常用园林生态水处理技术的研究童宁军

21ChineseLandscapeArchitecture近年来，随着生活水平的不断提高，人们在改善居住条件的同时，也对住宅自然环境越来越讲究。因此大量的房地产项目中都增加了园林绿化和景观水体的设计，用于烘托小区的景致。但是目前许多项目的水景都位于地下车库顶板上，为了防漏水而采用钢筋混凝土结构，水体多为静止或流动性差的封闭缓流水体，普遍深度不高，昼夜水温变化大，水体自净能力基本丧失，故水生态极易失衡，尤其在炎热的夏季，水质发绿甚至发臭，严重影响居民的生活品质。在追求环保与生态生活的今天，设计时提前考虑与应用先进适宜的生态水处理技术，已经成为目前园林设计师的共识。1景观水处理技术分析比较景观水应该要达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中V类标准，但一般项目对具体技术指标并没有严格限制，不过很多高端项目会对水景的视觉效果有要求，比如水质常年要求保持清澈见底，水色自然、无臭味，可养观赏鱼及种植水生植物等。设计者在选择景观水处理技术时要考虑的重要一点是正常的水质维护和景观水在受到暴雨冲刷后能够迅速恢复水质，在系统运行中应有较强的抗冲击力，不影响水处理效果且须同时达到设定的水质要求。目前的景观水处理技术可分为以下几大类：物理技术、化学技术、生物技术及组合技术等。物理技术中常见的过滤技术是利用特殊的滤料将池中的污染物隔离过滤，清水再返回景观水池。随着时间的积累，滤料上的污染物越积越多，阻碍水流，使得过滤效果减弱。在景观水处理领域，物理技术没有办法解决蓝绿藻的爆发问题，所以不能单独应用。化学技术分为直接处理与间接处理，直接处理是通过干扰细胞物质的合成、光合作用和酶的活性来处理藻类及细菌，间接处理是通过改变藻类及细菌的生长环境来控制常用园林生态水处理技术的研究ResearchonMajorEcologicalWaterTreatmentTechnologiesinLandscape摘要：水景是园林景观中画龙点睛的亮点，近年来随着景观设计品质要求的提高，项目的水景规划越来越多，对项目起了很好的提升作用。但是由于专业的不同，很多设计师只考虑水景的外在表现，往往忽略了水景内在的水质。目前因水质原因影响水景的视觉效果及居住环境的案例越来越多。分析比较了目前在园林景观水体设计中常用的景观水生态处理技术，指出了微生物—生态强化修复技术等生态组合技术是今后景观水处理技术的发展趋势。关键词：风景园林；水景设计；景观水处理；微生物；生态水景；生态强化修复文章编号：1000-6664(2011)08-0021-04中图分类号：TU986文献标志码：A收稿日期：2011-06-26；修回日期：2011-07-24Abstract:Waterscapeisthehighlightoflandscapearchitecture.Withtheincreasedrequirementsforlandscapearchitecturequalitydesign,therearemoreandmorewaterscapeplanninginlandscapearchitectureprojectsinrecentyears,whichhelpsenhancethehighendprojects.However,becauseofprofessionaldifferences,manydesignersonlyconsidertheexternalappearanceofwaterscapeandoftenoverlooktheinherentwaterqualityinwaterscape.Currentlytherearemoreandmorecasesthatthevisualeffectsofwaterscapeandlivingenvironmentsareimpactedbywaterquality.Majorecologicalwatertreatmenttechnologiesoftenusedinlandscapewaterscapedesignsareanalyzedandcomparedinthispaper,anditispointedoutthattheecologicalcombinedtechnologies,suchasthemicroorganismstrengthenedecologicalrestorationtechnology,wouldbethefuturedevelopmenttrendoflandscapewatertreatmenttechnologies.Keywords:landscapearchitecture;waterscapedesign;landscapewatertreatment;microorganism;ecologicalwaterscape;strengthenedecologicalrestoration童宁军/TONGNing-jun潘军标/PANJun-biao赵绮/ZHAOQi22中国园林其生长。化学技术操作简单，一次性成本低，但会对水环境造成二次污染、对水生态系统有较大的负面影响，一般不能单独用于景观水处理，只能作为临时措施在特殊时期使用。生物技术是利用微生物、高等植物、高等动物、其他生物或生物制品，调节水生态系统的结构，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到恢复的技术。其缺点在于受外界环境因素影响大，不能稳定地发挥作用。但是这类技术以生态学原理为指导，充分利用自然净化与各类生物在功能上相辅相成的协同作用来净化水质，是当前景观水处理技术的研究开发热点。组合技术是将以上技术进行不同的组合，更好地发挥各自技术的优势又相对削减其劣处。例如微生物—生态强化修复技术、人工湿地技术、生物浮岛+曝气技术、加药与沙缸过滤技术、加药气浮技术、电催化技术，水生植物加改性黏土技术等都采用了组合技术。我们通过对景观水体变质的原因进行深入研究，发现其污染源分为外源污染(补充水、雨水、化肥、农药)和内源污染(动植物残体、植物、动物的新陈代谢过程的产物)，水体(特别是封闭水体)中的氮磷是引起富营养化的罪魁祸首。目前还没有一种单一的方法能彻底解决景观水的水质问题，所以运用组合技术对景观水体进行标本兼治，将短期治理和长期治理相结合，通过去除其中的藻类，并尽量降低水体中的氮、磷含量，建立整个水系水体的生态平衡，才能确保景观水水质。以下将重点介绍目前园林景观水处理领域常用的景观水生态处理技术。2景观水生态处理技术在园林中的运用2.1微生物—生态强化修复技术微生物—生态强化修复技术是指通过强化培育土著或特定的微生物对水体中的污染物进行转移、转化及降解的作用，从而使封闭或相对封闭的水环境恢复生态平衡。微生物在水生态环境中扮演分解者的角色，在水质净化中起着举足轻重的作用。它们能将生态界中的动植物的尸体及残骸分解，将一些有害的有机污染物、植物营养物N、P等加以吸收和转化，成为无毒害或毒害较小的物质。通过对微生物进行特定的生物强化培育技术，保证水质长期处于良好的状态。本技术具有以下特点：一是生态性和环保性。此项技术不添加任何化学药剂，选育土著及自然界特定的有益微生物，不产生二次污染。二是健康性与观赏性。经过微生物—生态强化修复技术处理后的景观水清澈见底，周围负离子浓度高，让人身心愉悦；水体可养殖水生动植物，为园林景观增添观赏性。三是经济性。该技术不占用土地面积，而且可以结合雨水综合利用，处理效果明显且稳定，后期维护简单，抗冲击力强，在受到暴雨冲刷之后可以快速恢复。四是后期维护成本低，操作简单方便，常年无需换水，可节约大量的水资源。微生物—生态强化修复技术可广泛地运用于各类底质的景观水处理，尤其适合解决在目前房地产项目水景设计图1常见的微生物—生态强化修复技术剖面图图2运行微生物净化系统时的水质情况图3关闭微生物净化系统时的水质情况12323ChineseLandscapeArchitecture中常见的一些难题，比如采用钢筋混凝土结构的水系、建在地下车库顶板上的水系及水深不超过50cm的水系等。目前在别墅区、住宅区、工厂、宾馆酒店、庭院、公园、河道等都有此类技术成功应用的案例(图1)。以宁波十六城联邦项目为例，该小区采用的是EW-MP微生物—生态强化修复技术来净化水质。为了验证该技术对水系的净化作用，特对此景观水系水质进行了一系列的实验。分别为系统运行的水质和关闭系统时的水质进行检测(图2、3)。结果表明，通过EW-MP微生物—生态强化修复技术可以很好地维持和净化水质(图4)。该项目的水体流场使用Fluent的前处理软件Gambit建立景观水体的网络模型，以景观水体规划图纸为基础，进行相关处理后，将其导入Gambit程序；建立二维流场分布模型，最后生成景观水体的非结构化网格。对景观水体的流场进行模拟计算，得到流速分布图。从图5可以看出，景观水系内整体流态相对较好，流速在左右2个流场中分布较均匀，中部由于受挤压，形成较小面积的低流速区域，死区面积较少。2.2人工湿地人工湿地是模拟自然湿地中的物理、生物和化学的3种协同作用实现对污水的净化[1]，主要由人工基质、水生植物、微生物3部分组成。由土壤、灰渣、砾石、粗砂等构成的基质是人工湿地的处理污水主要组成部分，也是微生物和水生植物的载体。水生植物在人工湿地中的作用十分重要，既可以净化水质，又提供了氧气。微生物是人工图4宁波十六城联邦经过微生物—生态强化修复技术处理的景观水体图5水体流场的分布湿地净化污水的重要环节[2]。人工湿地具有以下特点。一是运行成本低。人工湿地技术中水生植物作为重要组成部分，可以自主产生大量的动能以供滋生消耗，所以运行费用低。二是后期维护繁琐。在运行中极易造成外来物种入侵，再加上生物的死亡，反而会促成了水体富营养化的快速发生；且受季节影响大，冬季的运行维护困难。三是随着人工湿地对污水的处理，湿地中积累了过多的不溶性有机物，会造成湿地透水性差，对污染物处理效果下降的堵塞现象[3]，导致净化能力有限，处理效果不稳定。四是占地面积大，而且该技术应用受城镇河道、湖泊空间和水位变化的限制。人工湿地技术由于其对面源污染的控制有非常好的效果，适合淤泥底质、水质变化不是很大、管理水平不很高的城镇生活污水，其在城市湖泊、河流等超大型水域也有运用。2.3生物浮岛+曝气生物浮岛是指利用泡沫塑料或其他材料作为载体，将水生植物连根移植到载体内，植物根系不仅吸收水中的N、P等营养元素，还能释放出抑制藻类生长的化合物，从而到达净化水质的目的。水体的曝气充氧是指对水体进行人工曝气充氧以提高水中的溶解氧含量，使其保持好氧状态，防止水体黑臭现象的发生。生物浮岛+曝气技术的组合具有以下特点。一是发挥这2种技术各自的优势，对水体的污染物共同作用，加强分解、降解和消解。二是生物浮岛是以水生4-14-2524中国园林参考文献：[1]姜珊珊，王佳琪.人工湿地技术及其在我国的发展现状[J].科技向导，2011(9)：106.[2]程永伟，施永生，王琳，等.人工湿地应用于小城镇污水处理的研究进展[J].云南化工，2006，33：54-57.[3]陈雷，任鹏飞.人工湿地对城市水体生态环境的改善作用[J].吉林建筑工程学院学报，2011，28(1)：47-49.(编辑/王媛媛)作者简介：童宁军/1975年生/男/浙江宁波人/宁波天河生态水景科技有限公司工程师/研究方向为园林景观水处理(宁波315040)潘军标/1978年生/男/浙江台州人/汇绿园林设计院有限公司高级工程师/研究方向为园林景观设计(宁波315040)赵绮/1978年生/女/浙江宁波人/宁波鄞州农林局高级工程师/研究方向为园林景观设计(宁波315040)植物为主体来净化水质的，受季节的波动性影响较大，净化水质的效果不好，抗冲击负荷较小，使用寿命较短，对黑臭治理无效，易滋生蚊蝇；而曝气充氧技术通过增加水体中溶解氧的含量来缓解水体的富营养化，需要消耗大量的动能，运行成本较高。它只能对景观水体起到水质维护的作用，不能从根