一.寫在前邊——從一個污水處理和人工濕地景觀的項目說起

    如何能夠達到建設、運行成本低，處理效果好的最佳污水處理組合方式——一直困擾著設計人員，不同的項目具有很大的差異，根據項目的實際情況選擇具有低投資、低運行成本、高處理效果，同時具有良好生態環境效果的污水處理方式是每個技術工程師的夢想。

    下面介紹的是我們承擔的一個北京軍區某部的項目。我們在項目規劃設計和實施中盡量選擇最佳的配合方式，達到多個方面的最優組合。希望能給大家開拓思路，在適合的項目上使用這樣的污水處理方式。

    之所以在這里提起，是因為這個項目已經不是單純的污水處理項目，可以看作是一個區域水資源的綜合規劃，它整合了水環境中污水治理、中水回用、濕地水系深度凈化、生態濕地景觀、濕地調蓄雨洪、生態水利工程等多個方面，系統雖然仍有很多需要改進的方面，但很有參考價值，而且是一個發展方向。

    這個項目通過合理規劃營區水環境、有效利用水資源，改善營區水環境和生態環境，為官兵營造自然、舒適、健康、優美的工作、居住、生活空間區域。規劃內容是：利用濕地處理區域內每天產生2500M3的污水（絕大部分是生活污水，有一小部分污水來自區域內的洗衣房、食品廠這類的小作坊），通過多級濕地處理技術，使出水水質達到中水回用標準，以處理后的水作為營區內的人工水系水源，并采用生態水質保持技術，維護水系的水質。

    這個項目的組成包括：

    一個10000M2的潛流式蘆葦濕地，利用潛流式濕地對污水進行處理，我們稱之為一級污水處理濕地；

    這個一級濕地的出水通過管線提升到區域內一個較高的位置（山溝），這個山溝的原本是行洪的通道；

    我們把山溝依據地勢做成8級平臺，每級平臺的面積有2000平米左右，它們構成濕地和湖的人工水系，并且兼具有行洪的功能；

    前4級平臺設計成表面流的濕地，進一步去除中水中的N、P等污染物，我們稱作二級濕地；

    后4級平臺則設計成生態的景觀湖；

    從這個湖中的水通過一條人工開挖的小溪蜿蜒流到工作區和生活區，改造原有的渠狀排洪溝，使之也具有生態的功能，最終匯入一個開敞的水面。

    之所以稱作“生態”的，是由于我們在景觀設計中應用了濕地技術作為基礎，采用了較多的水生植物水質保持、生態水系形態、比較好的“水系-環境物質交換通道”等設計思想，希望這個水系能夠依靠自身的能力維持水系的清潔并且自然發展。這個解決方案對于目前城市水系面臨的困境的解決有所啟示。

    二、城市水系的困境

    隨著社會發展，城市中不斷出現越來越多的人工景觀湖河，究其原因是人員需要水的特質：

    “能喚起人類天性中所深植之原始根源。”然而這些人工的水系普遍令人感到遺憾——沒有清澈見底、沒有綠色、沒有蜿蜒曲折的水的宜人感受，只有呆板生硬的線條、沒有生機的死氣沉沉和遇到惡劣天氣就會水藻爆發繼而水質變臭的煩惱…到了冬天則是裸露著冰冷的石灘或是混凝土的底層。

    這就是城市水系面臨的困境。

    這個困境究其根源其實在于沉積多年的固有思想——人們總是試圖駕馭水，而不是尊重和善待。

    三、從技術層面將困境的原因——水體富營養化

    如果單純從技術層面分析，城市河湖等水體惡化的主要原因：除人為向水體排污的原因外，主要是水體的富營養化，即水中的P、N等生物營養物質富集。

    從北京1998年開始出現水體嚴重的富營養化現象，2000年以來，水體富營養化開始普遍出現，表現為水體中藻類大量生長，水體呈綠色，透明度逐步降低，水質逐漸變壞。主要的河流湖泊爆發嚴重的水華現象。水華現象產生的原因就是由于水體中N、P等營養成分富集，在夏季強光照射下藻類爆發性生長，水中溶解氧被耗盡，水中各種生物處于缺氧環境而死亡，進一步腐敗變質，使水質惡化。

    水體中營養物質的富集通常來自納污、降雨過程的雨水帶入、降雨過程中產生地表徑流，使地面污染物排入水體、從河湖構成材料（石材、土壤）中釋放等途徑。

    根據藻類的經驗分子式C106H263O110N16P，我們可以推算出，水體每生成1g藻，需供給0.009g的磷和0.063g的氮。藻類的繁殖量與外界輸入的P與N濃度值成正比。

    控制氮供給源，對富營養化水體來說，是非常困難的。從藻類經驗公式不難看出，藻類的生產量主要取決于水環境中磷的供應量，當水環境中磷的供應量充足時，藻類可以得到充分增殖，而且當磷的濃度超過藻類的直接需要時，磷便在藻類的細胞中儲存起來。

    四、組合拳——挑戰困境

    “態度決定一切”

    面對城市水系困境，最好的方式就是尊重水的天性——水系總和周邊環境有最密切的聯系，我們在建設一個人工水系的時候也要盡可能滿足這一點。

    面對水系的富營養化，很難用一種手段有效地而且經濟地解決問題，需要用一系列手段——也就是組合拳來控制。城市水系的建設者其實很有必要邀請專業人士來協助。

    需要水系“可持續”的基礎當然是需要有一個整體的水系規劃，這個規劃不僅需要考慮雨洪和景觀。大部分的物理、生化、生態的方法都應該納入規劃和設計考慮中，一個合適的組合方式可以得到一個經濟而且有效的解決方案。后面介紹一些常見的手段。

    五、景觀水體水處理技術介紹

    1.物理方式：

    除了直接引水換掉這個方法，通過強制循環加強水系的流動性是一個有效的途徑——流水不腐么，通常保持水系3cm/S的流速就能夠抑制藻類的泛濫；但代價是需要比較大的能耗，另外一個圓形的、方形的水系如果需要它循環也很麻煩。

    2.化學方法：投加殺菌滅藻劑

    敞開式的水體，在陽光的照射下，會使水中的藻類大量繁殖，布滿整個水面，不僅影響了水體的美觀，而且擋住了陽光，致使許多水下的植物無法進行光合作用，釋放氧氣，使水中的污染物質發生化學變化，導致水質惡化，發出難聞的惡臭，水也變成了黑色。

    投加化學滅藻劑，殺死藻類。不過久而久之，水中會出現耐藥的藻類，滅藻劑的效能會逐漸下降，投藥的間隔會越來越短，而投加的量會越來越多，滅藻劑的品種也要頻繁的更換，對環境的污染也在不斷地增加。

    3.微生物方法：投加微生物

    微生物在自然界大量而廣泛的存在，是生態系統的重要組成之一。它們能將自然界中的動、植物的尸體及殘骸分解，將一些有害的污染物質加以吸收和轉化，成為無毒害或毒害較小的物質。

    可以在景觀水水質惡化的時候，投加適當的適量的微生物（各類菌種），加速水中污染物的分解，起到水質凈化的作用。微生物的繁殖速度驚人，呈幾何級增長，每一次繁殖都或多或少的會產生一些變異品種，導致微生物處理水質能力下降，而且很難控制其數量，其生長又受環境的影響很大，例如溫度、氣壓等等。同時微生物的分解物，會造成藻類的大量繁殖，再次導致水質變壞。

    因此用微生物處理水質，必須定期進行微生物的篩選培育、保存、復壯等等一系列專業處理過程，而且不能保證水質狀況長期處于良好的狀態之中。

    4.生態水系——大型水生植物占優的草型清水狀態

    簡單地說，生態水處理就是在水域中人為地建立起一個生態系統，無需人類的外在干預，整個生態系統能適應外界環境對它的影響，處在原始的生態平衡狀態，和人類共生共存。

    水生植物是這個生態系統的基礎。水生植物中沉水和挺水植物的發展抑制浮游藻類，減弱了風浪強度和對湖底的沖刷，增強了水體的污染自凈能力，污染物質通過沉積、生物轉化、生物產品收獲等途徑離開水體，水體清澈，這種高度有序狀態稱為“大型水生植物占優的清水狀態”。

    “生態的”，看起來很美，不過這個生態的體系卻需要時間來慢慢成長、變得強壯起來，而且還要避免人的打擾。

    5.生態水系中的水生植物

    既然生態水系的基礎和核心是水生植物，我們在這里舉一些北京地區具體植物的例子，來說明為什么在水系中種植適合的植物可以自動維持水系的清潔，不再單純依靠循過過濾等物化方法，并且能夠循環往復、生生不息。

    北京地區的水生植物分為濕生（池邊）植物、挺水植物、浮葉植物、沉水植物、漂浮植物五個部分，共有51科、83屬、147種水生植物，可供北京地區庫濱帶、河道、河岸、濕地的生態恢復和水環境治理應用，可以根據河湖水質的成份有針對性地選擇種植水生植物。

來源：互聯網