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城市景觀(guān)水處理技術(shù)之物理方法
[日期:2010-05-31]  來(lái)源:  作者:   發(fā)表評論(0)打印



  對于公園湖泊、河道等大面積水體,由于氮、磷等植物營(yíng)養物的大量排入已經(jīng)發(fā)生富營(yíng)養化引起水質(zhì)變臭時(shí),可以采用直接向水中投加化學(xué)藥劑的方法殺死藻類(lèi),然后通過(guò)自然沉淀后,清除淤泥層即可達到防止水體富營(yíng)養化的目的。殺藻常用的藥劑有硫酸銅和漂白粉。對湖泊投加時(shí),可把藥劑放在布袋中,系在船尾上,浸泡在水里,然后在水中按一定的路線(xiàn)航行。投藥量隨藻類(lèi)的種類(lèi)和數量以及其他有關(guān)條件而定。一般說(shuō),硫酸銅效果較好,藥效長(cháng),每升水投加0.3mg--0.5mg.在幾天之內就能殺死大多數產(chǎn)生氣味的藻類(lèi)植物,但往往不能破壞死藻放出的致臭物質(zhì)。漂白粉或氯能去除這種放出的致臭物質(zhì),但投量要多一些,如0.5mg~1mg。應當注意,加氯不應過(guò)多,否則反而又會(huì )增加水的氣味。藥劑的正確用量可借試驗確定。

  另外,由于硫酸銅對于魚(yú)類(lèi)也有毒性,其致命劑量隨魚(yú)的種類(lèi)而異,約0.15mg/L-2.0mg/L。這個(gè)數字在滅藻所需劑量范圍的附近。因此,在景觀(guān)兼養魚(yú)的塘水中投加殺藻劑殺藻時(shí),應慎重考慮,以免發(fā)生水中魚(yú)類(lèi)死亡現象。

  1氣浮法

  氣浮技術(shù)是利用高度分散的微氣泡與水中懸浮顆粒黏附,使其隨氣泡浮升到水面,從而加以分離去除,適當加人混凝藥劑可顯著(zhù)改善氣浮效果。藻類(lèi)密度較小,絮凝后絮核輕飄,且粘附氣泡性能良好,因而相比沉淀技術(shù),氣浮法處理富營(yíng)養化水體更具優(yōu)勢。

  武漢東湖水廠(chǎng)和上海盛大花園人工湖氣浮除藻裝置的運行結果表明,氣浮工藝可有效去除水中的細小懸浮顆粒、藻類(lèi)和磷酸鹽等污染物,大幅增加水體溶解氧,有效改善水環(huán)境質(zhì)量。宮磊等用小型渦凹氣浮設備和組合絮凝劑處理滇池含藻水,含藻量和濁度去除率分別達99%和92.8%。用分散氣浮工藝從水中除藻,除藻率達90%,陽(yáng)離子表面活性劑的絮凝性能優(yōu)于陰離子和非離子表面活性劑,原水pH值和離子濃度是影響氣浮效果的關(guān)鍵因素。

  按照微細氣泡產(chǎn)生的方式,可將氣浮凈水工藝分為分散空氣氣浮法、電解凝聚氣浮法、生物及化學(xué)氣浮法和溶氣氣浮法(真空式氣浮法和壓力溶氣氣浮法)等。

  目前,應用較多的是部分回流式壓力溶氣氣浮法(簡(jiǎn)稱(chēng)加壓溶氣氣浮法),其處理效果顯著(zhù)而且穩定,并能大大降低能耗。其原理是引水入處理器,投加混凝劑,使水體中的細小懸浮顆粒如藻類(lèi)和非溶解性有機污染物形成絮凝體,在水中通入微細氣泡,使其黏附于懸浮狀態(tài)的小顆粒雜質(zhì)絮凝體上,造成比重比水小的狀態(tài),并依靠浮力使其上浮至水面。比重比水大的大顆粒絮凝體用沉淀法去除,從而獲得高效固液分離效果。

  氣浮法具有如下特點(diǎn):①有效去除微污染水中細小懸浮顆粒、藻類(lèi)、固體雜質(zhì)和磷酸鹽等污染物;②氣浮使水中的溶解氧含量得到大幅增加,有效改善了水環(huán)境的質(zhì)量;③操作簡(jiǎn)便易于維護,可實(shí)現全自動(dòng)控制;④抗沖擊負荷能力強,對水質(zhì)、水量變化的適應性好;⑨可以即開(kāi)即用,立竿見(jiàn)影,運行管理靈活方便,運行成本低。

  美國水處理協(xié)會(huì )雜志的結論曾顯示,氣浮針對含藻及有機物(如水、腐等)較多的水處理效果比較好,而且對凝聚的要求可適當降低,節約混凝劑量及減少反應時(shí)間,并且氣浮處理排泥方便、耗水量小,泥渣含水量低,不需反沖。故氣浮法在維護城市景觀(guān)水體水質(zhì)方面具有較大優(yōu)勢。

  2化學(xué)殺菌消毒法

  化學(xué)除藻消毒法主要是通過(guò)向水中投加各種殺藻劑(如硫酸銅、漂白粉、次氯酸鈉等),殺死藻類(lèi),抑制藻類(lèi)爆發(fā),改善水體的透明度,具有工藝簡(jiǎn)單,無(wú)須單獨建造處理構筑物、初期投資省等特點(diǎn)。

  投加的化學(xué)試劑中,硫酸銅除藻效果較好,藥效長(cháng),但往往不能破壞死藻放出的致臭物質(zhì)。漂白粉或氯可去除此類(lèi)致臭物質(zhì),但投加量要多卻又不可過(guò)量,否則反而會(huì )增加氣味,用量要試驗確定。此外硫酸銅對于魚(yú)類(lèi)有毒性,因此在兼養魚(yú)的景觀(guān)水體中的投加量需慎重。但是,采用此水處理方法久而久之水體中會(huì )出現耐藥性的藻類(lèi),殺藻劑的效能會(huì )逐漸下降,投藥的間隔會(huì )越來(lái)越短,且投加的量會(huì )越來(lái)越多,殺藻劑的品種也要頻繁地更換,還會(huì )對環(huán)境造成二次污染,且長(cháng)期運行成本高?紤]到景觀(guān)水的觀(guān)賞價(jià)值和人們的身體健康,應盡量避免使用這種處理方法。

  3其他化學(xué)技術(shù)

  混凝沉淀

  具有投資少、景觀(guān)水體凈化的物理方法有機械過(guò)濾、疏浚底泥、光調節、水位調節、高壓放電、超聲波等方法。這些方法效果明顯,但不易普及,難以大規模實(shí)施。在一定周期內清除湖底沉積物及抑制泥中氮、磷的釋放是控制內負荷的有效途徑。

  定期補水或換水是保持景觀(guān)水體水質(zhì)的最基本方法之一,其主要機理為稀釋作用,是一種物理凈化過(guò)程,稀釋作用并不改變污染物的性質(zhì),但可為進(jìn)一步的凈化作用創(chuàng )造條件,如降低有害物質(zhì)的濃度,使水體其他凈化過(guò)程尤其是生物凈化過(guò)程能夠恢復正常。

  定期補充水換水的處理方法對于較小水面的景觀(guān)水體來(lái)說(shuō)是一種行之有效的方法。即使考慮全部換水也不會(huì )造成水源的過(guò)多浪費,在經(jīng)濟上可行,操作管理也方便,同時(shí)可以達到預期的效果。

  但是,對于較大水面的景觀(guān)水體等則只能采用定期補水的方法,由于一次性換水會(huì )造成水源的大量浪費,在經(jīng)濟上是不可行的。因此,定期補水能起到降低水體由于蒸發(fā)滲漏作用而引起的含鹽量的增加,以及稀釋水體中有害污染物濃度的作用,對于防止水體水質(zhì)變壞及其防止水體富營(yíng)養化的發(fā)生只能起到延緩作用,而從根本上解決不了水體水質(zhì)逐漸變壞的問(wèn)題。

  1引水換水

  通過(guò)周期性的引水、換水,稀釋水中營(yíng)養鹽和有機物濃度,防止藻類(lèi)瘋長(cháng),改善水質(zhì)。我國的西湖引水工程日取水30萬(wàn)m。,定期將錢(qián)塘江水引入西湖,在一定程度上控制了西湖水體惡化的趨勢。使用這種方法必須有充足的干凈水源作保證,成本較高。

  2水體曝氣充氧

  利用自然跌水(瀑布、噴泉等)或人工曝氣對水體復氧,促進(jìn)上下層水體的混合,使水體保持好氧狀態(tài),抑制底泥氮、磷的釋放,防止水體黑臭。羅固源等圜研究表明,曝氣對藻類(lèi)生長(cháng)有抑制作用,夜間曝氣的抑制作用尤其顯著(zhù)。近年來(lái)在北京、上海等城市進(jìn)行了一定規模的河道人工曝氣復氧試驗和工程實(shí)踐,取得了較好的效果。曝氣充氧動(dòng)力能耗高,且難以實(shí)現根本的脫氮除磷,因此只能作為輔助治理手段。

  3底泥疏浚

  底泥疏浚是解決內源污染的重要措施,通過(guò)底泥的疏挖去除沉積物中的營(yíng)養鹽和其他污染物,減少其向水體的釋放。美國、日本、瑞典等國都進(jìn)行過(guò)底泥疏浚的試驗研究和工程實(shí)踐。杭州西湖經(jīng)兩次大規模疏浚后,與富營(yíng)養化相關(guān)的主要指標均有不同程度的改善,浮游動(dòng)物種類(lèi)增加,浮游植物生物量和藍藻比例均有所降低。底泥疏浚的缺點(diǎn)在于工程量較大,效果難以持久,可能破壞原有的底棲生物群落,挖出的污泥易造成二次污染。

  4底泥原位處理

  包括底泥封閉、底泥鈍化技術(shù),主要是用塑料薄膜、顆粒材料覆蓋底泥,或者往水體投加鋁鹽、石灰等鈍化劑,阻隔、抑制底泥中氮、磷營(yíng)養元素和重金屬的釋放,從而降低水體中營(yíng)養鹽濃度。德國的Dagow湖和Globsow湖用硝酸鹽和鐵復合物進(jìn)行底泥處理試驗,處理前磷釋放量4~6mg/(m?d),處理后幾乎無(wú)釋

  放。底泥原位處理技術(shù)容易對水底的生態(tài)系統造成破壞,難以保證效果的持久性,受風(fēng)浪及水流擾動(dòng)影響較大,工程應用不多。

  5機械除藻

  利用撈藻船、吸藻泵等機械設備捕撈水面上的藻類(lèi),間接去除水體氮、磷營(yíng)養鹽。中科院水生生物研究所于2001-2002年對滇池水華藍藻進(jìn)行機械清除,共清除藍藻360.83t(干重),相當于從水體中去除了氮37.33t、磷2.71t、有機質(zhì)200.32t,水體中的重金屬也被部分去除。機械除藻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠快速應付藻類(lèi)的大面積爆發(fā),操作簡(jiǎn)單,沒(méi)有負面效應,但只是一種應急補救措施。

  工藝簡(jiǎn)單、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn),可用于含有大量懸浮物、藻類(lèi)的水的處理。石穎等用高錳酸鉀復合藥劑對模擬湖泊水(含藻量9750萬(wàn)t/L)進(jìn)行強化混凝試驗,除藻率達80%以上;炷恋硭巹┫牧亢彤a(chǎn)生的污泥量大,處理效果也有待提高。

  過(guò)濾技術(shù)

  使水流通過(guò)濾料或濾膜等過(guò)濾介質(zhì),水中的藻類(lèi)和顆粒物被篩分、截留。過(guò)濾工藝的關(guān)鍵是濾速的大小,過(guò)濾前投加混凝劑微絮凝可提高過(guò)濾效果。余國忠等以丙綸絲為濾料過(guò)濾高藻水,藻生物量和葉綠素a平均去除率分別達91%和92%。潘涌璋、郭大句用天然沸石濾床對富營(yíng)養化景觀(guān)湖水進(jìn)行凈化試驗,COD、NH4+-N、TP和濁度的去除率分別為35.8%、95%、66.7%和77.7%。過(guò)濾處理雖然出水水質(zhì)好,但也存在過(guò)濾阻力大、藻類(lèi)黏液易使濾層板結等不足。

  吸附技術(shù)

  向水體中投加吸附劑或使原水流過(guò)吸附床層,將污染物和營(yíng)養物質(zhì)吸附去除。劉麗娜等用電廠(chǎng)粉煤灰吸附去除城市景觀(guān)水中的磷,去除率最高可達88I3%,對TN和COD也有一定的去除。吸附飽和后的吸附劑的處理問(wèn)題是制約該技術(shù)大規模應用的瓶頸。

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