北京市植物园景观水生物修复技术与工艺

宋拥军   李文海   刘 挺   薛 明

（北京市植物园 100093）

摘要：生物修复技术在富营养化景观水体中有其独特的应用价值，本文以北京市植物园景观水体的生态修复工程为例，介绍了使用生物填料处理景观水体的新技术，该种生态修复技术具有易于操作、成本低、无二次污染等优点,在住宅小区的人工湖、园林池塘等封闭或半封闭的景观水体修复方面，具有良好的推广应用前景。

关键字：景观水体；生物填料；生物修复

1 前　言

    城区景观水体是城市人居环境中重要的组成部分，但由于多数设计为静止或流动性差的缓流水体，水体的自净能力弱，容易成为居民生活污水、雨水和垃圾的受纳体，导致不同程度的污染，最终导致水体富营养化。

    许多景观用水存在着不同程度的污染，严重影响了周围的自然环境和居民的人居环境。如何处理被污染的城区景观水体，引起了人们的极大关注和兴趣。就水污染的共性而言,景观水污染控制可采用多种城市污水治理技术,但由于景观水多为微污染,具有发生期短、流动性极差、且美学要求高等特点,因而不能直接使用城市污水处理技术来治理和控制^[1，2]。

    非生物的理化措施在被污染的景观水体有许多成功的范例，但忽视了水生生态系统中生物之间的相互作用,虽然效果短期内明显，但修复过程常常反复，费用升高，可以说是治标不治本；而生态修复技术利用生态学观点，从生态系统的整体优化出发，逐步修复受损的生态系统、提高水体自净能力，改善水体环境质量，并建立良好、健康的水生生态系统^[3，4，5]。

2 项目概况

  北京市植物园位于北京西郊香山脚下，以展示我国东北、西北、华北地区植物资源为主，兼顾部分华中、华南亚热带观赏植物。自1956年开始建园，已建成开放园林绿地200hm2，栽培各类植物5000余种、50余万株。北京市植物园还承担着收集展示植物材料、保护植物资源、进行植物科学研究、普及植物科学知识、推广新优植物品种的重要任务，是一座集科研、科普、游览、植物种植资源保护和植物开发为一体的大型综合性植物园。

    植物园水系主要由人工湖、溪流以及周边水潭等构成。人工湖主要包括东区和西区两部分，东区水体主要包括绚秋苑东北方向槭树蔷薇区和东南方向的汇水区延伸。总水面5.2hm²，总蓄水量为8万m³。西区利用原樱桃沟下游的调节池作为主要湖区，面积为1hm²，蓄水量为15000m³。它们之间通过溪流和水潭的形式连接起来。

    植物园长期以来的建设发展一直受水源不足的困挠。植物园水系的补水主要来自自然降水和人工补水，水体流动性差，导致水体水质下降和恶化。水质恶化主要是富营养化的产生，主要由于水中富集的N、P营养物质含量过高，此外，湖水长期处于静止不动的状态下，由于水体流态、大气复氧、微生物生态活动等方面不能满足水体自净的要求，水体本身发生异变，水质逐渐恶化。

    植物园景观水体的主要特点是水体悬浮物多，N，P营养物质含量高导致富营养化，流动性差导致水体溶解氧不足，除此之外，水体生态平衡被破坏，自净能力低，水体比较脆弱。因此，采用水体治理和生态修复相结合的方法解决植物园水环境问题是一条合理的思路。

3 设计水量和水质

3.1 工程概况

    一期工程与北京格润沃特生态环境技术有限公司合作,以植物园水体末端的荷花池作为治理目标，因为位于水体末端，荷花池水体几乎不流动，悬浮物多，水体浑浊，多处死角污浊不堪，陈积了大量漂浮物。初期水质设计治理水量为3000m³。

3.2 原水水质

 4 设计处理工艺流程。

5 工艺流程

  按照植物园原有景观设置，因地制宜，制定以上流程。

5.1 上端水池

    荷花池上端的一椭圆形水池，用高效生态基过滤墙将水池分为三段，前段作为调节池使用，主要用于调节来水的水量和水质的不均匀性，后两段将过滤后的水充分混合，跌水复氧后，流入荷花池。

5.2 高效生态基过滤墙

    高效生态基过滤墙由高效生物填料的材料制成，上端栓浮岛漂浮于水面，下端固定于水体底部。除具有防止短流和生物填料所具有的特性外，还可以对水体中的悬浮物进行一定的过滤作用。两片高效生态基过滤墙相距为1.5 m。

5.3 跌水

    上端水池和荷花池水面高差为1.2 m ，针对水体DO值较低的情况，对上端水池的出水进行跌水复氧。

5.4 高效生物填料

    高效生物填料能够为水体微生物群落的生长和繁殖提供巨大而适宜的附着表面。从而实现水体生态系统的修复和水体有机污染物的高效降解。生物填料制造完全使用生物惰性材料，利用生物工程化原理和精确设计的水生载体有选择性的建立丰富的微生物种群，从而为水生动物带来健康的食物和良好的生活环境、建立起“生态修复”的水生生物圈和平衡、稳定的生态水环境。

    根据植物园的水质条件，在保证处理效果又不影响景观效果的前提下，将生物填料合理分布于荷花池内，进行水体治理和生态修复。

5.5 荷花池末端

    荷花池末端设立2台潜水泵，一开一备，根据具体水质条件而使用。将末端的水抽往荷花池上端水池进行循环，提高了水体的流动性。也将水面部分漂浮物集中于后端进行集中打捞处理。

6 工程运行情况和治理后水质情况

6.1 工程运行情况

    本工程于2005年6月开始设计，2005年8月动工，2005年9月竣工并开始调试运行。

    通过2个多月的运行和监测，处理效果显著，运转稳定。其中在混合沉淀工艺中实际CODmm去除率为14-20 %，浊度去除率为80-84 %，氨氮去除率50-58 %。水体清澈见底，消除了死角污浊的情况。

6.2 治理后水质情况

  原水取自荷花池末端水体，治理后的水质情况见表2。

7 结语

    我们在探索景观水体治理的过程中得出以下结论:

7.1 通过工程调试和实践表明，植物园景观水体处理采用高效生物填料生态处理工艺是合理可行的；

7.2 本处理工艺原理简单，操作、管理方便，运行费用低。而且对整体景观效果几乎不造成影响；

7.3 高效生物填料完全采用惰性材料制成，不会造成二次污染；

7.4 对除氨氮、浊度等效果明显；而且有一定的自身复氧能力，大大节省了运行费用；

7.5 使用生物填料对景观水体进行生物修复的工艺，能够形成更加合理和稳定的生态群落，具有使用寿命长、维护简单、运行稳定、无二次污染等特点。能大大地节省人力物力。并更好的保证出水质量。

参考文献

［1］ 郭迎庆. 城市景观水体的污染控制和修复技术［J］.环境科学与技术，p148~150.

［2］ 金建祥. 生物修复技术在地表水污染处理中的应用［J］.宝鸡文理学报（自然科学版），p205~208.

［3］ 梁燕珍, 孙国萍, 岑英华,郭俊. 生物技术在微污染景观水处理中的应用［J］. 环境科学与技术 2005 年3 月, p88~89.

［4］ 蔡昌凤, 徐建平. 景观水微污染控制［J］ . 安徽工程科技学院报, 2003 年3月,p1~3.

［5］潘建良,李道棠等. 住宅小区人工湿地-景观水及其应用.住宅科技，2003，p10.