湖中放養(yǎng)紅鯉魚從5cm長至15cm左右。
【圖文】：

第 2 章 試驗(yàn)材料與方法第 2 章 試驗(yàn)材料與方法2.1 試驗(yàn)基本概況本課題小試試驗(yàn)研究在北京排水集團(tuán)研發(fā)中心試驗(yàn)室和哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境學(xué)院實(shí)驗(yàn)室完成；工程案例位于高碑店污水處理廠培訓(xùn)中心的南側(cè)人工湖，湖面面積大約 800m2，平均水深為 1m。人工湖分東西兩部分，中間有橋洞相通。東西湖各有一個(gè)溢流口，用于溢流排水及湖表面漂浮物的去除。再生水補(bǔ)水口在西湖假山處，排水口在西湖中心處。湖水原水及補(bǔ)水采用污水處理廠的再生水（其水質(zhì)指標(biāo)見下表 2-1），再生水是污水處理廠生物二級(jí)處理+混凝沉淀、過濾工藝后出水。小試試驗(yàn)再生水主要為高碑店污水處理廠生物二級(jí)處理+曝氣生物濾池中試出水。

- 23 -圖 2-2 藻類氣候培養(yǎng)箱Fig.2-2 The climate culture device度影響堿度為 0mg/L、210mg/L、600mg/L、0mg/L（密封各 1L。原始再生水中含有堿度 210mg/L；通過加入 4.3 左右達(dá)到堿度為 0mg/L；再生水通過投加定量 600mg/L。將五個(gè)水樣放入氣候培養(yǎng)箱中進(jìn)行試驗(yàn)生長規(guī)律，分析藻類生長于堿度之間的關(guān)系以及水過程。再生水 pH；每兩天測(cè)量藻密度；每四天測(cè)定一次氨氮溶解性磷、CODCr、UV254、色度、葉綠素等指標(biāo)，，試箱設(shè)定參數(shù)模擬北京地區(qū)夏季自然條件。白天：時(shí)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：X52

【引證文獻(xiàn)】

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1 張旭;;“生態(tài)工程原理”的教學(xué)組織[J];生物學(xué)通報(bào);2012年05期

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1 任麗艷;甘慶午;;再生水回用于景觀水體的富營養(yǎng)化問題分析[A];2012中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第二卷）[C];2012年

本文編號(hào)：2687949