丁一軒，李星*，楊艷玲，王男，劉永旺，趙鋰

1.北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，北京 100124 2.北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院，北京 100124 3.中國建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100044

?

景觀水體的生態(tài)凈化與水質(zhì)維護(hù)工藝應(yīng)用研究

丁一軒1，李星1*，楊艷玲1，王男1，劉永旺2,3，趙鋰3

1.北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，北京 100124 2.北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院，北京 100124 3.中國建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100044

依托實(shí)際景觀水體水質(zhì)維護(hù)的生態(tài)凈化工程，研究充氧、過濾等物化技術(shù)以及水生植物塘、生態(tài)氧化塘、表流濕地等生態(tài)技術(shù)對景觀水體的水質(zhì)凈化與維護(hù)作用，對比不同生態(tài)凈化工藝流程的特點(diǎn)，評價各工藝單元對主要污染物的凈化效果。結(jié)果表明：曝氣/過濾、水生植物塘、生態(tài)氧化塘及表流濕地等單元均有較明顯的水質(zhì)凈化效果，其中曝氣/過濾單元的濁度去除效果最好，表流濕地、生態(tài)氧化塘及水生植物塘單元的有機(jī)物及營養(yǎng)物質(zhì)去除效果更佳；季節(jié)和水溫對凈化效能有顯著影響。不同生態(tài)凈化工藝流程的對比結(jié)果表明，曝氣/過濾-水生植物塘-表流濕地工藝流程的濁度去除效果更佳，曝氣/過濾-生態(tài)氧化塘-表流濕地工藝流程的有機(jī)物及營養(yǎng)物質(zhì)的削減作用更好。在穩(wěn)定運(yùn)行期間，2種生態(tài)凈化工藝流程的濁度、CODMn、葉綠素a、TN、TP平均去除率分別為43.14%和35.45%、24.77%和27.77%、17.72%和24.06%、29.94%和36.65%、22.63%和33.60%。

景觀水體；人工凈化；生態(tài)凈化；水質(zhì)維護(hù)；工程應(yīng)用

景觀水體是城市和建筑小區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，其水質(zhì)狀況直接影響到生活及生態(tài)環(huán)境。景觀水體具有易受污染、水環(huán)境容量小、水域面積小、流動性差、與居民接觸較為密切以及自凈能力差等特點(diǎn)[1]。近年來，景觀水體普遍呈富營養(yǎng)化狀態(tài)，水體發(fā)黑發(fā)臭，水生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，污染問題愈發(fā)突出[2]。采用有效、經(jīng)濟(jì)、適用的維護(hù)和凈化技術(shù)，改善景觀水體水質(zhì)是亟待解決的問題。

目前，景觀水體的治理主要包括物理、化學(xué)、生物及生態(tài)修復(fù)等方法，其中物理方法一般適用于中小型水體，見效快、周期短，但對藻類和有機(jī)物等無法有效去除；化學(xué)方法具有見效快的優(yōu)點(diǎn)，但持久性較差；生物方法具有適用范圍廣、系統(tǒng)穩(wěn)定的特點(diǎn)，但技術(shù)性強(qiáng)、操作難度大，難以大規(guī)模應(yīng)用；生態(tài)方法具有效果穩(wěn)定、生態(tài)友好的優(yōu)點(diǎn)，但見效較慢、易受環(huán)境影響。在實(shí)際應(yīng)用中多采用幾種技術(shù)相結(jié)合的方式，以提高各種污染物的去除效能[3-5]。各種技術(shù)和工藝組合應(yīng)用的實(shí)例已有大量報(bào)道，如生態(tài)-生物操控-微生物工藝[6]、磁性離子交換樹脂-混凝工藝[7]、曝氣-生物膜技術(shù)[8]等，但均存在工藝長期運(yùn)行的穩(wěn)定性不佳、水質(zhì)凈化效果隨季節(jié)性變化、組合工藝凈化效能和適用性對比等問題[9-12]。

1 生態(tài)凈化流程與監(jiān)測方法

1.1 生態(tài)凈化流程

該景觀水體占地約80 000 m2，其中景觀河道水體積約50 000 m3，封閉式河道長約2 km。在景觀河道的一端設(shè)置了生態(tài)凈化設(shè)施，分別采用2種組合工藝對比運(yùn)行以考察不同生態(tài)凈化工藝流程的除污特性(圖1)：工藝流程1，曝氣/過濾-水生植物塘-表流濕地；工藝流程2，曝氣/過濾-生態(tài)氧化塘-表流濕地。在2種組合工藝沿程設(shè)置了16個取樣點(diǎn)，其中流程1取樣點(diǎn)為1#～10#和16#；流程2取樣點(diǎn)為1#～2#和11#～16#。在景觀河道的末端設(shè)置1#取樣點(diǎn)，作為組合工藝流程的進(jìn)水點(diǎn)，在景觀河道的始端設(shè)置16#取樣點(diǎn)，作為組合工藝流程的出水點(diǎn)。

圖1 景觀河道生態(tài)凈化組合工藝流程Fig.1 Combined ecological purification processes of landscape river

1.2 生態(tài)凈化工藝單元

曝氣/過濾裝置由組合式無閥濾池增配曝氣裝置組成，采用石英砂、活性炭等濾料，進(jìn)水和出水端設(shè)置曝氣溶氧設(shè)施，處理水量為420 m3/h，循環(huán)周期約為120 h，采用水力自動運(yùn)行方式，可自動調(diào)整反沖洗周期，反沖時間約3.5 min；曝氣/過濾單元如圖2所示。

圖2 曝氣/過濾單元構(gòu)造及外觀Fig.2 The structure and appearance of aeration/filtration unit

水生植物塘內(nèi)種植有蘆葦、水蔥等挺水植物，睡蓮等浮水植物以及狐尾藻等沉水植物。設(shè)有2個近圓形水生植物塘，其中水生植物塘Ⅰ的直徑約為15 m，平均水深1.5 m，水力停留時間(HRT)約為1.3 h。水生植物塘Ⅱ的直徑約為12 m，平均水深1.5 m，HRT約為0.8 h(圖3～圖4)。

圖3 水生植物塘ⅠFig.3 The aquatic plant pond Ⅰ

圖4 水生植物塘ⅡFig.4 The aquatic plant pond Ⅱ

圖5 生態(tài)氧化塘Fig.5 The ecological oxidation pond

生態(tài)氧化塘的岸邊種植有蘆葦，塘底種植多種水草、藻類植物，塘內(nèi)投加適量草魚等魚類，氧化塘為50 m×20 m×3 m的長方體，HRT約為14.3 h(圖5)。

表流濕地沿岸種植有少量蘆葦，水生植物以沉水植物狐尾藻為主，其中表流濕地Ⅰ尺寸為160 m×2 m×1.2 m，HRT約為1.8 h；表流濕地Ⅱ尺寸為120 m×3 m×1.5 m，HRT約為2.6 h(圖6～圖7)。

圖6 表流濕地ⅠFig.6 The surface flow wetland Ⅰ

圖7 表流濕地ⅡFig.7 The surface flow wetland Ⅱ

1.3 取樣方式及分析方法

每個取樣點(diǎn)分別測試3～5次，取平均值，每周取樣2次。濁度、葉綠素a(Chl-a)在現(xiàn)場檢測；CODMn、TN和TP濃度帶回實(shí)驗(yàn)室檢測。各水質(zhì)指標(biāo)均參照《水和廢水監(jiān)測方法(4版)》進(jìn)行測定。濁度采用HACH 2100Q濁度儀測定，量程0～1 000 NTU，精度為±2%；CODMn采用高錳酸鹽指數(shù)測定儀(GDYS-102SK)測定，量程0～8.00 mg/L，精度為±5%；TN濃度采用堿性過硫酸鉀消解-紫外分光光度法測定，測量范圍0.05～4.00 mg/L，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2%；TP濃度采用過硫酸鉀消解-鉬銻抗分光光度法測定，測量范圍0.01～0.60 mg/L，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1%；Chl-a濃度采用Aquafluor熒光儀測定，量程0～300 μg/L，精度為±0.1%。

2 結(jié)果與討論

2.1 單元凈化效果

2.1.1 曝氣/過濾單元

曝氣/過濾單元的除污效果如圖8所示。由圖8可以看出，不同季節(jié)的水質(zhì)及曝氣/過濾單元的濁度、CODMn、Chl-a、TN、和TP去除效果有較大差異。5—6月中旬，進(jìn)水各項(xiàng)指標(biāo)和去除率均呈緩慢上升趨勢。6—9月進(jìn)水和出水濁度平均值分別為6.62和3.70 NTU，CODMn平均值分別為6.43和4.99 mg/L，濁度和CODMn平均去除率為43.91%和22.04%；進(jìn)水和出水Chl-a、TN和TP濃度平均值分別為17.26和14.33 μg/L、1.50和1.20 mg/L、0.169和0.130 mg/L，去除率平均值為16.85%、20.20%和22.13%。

圖8 曝氣/過濾單元除污效果Fig.8 The removal effects of aeration/filtration unit on pollutants

10—11月的曝氣/過濾單元進(jìn)水和出水各項(xiàng)指標(biāo)均呈降低趨勢。進(jìn)水濁度降至3.77 NTU，去除率降至20.16%，但出水濁度幾乎沒有變化，表明過濾效能沒有受到明顯影響。進(jìn)水和出水CODMn也均呈降低趨勢，進(jìn)水CODMn降至4.65 mg/L，去除率降至7.96%，但出水CODMn變化較小。Chl-a、TN和TP濃度也呈類似的降低趨勢，去除率分別降至6.48%、6.25%和5.77%。

由圖8可以看出，進(jìn)水的濁度、CODMn、Chl-a、TN和TP濃度均在6—9月較高，總體去除效果也較好，表明曝氣/過濾單元的除污作用較穩(wěn)定。10—11月的進(jìn)水各指標(biāo)呈下降趨勢，去除率也出現(xiàn)明顯的降低，表明凈化作用不斷減弱。

曝氣/過濾單元對Chl-a、CODMn、TN和TP有較明顯的去除效果，表明景觀水中有些污染物是非溶解性的，可以與濁度得到共同去除。濾池的生物凈化作用不明顯，這可以從溫度變化對各指標(biāo)去除效果的影響趨勢看出。Chl-a、TN和TP的進(jìn)水濃度及去除率變化趨勢與濁度非常近似，說明大部分非溶解性藻類和氮磷是隨濁度得到共同去除的，濁度去除效果降低也造成了藻類和氮磷的去除效果變差；CODMn的變化趨勢明顯比較平緩，表明有機(jī)物去除作用沒有隨著水溫的持續(xù)降低而發(fā)生明顯變化?？梢?，進(jìn)水濁度和水溫的降低可能是造成過濾效能變差的主要因素。

2.1.2 水生植物塘

由圖9可以看出，水生植物塘對各項(xiàng)指標(biāo)都有一定的去除效果。水生植物塘Ⅰ在6—9月進(jìn)出水各指標(biāo)均較高，且在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定波動。其中進(jìn)水和出水濁度平均值分別為3.90和3.39 NTU，CODMn平均值分別為5.20和4.67 mg/L，濁度和CODMn平均去除率為12.98%和10.28%；進(jìn)水和出水Chl-a、TN和TP濃度平均值分別為15.26和13.11 μg/L、1.29和1.07 mg/L、0.142和0.121 mg/L，去除率平均值為14.14%、16.80%和16.41%。10—11月，進(jìn)水和出水各項(xiàng)指標(biāo)均呈不斷降低的趨勢。進(jìn)水濁度由3.67 NTU降至3.03 NTU，出水濁度由3.37 NTU降至2.99 NTU，去除率由12.26%降至1.98%；進(jìn)出水的CODMn、Chl-a、TN和TP指標(biāo)也呈類似的降低趨勢，11月末，其去除率分別降至1.41%、1.96%、1.61%和2.01%。由圖10可以看出，水生植物塘Ⅱ在6—11月間的進(jìn)出水各指標(biāo)及去除率與水生植物塘Ⅰ的變化規(guī)律相似。二者均是在6—9月時進(jìn)出水各指標(biāo)和去除率較高，10—11月不斷下降，11月末時凈化效能基本喪失。

圖9 水生植物塘Ⅰ除污效果Fig.9 The removal effects of aquatic plant pond Ⅰ on pollutants

對比圖9和圖10可以看出，水生植物塘Ⅰ對各指標(biāo)的去除效果均好于水生植物塘Ⅱ，這是因?yàn)樵谒参锓N類、種植密度以及其他設(shè)計(jì)參數(shù)相近的前提下，水生植物塘Ⅰ的水力停留時間較長。由圖9和圖10還可看出，水生植物塘的水質(zhì)凈化效果與水溫有一定的相關(guān)性，不同季節(jié)表現(xiàn)出不同的變化趨勢。6—9月的水溫較高，各類水生植物生長旺盛，水生植物塘對各污染物的去除效果較好，尤其是營養(yǎng)鹽氮磷和藻類。10月以后，由于水溫變低，水生植物逐漸枯萎衰亡，水生植物塘植物的吸收富集作用和微生物的代謝作用減弱，除污效果明顯降低。除污效果的降低與水生植物的生長周期有很大關(guān)聯(lián)度[13]，因?yàn)?—9月為大多數(shù)挺水植物、浮水植物和沉水植物的營養(yǎng)期和開花期，10—11月為枯萎期[14]。

圖10 水生植物塘Ⅱ除污效果Fig.10 The removal effects of aquatic plant pond Ⅱ on pollutants

2.1.3 生態(tài)氧化塘

生態(tài)氧化塘的除污效果如圖11所示。由圖11可以看出，不同季節(jié)間，生態(tài)氧化塘單元的除污效果有較大差異。6—9月其進(jìn)水、出水濁度和CODMn平均值分別為4.60和4.91 NTU，以及5.32和4.84 mg/L，濁度沒有得到去除，CODMn去除率平均值為9.21%；進(jìn)水和出水Chl-a、TN、TP濃度平均值分別為15.63和13.85 μg/L、1.22和1.06 mg/L、0.146和0.129 mg/L，去除率平均值為11.40%、13.52%和12.71%。10—11月進(jìn)出水各指標(biāo)均呈不同程度的降低趨勢。進(jìn)水和出水濁度降至3.27和3.33 NTU，濁度仍沒有去除效果；進(jìn)出水CODMn分別降至4.26和4.18 mg/L，去除率降至1.17%。

圖11 生態(tài)氧化塘除污效果Fig.11 The removal effects of ecological oxidation pond on pollutants

生態(tài)氧化塘出現(xiàn)的濁度升高現(xiàn)象可能與魚類活動有關(guān)[15]。6—9月的濁度去除率波動幅度較大，10月以后則變化較為平緩。6—9月生態(tài)氧化塘的Chl-a、CODMn、TN和TP去除率較高，10月以后呈逐漸下降趨勢，但去除效果不像其他處理單元降幅很大，主要是因?yàn)樯鷳B(tài)氧化塘可形成復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)[16]，生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能較為穩(wěn)定[17]，對有機(jī)物和氮磷的降解效果受水溫影響不明顯。

2.1.4 表流濕地

由圖12可以看出，表流濕地對各類污染物均有一定的去除效果。6—9月，表流濕地Ⅰ進(jìn)水和出水濁度平均值分別為4.57和4.22 NTU，CODMn平均值分別為5.58和5.33 mg/L，濁度和CODMn平均去除率為7.69%和4.43%；進(jìn)水和出水Chl-a、TN和TP濃度平均值分別為16.69和15.68 μg/L、1.30和1.22 mg/L、0.165和0.149 mg/L，平均去除率分別為6.03%、6.61%和9.72%。10—11月進(jìn)出水各項(xiàng)指標(biāo)均呈不斷降低趨勢。進(jìn)水濁度由4.23 NTU降至3.18 NTU，出水濁度由4.02 NTU降至3.12 NTU，去除率由4.96%降至1.89%；進(jìn)水CODMn由5.32 mg/L降至4.43 mg/L，出水CODMn由5.14 mg/L降至4.36 mg/L，去除率由4.02%降至1.58%；進(jìn)出水的Chl-a、TN和TP濃度也呈類似的降低趨勢，11月末，其去除率分別降到1.88%、1.47%和1.56%。由圖13可以看出，表流濕地Ⅱ在6—11月期間進(jìn)出水各指標(biāo)及去除率的變化規(guī)律與表流濕地Ⅰ相似，二者均是在6—9月時進(jìn)出水各指標(biāo)和去除率較高，10—11月不斷下降，11月末時各指標(biāo)去除率趨近于0，凈化效能基本喪失。

圖12 表流濕地Ⅰ除污效果Fig.12 The removal effects of surface flow wetland Ⅰ on pollutants

對比圖12和圖13可知，表流濕地Ⅱ的除污效果好于表流濕地Ⅰ，主要因?yàn)槠渌νＡ魰r間較長。6—9月，濁度和TN、TP的去除率波動較大，去除效果不穩(wěn)定，CODMn的去除率變化較為穩(wěn)定；10—11月，隨著水溫降低，除污效果呈明顯的下降趨勢。表流濕地對CODMn的去除率比其他工藝單元低，這可能是因?yàn)樗诒砹鳚竦刂辛魉佥^快，同時進(jìn)水有機(jī)物濃度較低、停留時間較短，使得有機(jī)物的降解效率很低[18]。10月以后各污染物的去除率呈明顯下降趨勢，11月各污染物去除率均低于5%。進(jìn)水中各污染物濃度也越來越低，進(jìn)水與出水濃度差值逐漸減小。這是因?yàn)?0月以后，隨著水溫的降低，濕地中的蘆葦?shù)戎参锍霈F(xiàn)枯萎，導(dǎo)致了其光合作用和凈化能力明顯減弱；同時微生物的活性減弱，導(dǎo)致了氮磷和有機(jī)物的吸收和降解效率下降[19]。

圖13 表流濕地Ⅱ除污效果Fig.13 The removal effects of surface flow wetland Ⅱ on pollutants

低溫對表流濕地的影響可表現(xiàn)在水生植物的生長周期更替以及微生物的活性上。10—11月，大多數(shù)水生植物腐爛分解后，70%以上的氮磷釋放到表流濕地水中[20]。微生物的活性也與水溫顯著相關(guān)，10月后微生物的活性下降，對碳源的需求、硝化反硝化作用有較大影響[21]。10—11月，表流濕地的懸浮物、有機(jī)物和氮磷去除率不高，可能與水生植物腐爛以及微生物活性降低有關(guān)。

2.2 工藝流程凈化效果

2種工藝流程對景觀水體濁度、Chl-a、CODMn、TN、TP的去除效果如圖14所示。由圖14可見，6—9月，進(jìn)水和工藝流程1出水的濁度平均值分別為6.77和3.85 NTU，CODMn平均值分別為6.54和4.92 mg/L，去除率平均值為43.14%和24.77%；進(jìn)水和出水Chl-a、TN和TP濃度平均值分別為17.73和14.01 μg/L、1.52和1.06 mg/L、0.170和0.131 mg/L，去除率平均值為17.72%、29.94%和22.63%。10—11月進(jìn)出水各項(xiàng)指標(biāo)均呈不同程度降低趨勢。進(jìn)水濁度由6.02 NTU降至3.77 NTU，出水濁度由3.70 NTU降至3.05 NTU，去除率由40.20%降至19.10%；進(jìn)出水CODMn也呈逐漸降低的趨勢，進(jìn)水CODMn由6.10 mg/L降至4.65 mg/L，出水CODMn由4.81 mg/L降至4.28 mg/L，去除率由21.15%降至7.96%；Chl-a、TN和TP去除率也分別降至5.56%、7.79%和5.77%。

圖14 不同工藝流程的除污效果對比Fig.14 Comparison of removal effects of different combined processes on pollutants

工藝流程2對各指標(biāo)的去除效果與工藝流程1的變化趨勢相似。6—9月，工藝流程2出水濁度和CODMn平均值分別為4.30 NTU和4.70 mg/L，去除率平均值為35.45%和27.77%；Chl-a、TN和TP去除率平均值為24.06%、36.65%和33.60%。10—11月工藝流程2出水各指標(biāo)及去除率均呈不同程度降低趨勢。出水濁度由3.70 NTU降至3.05 NTU，去除率由40.20%降至19.10%；出水CODMn由4.81 mg/L降至4.28 mg/L，去除率由21.15%降至7.96%；Chl-a、TN和TP去除率也分別降至7.62%、9.84%和8.79%。

由2種工藝流程進(jìn)出水各項(xiàng)指標(biāo)的變化可以看出，工藝流程2的Chl-a、CODMn、TN和TP去除效果優(yōu)于工藝流程1，工藝流程1的濁度去除效果明顯優(yōu)于工藝流程2。由于在不同季節(jié)各工藝單元的凈化效果有很大差異，所以不同工藝流程的凈化效果也有明顯差別。6—9月2種工藝流程除污效果均較好，且2種工藝流程的去除率差值較大；10—11月2種工藝流程的除污效果均顯著降低，2種工藝流程的去除率差值減小。從2種工藝流程的除污效果看，工藝流程1更適用于濁度偏高的景觀水體，而工藝流程2則更適用于氮磷濃度較高、富營養(yǎng)化較嚴(yán)重的景觀水體。

3 結(jié)論

(1)6—9月，景觀水體溫度較高且穩(wěn)定，曝氣/過濾、表流濕地、生態(tài)氧化塘及水生植物塘等單元均有較顯著的水質(zhì)凈化效果，其中曝氣/過濾單元的除濁效果最好，平均去除率約40%，有機(jī)物、藻類和氮磷去除率達(dá)15%以上；水生植物塘和生態(tài)氧化塘的Chl-a、TN和TP去除率都在10%以上，表流濕地的各污染物去除率則大多在10%以下。生態(tài)凈化單元的凈化效能最佳。

(2)10—11月，景觀水體水溫顯著下降，各工藝單元的除污效果大幅降低。曝氣/過濾單元的除污效果受水溫變化的影響較小，水生植物塘、生態(tài)氧化塘、表流濕地等生態(tài)凈化單元的除污效果與水溫呈明顯的相關(guān)性，水溫低于5 ℃時生態(tài)凈化單元基本喪失凈化功能。

(3)2種組合式工藝流程的對比表明，工藝流程1的濁度去除效果更佳，6—9月的平均去除率達(dá)43.14%；工藝流程2的有機(jī)物及氮磷削減作用更好，6—9月的CODMn、Chl-a、TN和TP的平均去除率分別為27.77%、24.06%、36.65%和33.60%。2種工藝流程出水的濁度、CODMn、TN和TP均滿足GB/T 18921—2002《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》的要求。

(4)采用曝氣/過濾的物化凈化技術(shù)可以更有效地提高景觀水體的水質(zhì)，受氣候和水溫的影響較小，是景觀水體維護(hù)和凈化的主要措施；生態(tài)凈化技術(shù)對水質(zhì)改善的作用易受水溫和季節(jié)的影響，可作為水質(zhì)凈化與維護(hù)的輔助手段，更具生態(tài)和景觀價值。

[1] 陳琳,佘麗華,顧瑋,等.住宅小區(qū)景觀水體水質(zhì)保持技術(shù)應(yīng)用[J].中國給水排水,2010,26(14):93-95. CHEN L,SHE L H,GU W,et al.Application of quality maintenance technology to landscape water in residential areas[J].China Water & Wastewater,2010,26(14):93-95.

[2] GUPTA V K,SHRIVASTAVA A K,JAIN N.Biosorption of chromium(Ⅵ) from aqueous solutions by green algae Spirogyra species[J].Water Research,2001,35(17):4079-4085.

[3] 白宇,于德淼,周軍,等.再生水用于景觀水體維護(hù)與保障技術(shù)示范研究[J].給水排水,2007,33(8):40-42. BAI Y,YU D M,ZHOU J,et al.Study on protection and restoration of landscape water body by reclaimed water[J].Water & Wastewater Engineering,2007,33(8):40-42.

[4] ZHOU Q,HE S L,HE X J,et al.Nutrients removal mechanisms in high rate algal pond treating rural domestic sewage in East China[J].Water Science & Technology Water Supply,2006,6(6):43-50.

[5] BYEON C W.Ecological restoration of rivers and wetlands with a sustainable structured wetland biotope (SSB) system[J].KSCE Journal of Civil Engineering,2012,16(2):255-263.

[6] 周艷文,管蓓,李婧,等.城市景觀水體污染控制及其示范某一人工湖泊的實(shí)例研究[J].污染防治技術(shù),2016,29(3):55-56. ZHOU Y W,GUAN P,LI J,et al.Study on the urban landscape water pollution control and its demonstration:case study of an artificial lake[J].Pollution Control Technology,2016,29(3):55-56.

[7] 廖日紅,申穎潔,馬寧,等.MIEX/PAC工藝對景觀回用再生水的深度凈化效果[J].中國給水排水,2014,30(1):38-42. LIAO R H,SHEN Y J,MA N,et al.MIEX/PAC process for advanced purification of landscape reclaimed water[J].China Water & Wastewater,2014,30(1):38-42.

[8] 宋英偉,聶志丹,年躍剛,等.城市景觀水體曝氣與生物膜聯(lián)合凈化技術(shù)研究[J].環(huán)境科學(xué),2008,29(1):58-62. SONG Y W,NIE Z D,NIAN Y G,et al.Research of aeration with bio-film technology to treat urban landscape water[J].Environmental Science,2008,29(1):58-62.

[9] 張瑞,劉操,孫德智,等.北京地區(qū)再生水補(bǔ)給型河湖水質(zhì)改善工程案例分析與問題診斷[J].環(huán)境科學(xué)研究,2016,29(12):1872-1881. ZHANG R,LIU C,SUN D Z,et al.Water quality improvement engineering for urban rivers and lakes supplied by reclaimed water in Beijing:case analysis and problem diagnosis[J].Research of Environmental Sciences,2016,29(12):1872-1881.

[10] 李望海.城市景觀水體人工水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建及效果研究[J].上海環(huán)境科學(xué)集,2015(2):75-81. LI W H.The construction of artificial aquatic ecosystem for civic landscape waters and a study on its effects[J].ShangHai HuanJing KeXueJi,2015(2):75-81.

[11] CHANG Y H,KU C R,WU B Y,et al.Using sustainable landscape overwater equipment for improvement of aquatic ecosystem[J].Ecological Engineering,2015,83:496-504.

[12] XING Y.Research and practice on landscape water quality purification and ecological restoration by constructed wetland[D].Stuttgart:Stuttgart University of Applied Sciences,2009.

[13] STEER D,FRASER L,BODDY J,et al.Efficiency of small constructed wetlands for subsurface treatment of single-family domestic effluent[J].Ecological Engineering,2002,18(4):429-440.

[14] 楊成藝.福州西湖公園水生植物的應(yīng)用及優(yōu)化配置研究[D].福州:福建農(nóng)林大學(xué),2015.

[15] 王春龍.前衛(wèi)村高濁度水體的生態(tài)修復(fù)機(jī)理研究[D].上海:東華大學(xué),2008.

[16] WANG X,TIAN Y,ZHAO X,et al.Optimizing the operation of combined oxidation pond-constructed wetland ecosystems used for treating composite wastewater[J].Ecological Engineering,2016,88:64-76.

[17] 張巍,許靜,李曉東,等.穩(wěn)定塘處理污水的機(jī)理研究及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2014,23(8):1396-1401. ZHANG W,XU J,LI X D,et al.Mechanism,application status and research progress of stabilization pond for treatment of wastewater[J].Ecology and Environment Sciences,2014,23(8):1396-1401.

[18] 楊俊.表流人工濕地系統(tǒng)對污染物去除效果的研究[D].西安:長安大學(xué),2014.

[19] 季兵,陳季華.人工濕地系統(tǒng)處理上海崇明高濁度富營養(yǎng)化水體的研究[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,46(3):407-412. JI B,CHEN J H.Study on using constructed wetland systems for rural high turbid and eutrophic water treatment in Chongming of Shanghai[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis,2010,46(3):407-412.

[20] 李文朝,陳開寧,吳慶龍,等.東太湖水生植物生物質(zhì)腐爛分解實(shí)驗(yàn)[J].湖泊科學(xué),2001,13(4):331-336. LI W C,CHEN K N,WU Q L,et al.Experimental studies on decomposition process of aquatic plant material from East Taihu Lake[J].Journal of Lake Sciences,2001,13(4):331-336.

[21] 左倬,胡偉,朱雪誕,等.不同季節(jié)表流濕地對微污染原水的凈化效果分析[J].人民長江,2013,44(19):91-95. ZUO Z,HU W,ZHU X D,et al.Analysis on purifying effect of micro-polluted raw water by surface flow wetland in different seasons[J].Yangtze River,2013,44(19):91-95. ?

Application study on ecological purification and water quality maintenance processes of landscape water

DING Yixuan1, LI Xing1, YANG Yanling1, WANG Nan1, LIU Yongwang2,3, ZHAO Li3

1.Institute of Architectural Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China 2.College of Environment and Energy Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China 3.China Architecture Design and Research Institute Company, Beijing 100044, China

This study investigated the effect of physicochemical technology (oxygen filling, filtration) and ecological technology (aquatic plant pond, ecological oxidation pond, surface flow wetland) on landscape water purification and maintenance, compared the characteristics of different purification processes and evaluated the purification effects of various process units, based on the actual ecological purification engineering of the water quality maintenance of landscape water. The results demonstrated that the aerationfiltration, aquatic plant pond, ecological oxidation pond and surface flow wetland all had obvious water purification effects, the aerationfiltration unit had the best turbidity removal effect while the surface flow wetland, ecological oxidation pond and aquatic plant pond had the better removal effects on the organic pollutants and nutrients; the seasonality and water temperature had significant impact on the purification efficiency. Comparing different ecological purification processes, it was indicated that the aerationfiltration - aquatic plant pond - surface flow wetland had better removal effects on turbidity while the aerationfiltration - ecological oxidation pond - surface flow wetland had better removal effects on the organic pollutants and nutrients. During the time of stable operation, the average removal rates of turbidity, CODMn, chlorophyll-a, TN, TP of the two sets of ecological purification processes were 43.14% and 35.45%, 24.77% and 27.77%, 17.72% and 24.06%, 29.94% and 36.65%, 22.63% and 33.60%, respectively.

landscape water; artificial purification; ecological purification; water quality maintenance; engineering application

2017-03-30

國家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAJ02B02)

丁一軒(1992—)，男，碩士研究生，主要從事景觀水維護(hù)保障技術(shù)研究，dyxbjut@163.com

*責(zé)任作者：李星(1963—)，男，研究員，博士，主要從事水污染控制技術(shù)研究，lixing@bjut.edu.cn

X703

1674-991X(2017)04-0442-09

10.3969/j.issn.1674-991X.2017.04.060

丁一軒，李星，楊艷玲,等.景觀水體的生態(tài)凈化與水質(zhì)維護(hù)工藝應(yīng)用研究[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào),2017,7(4):442-450.

DING Y X, LI X,YANG Y L, et al.Application study on ecological purification and water quality maintenance processes of landscape water[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2017,7(4):442-450.