Water-Star@集成水处理系统

Water-Star@集成处理系统处理景观水的工程应用

摘要 介绍了Water-Star@集成处理系统处理景观水的技术原理，结合工程实例简要介绍了该系统在景观水处理方面的应用。使用效果表明：该系统处理成本低，效果显著，甚至做到长期无需换水。
关键字：景观水；Water-Star@；超声除藻；生态修复
1.前言
城市景观水体用以修饰环境、给人以美感，维护生态平衡。但是景观水体考虑景观手法和文化表现较多，而对景观水质的考虑相对较少，设计建造时没有按自然水理设计，大多是一个封闭的系统，几乎没有自净能力，且其内部结构不合理，加上外来物质输入，随着时间的推移必将产生富营养化，极易造成藻类疯长、水体发绿甚至发臭等现象，失去了景观水体原有功能。景观水体的水质维护主要是控制水体中COD、BOD5、TN、TP等污染物的含量及藻类等的生长，使其不过度繁殖。但是现有的处理方式大都仅限于通过假山、喷泉等单一方式来处理[1]，但由于景观水多为微污染，发生期短、流动性极差、且美学要求高等特点，使其不能直接使用城市污水处理技术来处理[2]，本文结合上海绿地威廉公寓景观水体这一实际工程对景观水体治理工艺进行讨论。
2.工程概况
上海绿地威廉公寓地处浦东高行地区、金桥出口加工区与外高桥保税区之间的核心地段，作为高行镇的规划中心，绿地崴廉公寓理所当然享受高行的核心生活。其中绿地威廉公寓中央湖区水域面积约为7500m2，水深30~50cm，池底用鹅卵石铺设。为了营造景观效果，在主体景观水域一侧建有一条长约为50m、宽约为3m的人工河道。
房产开发商在设计该景观水体时就想到了可能出现水体富营养化的问题，因此委托上海凯斯菲尔(Kingsphere)环境环境科技有限公司对该景观水体进行处理。
3.处理工艺
根据本工程的特点，采用上海凯斯菲尔(Kingsphere)环境环境科技有限公司自主研发的Water-Star@高效生态集成水处理系统，对该景观水进行处理。
3.1Water-Star@高效生态水处理集成系统
水木嘉华·上海凯斯菲尔环境环境科技有限公司通过多年的实验研究与工程实践，针对目前城市景观水体的污染现状，分析了现有的景观水处理技术的优缺点，运用生态学原理，成功开发了一套以物理超声波杀藻抑藻与生态技术相结合、专门用于景观水处理的高效集成系统——Water-Star@高效生态水处理集成系统。该系统集成了集成了Aquasonic超声波除藻抑藻技术、微生物强化净化技术、人工曝气充氧技术、AquaMats生态基技术以及生物生态修复技术，能快速、稳定地修复受损水体原有的食物链，强化水体本身的自净化能力，有效地去除水体中的各类污染物，并在此基础上建立生态水景，维持水体稳定的生态平衡。
3.2Water-Star@高效生态水处理集成系统组成
Aquasonic超声波除藻抑藻技术
比利时科学家Hilaire Thomas通过对超声波的多年研究，利用特殊频率超声波对藻类的去除、抑制作用，发明了Aquasonic超声波除藻仪，整个杀藻除藻过程无需投加任何药剂，具有无二次污染、能耗低（功率为30W~50W）、去除效果显著等优点，目前已经在欧美国家广泛使用。Aquasonic超声波除藻仪可以快速杀死大量藻细胞，为后期处理措施发挥作用提供基础，并且可以有效抑制藻类的生长，特别是防止高温期藻类疯长。
微生物强化净化技术
微生物是整个生态系统最主要的组成之一，在水生生态中，作为污染物的分解者，微生物能将水中的污染物(包括有机物、某些重金属等)加以吸收、降解，变成能够为其他生物所利用的营养物质。微生物强化净化技术，一方面，通过种植水生植物或者放置AquaMats生态基，为微生物提供生活场所；另一方面，通过投加生物菌剂，在短时间内迅速提高水体中微生物浓度，同时通过人工曝气，增加水体溶解氧浓度，有利于充分发挥微生物降解能力。该技术一般在微生物投加15~20d内，即能形成稳定的微生物种群，水体水质明显改善。
AquaMats@生态基
AquaMats@生态基是一种用于生态型水处理的高科技材料，由美国梅瑞地安水生科技公司首席科学家Roderick J. McNeil博士发明，获得多项发明专利。AquaMats@生态基具有巨大的活性生物接触表面(250m2/m2)，可以为水中微生物和有益藻类等的生长、繁殖提供巨大的生物附着场所。材料内部具有高比表面积的多孔三维结构，其中包括大量的纤维和疏松的孔隙，最大限度地为细菌群落提供排他的生存环境，超级编织技术的特殊表面层设计形成理想的微A/O处理环境，保证了硝化和反硝化作用的同时进行，使其能高效地脱氮除磷。
生物生态修复技术
污染环境的修复技术包括物理方法、化学方法和生物方法等三大类。其中生物修复方法已成为环境保护技术的重要组成部分。生物修复是利用生物的生命代谢活动减少存于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，使污染的环境能部分或完全恢复到原始状态的过程。常用的主要包括：人工湿地净化技术、生态滤池、生态浮床技术、种植水生植物、放养水生动物等。水生植物在生态处理技术中是一种重要载体，它的作用是：降低了水流速度，为悬浮物的沉淀创造了良好的条件；有效阻挡光线，减少藻类的生产；植物的地上和地下组织都可以形成生物膜；吸收利用水体中营养物质，供自身生长所需；水生动物水生动物的作用：水体中放置适当的水生动物可以有效的去除水体中富余营养物质，如蚌类可以将水中悬浮的藻类及有机碎屑滤食，提高湖水的透明度。螺蛳主要摄食固着藻类，同时分泌促絮凝物质，使湖水中悬浮物质絮凝，促使水变清。滤食性鱼类，如鲢、鳙鱼等可以有效的去除水体中绿藻类物质使水体的透明度增加。最终修复受损水体原有食物链，强化水体自净能力，并在此基础上最终建立、维持水体生态平衡。
3.3Water-Star@高效生态水处理集成系统在绿地威廉的应用
(1)Aquasonic除藻抑藻
绿地威廉公寓水体形状不规则，为了使Aquasonic克藻星发出的超声波有效的辐照到整个水域面积，共设计安装了9台不同型号的Aquasonic克藻星产品。通过特制的检测仪器可检测到整个水域内都存在超声波。
(2)AquaMats@生态基
在主体水体中央放置AquaMats@生态基，利用高效生物载体强化微生物净化水体的能力，保证了硝化和反硝化作用的同时进行，使其能高效地脱氮除磷，为恢复水体初级生产力提供了可靠保障。
(3)生态滤池
由于整个水体补充水为河水，所含固体悬浮物较多，放水初期必须对其进行过滤，以除去固体悬浮物，生态滤池埋于地下，依靠内部的生化及物理过滤功能，提升出水透明度及水质。
(4)水生植物
根据本工程实际情况，挺水植物选择了菖蒲、荷花、水葱，浮叶植物选择睡莲。由于该水体池底为硬质池底，因此近岸边水域选用盆栽方式种植挺水植物，远离岸边水域选用生态浮床，以水培法在真空体浮床上种植挺水植物。种植后能够最大限度地与周围景观协调一致。
(5)水生动物
水生动物的生活习性不同，有底栖、有生活在中层水域等等；并且食性也不同，必须配合水生植物的种类和数量，选择能起到水质净化作用的水生动物。选用鲫鱼、罗非鱼、锦鲤鱼，与水生植物形成合力的食物链，同时控制放养密度。鱼类的放养在水质有一定好转后再进行。
4.结论
(1)长时间无需换水。本工程从2007年4月份完工放水后，一直到11月份，都没有进行换水，即使在夏季高温期，没有出现藻类疯长现象，水体一直清澈见底。
(2设备运行费用低，无需专人看管。后期主要耗能设备为Aquasonic，功率仅在30~50W。
(3)整个水体自净能力增强，有效抵抗污染负荷冲击。

参考文献：
[1]邹平,江霜英,高廷耀.城市景观水的处理方法[J].中国给水排水,2003,19(2):24~25.
[2]李海燕,吴雨川等.城市景观水污染控制[J].科技进展,2003,26(3):132~134.