主动式人工浮岛技术治理污染水体【4篇】

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水的净化范文【第一篇】

关键词：净化供水 钙硬 浓缩 恶化

Stable Water Treatment Center Purify the Research and Application of Water Quality

Wang-Ya-mei Hao-Li-mei Pang-De-qi

（Power plant）

Abstract: From the purification of water supply problems, with the water treatment centre in the stable operation of the key technology and the water treatment centre operates on a low consumption of water supply to ensure security and stability.

Key Words: Clean water supply Calcium hard Concentrated Worsening

0 前言

唐钢水处理中心的建成投运，实现了关停唐钢南区全部深井、废水零排放。这一工程已经成为全国冶金行业节水的典范。水处理中心投运一年来，为了降低成本，节约水耗，追求各系统高浓缩倍率，导致水处理中心废水原水不断浓缩，导致水处理中心净化供水水质不断恶化，各循环水系统外排量增大、循环率下降，净化外供水增大等一系列问题。针对这一现状，我们迅速成立攻关小组，研究解决方案，最终确定采取向部分循环水系统补充RO水，制定净供水钙硬指标。这一方案实施一个月后，问题就基本解决了。

1 水处理中心现状调查

积极响应国家节能减排号召，水处理中心建成投运后，关停了全部深井，实现了废水零排放，市政中水作为工业用水的唯一水源。在这一基础上，为了进一步降低成本，各循环水系统追求高浓缩倍率运行，致使水处理中心废水原水不断浓缩，盐分逐步累计，最终导致净化供水水质钙硬超标，其钙硬已经高于400mg/l,而净化供水的钙硬指标为低于300mg/l。

我们对2010年1月-12月净供水钙硬进行了统计汇总\\，详见表1。

通过表1我们可以明显看出自2010年10月份，净化供水钙硬明显增加，同时，各循环子系统钙硬也普遍偏高，为满足生产需要，各循环水系统只能通过溢流并大量补充净化水来控制钙硬。

2 确立目标

从长远发展角度考虑并且综合水处理中心现状，暂定控制净化供水钙硬指标低于300mg/l，而当前净化供水钙硬已经超过400mg/l，也就是说我们要至少降100mg/l。那么稳定水处理中心净化供水钙硬低于300mg/l,就是我们的目标。

3 筛选方案

目标值有了，如何快速实现目标，并能长期稳定该目标值运行？这就摆在我们面前一个难题，时间很紧迫，我们马上成立公关小组，讨论出三套方案，具体如下：

1）由原来的石灰软化法改为采用石灰-纯碱（Na2CO3）软化法。其反应如下：

Ca2+＋Na2CO3＝CaCO3＋2Na+

Mg2+＋Na2CO3＝MgCO3＋2Na+

MgCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3＋Mg(OH)2

此法优点是起效快，缺点是会给整个水系统增加药剂负担，系统恶化从而走向另一种极端，且成本高，仅纯碱消耗费用达万元/月。

2）用水处理中心RO出水直接补充进水处理中心净供水池。但是目前有部分水系统存在串水、漏水现象，这一方案势必造成RO水的浪费，并且，水处理中心没有RO出水至净供水池的管网，还要布置管道，需要一定工期。

3）对那些不串水的水系统的子系统进行RO水勾兑，即勾兑软水，此方法可快速提高对应水系统水质，并且运行一段时间后也会提高净供水水质指标，是个治标治本的好办法。

综合三套方案的利弊，作出采用第三套方案的决定。

4 方案实施

通过分析影响净化供水水质的因素，确定要因。

影响因素分别为：原水水质不稳；排泥周期不合理；药物投加不合理；废水原水硬度高；加药设备坏或堵；温度变化；无净化供水钙硬指标。

总结要因为两点：1、药物投加不合理；2、废水原水硬度高。

针对要因确定实施方案，1、通过进行100多次不同的石灰、酰胺、聚合物等投加试验，优选出最佳投药量。2、对部分系统勾兑软水试运行一个月，经供水水质得到有效控制。

5 效果验证

方案实施后，净供水供水量大幅降低；净供水钙硬得到有效控制；节约化药费用可观，取得了良好的经济效益。

净供水供水量大幅降低

我们对改造方案实施前后的净供水日供水量进行比对，改造前净供水日供水量为58500立，改造后净供水日供水量为45000立，日节约净供水供水量13500立，年节约净供水消耗费用如下：

年节约净供水费用=日节约净供水补水量×365×元/立

=13500×365×

≈万元

净供水钙硬得到有效控制

方案实施后我们以旬为单位，对水处理中心2011年1-3月净化供水钙硬进行汇总、统计，详见表2。

通过看表2、图2，不难看出净供水钙硬明显回落，并且已经稳定在300mg/l以下。这就说明我们采取的措施是正确的。

节约化药费用可观

该方案的选定实施，仅纯碱消耗年可节约费用高达万元。

纯碱用量估算： [Na2CO3]＝53／ε1H永＋βmg/l

式中：[Na2CO3] ――纯碱投加量，mg/l；

H永 ：原水永硬，（1/2 [Ca2+]+ 1/2 [Mg2+]计）mmol/l，实验计算得3；

β ：一般取 mmol/l，取；

53 ：1/2 Na2CO3摩尔质量，g/mol；

ε1：工业纯碱纯度，%，取92%；

[Na2CO3]= 53／＋=/l

废水以3000m3/h计，纯碱价格按3300元/吨计

则则纯碱年花费为：

（×10-9吨/升×3000×103升/小时）×3300元/吨×24×365=元

年节约直接经济效益 = 年节约净供水费用 + 纯碱年花费为

= 万元 + 万元=万元

7 结语

水的净化范文【第二篇】

关键词水质；保持；净化；居住区；自净

1、引言

甘甜的泉水，潺潺的小溪，奔流的江河，广袤的湖泊，恬静的池塘，无垠的大海，清晨的露水，地下的井水，飞流直下的瀑布……水是人类的生命本源，但凡水，对人们总有与生俱来的吸引力。尼罗河水曾经孕育着灿烂的古埃及文明，幼发拉底河的荣枯消长关系着巴比伦王国的盛衰兴亡，地中海的自然环境是古希腊、罗马文化的摇篮，长江与黄河，滋润了厚重的中原文化和楚文化。古今中外，水景已成为园林设计中最为灵动而富有魅力的元素之一。通过水景的塑造，传递着设计师对大自然的敬畏，观者对于时空变化的冥想。在越来越多的设计中，围绕中心水池，辅以溪涧瀑布，配合亭台楼阁、花草树木的布局给人以“小桥流水人家”、“疏影横斜水清浅”、“鱼戏莲叶间”等绝佳的意境。

2、居住区水景

处在居住区的水景，常常是为了满足人们亲水的欲望而设置的。因此，在水质、驳岸、水生植物、水中喷泉、雕塑小品、水边建筑等等水景的各种要素中，水质是首当其冲的。水质的好坏直接会影响水景的美观，也最易为大众所判断，水质是否清澈不仅关乎着设计的成败，也反映着管理者的水平和责任心。

3、居住区水景水质存在的问题

要了解水质保持与净化的方法，首先要关注的是水污染的起因。居住区水体流动性差，水浅，自净能力弱，抗干扰能力低，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，乃至富营养化是水污染的主要原因。

水体自净能力差

当水面积超过1000m2、水深达到时，才能通过自净来防止水体腐败变质。（陈激和陈红英，2005）。而出于安全以及成本上的考虑，一般居住区水池的水深很少超过1m。加上土地成本较高，水景的造价也往往较高，为了节约成本不得不缩小水面积和深度。此外，考虑到我国北方地区许多城市缺水的现状，不宜大面积铸造水景。因此，城市居住区里很少建造大规模的水体，而是选择一些小型人工水池甚至是点缀性的水景景观。这些水池相对封闭，缺乏生物的多样性。池底往往采用硬质衬底，而不是由自然的泥土衬底，无法与地下水进行交换。有些人造水景是建在地势低洼的地方，各种有机物（如部分生活废水、植物营养液）都流入其中，长此以往，如果缺乏相应的技术管理手段，水体便会恶化，变臭变黑、滋生蚊蝇。

昂贵的维护成本

相当多的人造水景与外界自然水系不沟通，随着蒸发消耗水量，水量需要不断地被补充。加上日常维护，费用很大。有的居住小区设计时未充分融入生态的发展观，仅仅采用机械循环设计以保持水质的清洁，水资源浪费严重，运行陈本增加。有的小区已力不从心，水景常年处于枯水阶段，变成“石板旱溪”，基本失去了设计水景的意义，也损害了业主的利益。

4、居住区水景水质净化与保持的方法

水质净化的处理方法按照时间先后可以分为设计时预防和污染后解决两个阶段。

设计有利于水质净化的景观

在设计之初就充分预见污染的可能性，将水质污染的概率降到最低，是作为一名景观设计师的重要责任。

增加水景的流速、流量

俗话说：流水不腐，户枢不蠹。

自然界没有静止的水，即使是自然界不流动的水体，也并不是静止的。它因风吹而漪、波涛，因降雨而得到补充，因蒸发、渗透而减少、枯干，因各种动植物、微生物的参与而污染、净化，无时不在进行生态的循环。

水的自净能力来源于水体中的含氧量，流动的水体能够增加含氧量，促进水中的有机污染物分解。当水在流动的时候，本身也意味着污染物不富集。而水不流动时，水中的有机物质在蒸发和渗漏的作用下富集。水中的含氧量不仅得不到提高反而被水中的有机物质消耗而更低。含氧量的降低，反过来促进水中的厌氧性生物的增长。在这些因素的共同作用下，水中富含有机物，发酵、变质，最后变成一潭死水。

因此，设计时若选择流速相对较快、水量大的水景形式对于水质净化是极为有利的。比如人造瀑布（图），在平静水面中设置喷泉（图）等动态水体类型。

此外，适当加大水池的面积，加深局部水池的深度，可使水在温度的作用下进行微循环，增强水体的自净能力。

降低水循环成本的途径

（下转第472页）

（上接第470页）

污水经适当处理后，达到一定的水质指标，成为再生水。从经济的角度看，再生水的成本最低，从环保的角度看，污水再生利用有助于改善生态环境，实现水生态的良性循环。自然生态循环法使大量死水污水变成中水循环利用，减少水资源浪费。目前，西安新规规定城市水景观将优先使用再生水。

若对水景水质的要求较高，比如喷泉、可涉入戏水池等，与居民的接触较为频繁且直接，可以考虑将水循环与小区绿化给水相结合的方式，即更新水体用的补给水源仍采用自来水，而被替换的那部分水将用于绿化灌溉。通过这种方式维持水循环较为经济可取。

创造生物共生的生态系统

模仿自然水体的基本特征，塑造生态曲折的驳岸，富于变化，有起伏有曲折有缓急，并有与其相适应的生态群落。增加水体的孔隙，如池底放置卵石或不规则石块，草皮护坡，或隐藏式硬质驳岸，为生物、微生物提供栖息的场所。

借鉴自然水体的自净原理，模拟健康的水生生态系统，如生态基、人工湿地、人工浮岛等。

生态基是微生物生长的“温床”，将其投放水中吸附水体中的微生物，构成小型的生态系统。这些微生物将水中的富营养成分转化为水生动物的食物，减少了饲料的投喂量。生态基操作方便，成本低，无二次污染。

人工湿地是一种人工构建并维护的类似于沼泽的处理系统。废水流经湿地床时，大量的悬浮固体被填料和植物根系截留，其它污染物则通过生物膜的生物降解与植物的吸收等作用而被去除。

人工浮岛是一种象筏子的人工浮体，在上边栽培一些芦苇之类的水生植物，漂浮在水面。利用人工浮岛中的水生植物，吸收水体中氮、磷等营养物质，吸附、截留（藻类等）悬浮物，浮岛中的水生植物根基网络样的微生态小环境具有典型的活性生物膜功能，具有很强的净化水质能力。

此外，还可以结合坡岸植物配置，湖底植物配置，投放有益微生物及适当养殖水生动物等方式补充。

水体的流动和鱼类的养殖还能有效的减少蚊虫的滋生，营造舒适的生活环境。

物理化学方法

物理方法是最早使用的方法。法包括：引水换水、循环过滤、截污、疏浚底泥、增氧曝气和机械除藻等。目前用于景观水体水质保持的化学方法有混凝沉淀法、气浮法、投加杀藻剂等。

化学法虽然可以立竿见影地去除污染物、杀死藻类，使水质变清，且成本较低，但久而久之，水中污染物不断累积，易出现耐药的藻类，化学药剂的效能会逐渐下降，投药的间隔需逐渐缩短，而投药量也会越来越大，常需频繁更换药剂品种，对环境的二次污染会不断增加。

非生物的理化措施治理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。

5、小结

住宅小区景观水体水质保持是一个系统工程，必须全盘考虑、因地制宜、合理规划。无论是从污染水体的治理出发，还是新建一个景观水体，水体可接近性的关键是优良生境的可持续维持实施中需要根据实际情况对其进行选择、优化、组合，才能获得满意的处理效果。

参考文献

[1]陈激，陈红英。维持人造水景水质的措施[J].山西建筑，2005(7):142-143.

[2]余光，周亚玲，张燕，等。住宅小区景观水体水质保持技术[J].给排水设备，2010(5):49-51.

[3]刘颖。城市典型景观水体水质变化及调控研究[D].天津大学，2009.

水的净化范文【第三篇】

关键词：水生植物；城市污水；净化；研究

我国是一个水资源缺乏的国家，随着近年来我国工业化水平的不断提高，工业化进程中造成了严重的水资源污染，使得我国的水资源情况更加危险，加重了我国自然水生态系统的退化。我国目前水污染问题十分突出，水污染严重威胁着居民的饮水安全和身体健康，同时，水污染也影响我国农业灌溉、工业使用过程中的可持续发展。面对水污染严重这一问题，利用水生植物对城市污水进行净化是一项新型的生态工程技术，利用水生植物净化污水具有成本低，效果好，并可持续进行的方法，水生植物净化城市污水为我国日益严重的水资源修复提出了一个良好的途径，是我们今后研究的方向。

1 水生植物对污水净化的研究

水生植物是指那些生活在水中的植物。水生植物对污染物的净化包括具有降解、吸附、吸收和富集4个环节。有的有机污染物在水生植物的净化作用下可以降解成无毒的化合物，直到降解成为二氧化碳和水。但是，面对那些不易被降解的污染物，可以通过植物表面吸附或者被植物富集于体内，将富集大量污染物的水生植物从水体中移除，实现净化的效果。

重金属的净化

水生植物的种类有差异性，因此，不同的水生植物金属的净化能力不同，植物根部是富集重金属的重要部位，水葫芦、黑藻和浮萍中，水葫芦的富集作用最为明显，黑藻和浮萍次之。同时，不同的水生植物对不同重金属的富集作用不同，水葫芦和黑藻对铜的富集性较大，但是，对锌的富集性较小；浮萍则是对锌的富集性很强，但是对镉的富集性则较小。

对在富营养化水体中氮，磷的净化

城市人工湿地是新型的污水处理技术，具有处理效果好，管理方便，美化环境的优点，人工湿地的植物在去除城市污水中的氮、磷发挥着重要作用。城市湿地中的水生植物通过自身组织吸收可以实现去除污水中的氮、磷的功能，同时，人工湿地中的水生植物根部释放的氧气，可以使根部地区出现好氧、缺氧和厌氧区域，有利于氮的转化和去除。我国是一个南北方差异较大的国家，不同的植物对氮、磷的去除效果不同，千屈菜、水葱和香蒲SRP和TP去除性能较好，其中芦苇、香蒲和水葱TN去除性能凸显，在我国北方中可以选择水葱、芦苇和香蒲作为去除磷、氮的水生植物。

2 水生植物净化应用中存在的问题及其解决措施

利用不同习性的水生植物进行净化处理

很多水生植物在夏季和秋季处于生长旺盛期，在水生植物的生长旺盛期往往具有较高的净化作用。相反，在深秋和冬季，水生植物往往出于生命活动较低的状态，这个时期水生植物的净化功能不明显。但是，和这些水生植物相比，有很多耐寒水生植物相反，在冬季具有较强的净化水资源的作用，因此，要想对水资源进行科学的净化，就要根据不同习性的水生植物进行污水处理。

不同水生植物对不同的污染物吸收不同

不同的水生植物对污水中不同的污染物净化率往往是不同的，因此，要想实现污水净化的最大化处理，需要根据各地区以及污水的情况合理搭配水生植物，做到水生植物在净化功能上优势互补，促进自然循环的目标。

水生植物的后续管理不完善

水生植物的净化共组中存在着一系列不完善方面，水生植物的残体从水中打捞出来没有合理进行处理，往往是大面积的堆积，这些水生植物的残体当发生腐败时，会造成二次污染。因此，在进行水生植物净化水资源时，要及时清理水生植物的残体，进行有效管理，这也是进行水资源保护的重要举措。

3 结语

水资源污染是我们不得不面的一个问题，水资源污染对于人们的生活水平以及农业和工业的正常发展都起到了一定的限制作用，因此，加强水资源的净化是我国现在必须进行的问题。利用水生植物进行污水的处理具有投入低，美化环境，效益好的特点，水生植物对城市污水净化是一项新兴的生态工程技术，要积极使用。同时，也要对其中存在的问题引起高度的注意，并且采取有效措施进行管理，真正实现水生植物为城市污水净化真正发挥自身的优势。

参考文献

1 黄亮，吴乃成，唐涛，黎道丰，蔡庆华。水生植物对富营养化水系统中氮、磷的富集与转移[J].中国环境科学，2010（S1）

水的净化范文【第四篇】

关键词：多级净化；沉淀；生物净化；景观水

中图分类号：X 703文献标识码：A文章编号：10095500(2014)03002407

基金项目：北京市丰台区科技项目“景观水生态处理技术及其在园林中的应用研究”资助

随着人们对生活环境需求的日益增高，景观水逐渐成为生活中的重要元素。景观水遍布于公园、居民区、校园、企业园区等，因此，其水质与景观效果的优劣也一定程度影响着人们的生活品质。景观水受到的外源污染源包括直接污染、水源、落叶尘土、底泥和滋生青苔等\[1\]，虽然其发生严重污染的概率较低，但因其水量小，不具有完善的生态系统，抵御外界干扰能力差\[2,3\]。目前，由于维护管理的落后，景观水水体常常处于不断恶化状态\[4,5\]，加之蒸发作用，换水以及补水是园林景观水常采用的维护管理措施\[6-8\]，而水源多来自地下水\[8-10\]，加重了地下水资源的消耗。而以景观水为主的园林景观的维护重点也在夏季，我国北方地区恰逢夏季多雨，可提供充足的水资源，因此，将道路雨水径流用于景观水及周围绿地灌溉能够有效解决常规景观水补水问题，保护地下水资源。然而，道路雨水径流往往污染超标\[11-13\]，在用于景观水之前要必须采取净化。

净化工艺中，沉淀是解决泥沙与悬浮物的最适用方法，沉淀池具有易于建造、工艺成熟稳定、使用寿命长、可靠性高且沉淀效率好的特点。沉淀是利用水力停留时间沉淀受污水体内颗粒物的主要方法，是解决泥沙与悬浮物的适用方法之一。当水力停留时间达到12 h时，能够去除≥ mm颗粒，去除率大于70%\[14,15\]。而植物净化是一种模拟自然湿地的生物净化系统，其通过基质（填料）、植物和微生物三者的协同作用实现对污废水的高效净化作用\[16\]，还具有一定的景观生态功能\[17\]。水生植物对水质的净化作用已经有了广泛的研究\[18-21\]，水生植物在美化水体景观、净化水质、维持水体营养平衡方面具有显著功效。研究结果表明，生物净化对COD的去除率可达80%以上\[22\]，对N的去除率可达60%，对P的去除率可达90%以上\[23-25\]。因此，具有出水水质优，净化功能全面，兼具生态效益和环境效益的特点。

在实际应用中，研究沉淀与生物净化相结合的净化模式就具有了一定现实意义。以已经修建的多级沉淀与生物净化相结合的净化系统为研究对象，探讨了其净化路面雨水用于景观水补水和灌溉用水的室外实例，研究其净化水质特征以及多级净化的相互作用关系，分析其净化效果。

1材料和方法

处理设施

试验是依据原处理设施正常运行状态下的实物基地，设施位于北京市六环高速公路边某企业园区，园区内修建了4个串联的硬化池塘承接六环高速公路的雨水径流，通过4个池塘净化后的雨水由水泵作用，排入园区内其他两处景观水湖作为用户补水以及绿地灌溉用水。4个池塘的布局及连接方式见图1，水流顺序依次为ABCD。

图1多级净化池布局

diagram of multistage purification pools

4个串联水池呈方形，边长10 m，水深 m，全部采用防渗硬化处理，在每相邻的两个池塘底部通过两根平行于地面、直径300 mm的水管相连通，两根水管为上下布置，分别设置于水深 m及1 m处。按水流顺序标为A、B、C、D池。4个池塘按照连通器原理构成了一个4级沉淀池，同时原设施A池稀疏地混合种植了芦苇（Phragmites australis）与香蒲(Typha angustifilia)，B、C、D池则密布睡莲(Nymphaea)，平均种植密度株/m2，4个池塘构成了多级沉淀与多级生物净化相结合的净化系统。

当发生降水事件后，由六环高速路汇集的雨水径流首先进入A池，当水位超过连通水管所在高度后，自流进入B池，然后，依此逐步流入C、D池，待降水结束后，最终成为静止状态。在此过程中，雨水径流逐级流入AD池发挥多级沉淀作用，降水停止，待水体稳定后，沉淀作用还将持续发生，而生物净化也开始发挥作用。

研究方法

试验于2012年8~10月进行，采样在发生降水强度>20 mm，且雨前干燥期≥7 d的降水后实施，试验期间共采集水样3次，分别为8月3日，9月27日，10月18日。每个水池以随机的形式在不同深度以及不同位点采3次水样作为重复，采集1次水样的体积为300 mL，储存于聚乙烯瓶中，并于当日测定其各项水质指标。

指标与方法

采样后立即测定pH、COD、TN、NH4+N、NO2-N、TP，测定项目和方法见表1。

表1水质测试项目及方法

Table 1Index and methods for water quality test

序号 测定项目 测定方法

1 化学需氧量COD 重铬酸盐法

2 总氮TN 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法

3 氨氮NH4+N 纳氏试剂比色法

4 亚硝酸盐氮NO2-N 分光光度法

5 总磷TP 钼酸铵分光光度法

6 pH pH计

2结果与分析

pH的稳定有利于各种净化方式发挥最大效应。3次测定时间pH均保持接近中性偏碱的环境，其中，10月pH整体偏碱，但始终在~（图2），为植物与微生物的联合生物净化环节提供适宜的pH。

稳定pH条件首先能够稳定水体内各种污染物质的形态，保证了植物与微生物的正常吸收和利用，其次保证水生植物和微生物的正常活动，保持生物净化的高效性。试验中水体略偏碱性，这与植物、藻类的光合

图2pH变化趋势

of pH

作用有关\[26\]。氮类物质尤其易受到pH影响，当pH为~时，氨的挥发增强\[27\]，此时氨挥发将是重要的除氮途径。同时，硝化作用也需要~的适宜的pH\[26,28,29\]，因此，试验中的水体皆适合硝化作用的进行。

4个净化池塘的COD总体上呈较为明显降低趋势，由A池至D池呈现逐渐降低的趋势（图3），D池的水质能够达到地表水环境质量标准Ⅱ类并窭嗨质标准。整个多级净化系统平均总去除率为%，每次样品呈现的逐级去除率变化趋势不尽相似，但整个系统净化效率较高，保证了水质总体较优。

图3COD变化趋势及逐级去除率

and stepwise removal rate of COD

COD是水体中有机物含量的反应，立交桥雨水径流水质的COD与悬浮物具有较强的相关性，相关系数达到\[30\]。因此，A池对COD的净化主要表现在沉淀作用，8月的测试COD起始浓度最高，B池的去除率较其他两组更高，9与10月的变化趋势相似，各级逐级去除率的变化趋势相似。以含悬浮物为主的路面雨水径流中，沉淀是主要的净化作用，悬浮物污染较轻的径流中，沉淀亦发挥作用，但此时植物净化作用是一种更可靠的净化方式。在本次测试中，B、C、D池主要表现在沉淀与生物净化的联合作用，睡莲等水生植物的根系为微生物的着生提供了条件，有利于形成生物膜，而微生物的COD的净化主要源于微生物的好氧降解过程\[31\]，成为微生物的碳源。同时植物根系对水体中的有机物也有吸收作用，此外，B、C、D池也依然存在一定的沉淀功能，这些因素都为高效去除COD提供了条件。

氮

平均总氮去除率达%（图4）。D池的水质能够达到地表水环境质量标准Ⅱ类并窭嗨质标准。逐级去除率中，8、9月随着水质逐渐清洁，逐级去除率均表现为逐级降低。10月的各级去除率较相同，但总体去除率较为理想。

图4TN变化趋势及逐级去除率

and stepwise removal rate of TN

总氮的去除方式主要有氨挥发、硝化反应以及植物吸收\[27\]。氨挥发主要由水的pH决定，在接近中性情况下，氨挥发并不能成为水体除氮的主要途径\[32\]，因此，硝化反应和植物吸收同化作用将是除氮的主要途径，而这两种渠道均是在微生物与植物共同作用下完成，温度将是影响各级除氮效率的重要因素。10月中旬取样时，气温较8、9月低，因此，推测将影响B池的净化效率，使更多的净化负荷转移至C、D池，这也是10月各级去除率较为接近的原因。同时温度变化的影响也表明，TN的净化对沉淀的依赖并不强，生物净化的作用更加明显。温度较高的8、9月TN在C池已基本除净。

+N

在3次试验中NH4+N具有差异较大的起始浓度，但是各组总体呈现较显著的降低趋势，NH4+N平均总去除率%（图5）。除9月C池出现氨氮浓度上升的情况，其他情况下均具有有效的逐级去除率。各组D池水质接近地表水环境质量标准Ⅰ类水质标准。起始浓度较高时对应较高的去除率，最终都达到相接近的优良水质标准。

铵态氮是植物能够直接利用的氮的形式之一，因此植物吸收是去除铵态氮的途径，同时氨气的挥发也是氨氮去除的途径。由于植物的光合作用，植物根系的含氧量高，氧气与COD为参与硝化作用的微生物提供了适宜的反应条件，使铵态氮向硝态氮转化\[33\]，以上因素均是氨氮降低的原因。9月出现NH4+N在C池升高的情况，首先9月氨氮含量本身较低，其次推测

图5NH4+N变化趋势及逐级去除率

and stepwise removal rate of NH4+N

C池可能局部呈现厌氧状况，发生了反硝化作用。另外，路面雨水径流中存在来自于机动车尾气和轮胎的Pb、Zn等重金属，研究发现，金属离子可致处理水中的NH4+N增加\[34\]。同时，由于NH4+N与悬浮物和COD具有较显著的相关性\[30,35\]，因此，试验的系统的沉淀作用也对氨氮的去除具有贡献作用，8、10月的逐级去除率基本相同，表明生物作用去除氨氮较沉淀作用更好。

作为水体中氮素的中间产物，亚硝酸盐氮具有与总氮相似的稳定的下降趋势，总体去除率%，各级去除率整体表现为C池与A池略高，D池略低（图6）。

图6NO2-N变化趋势及逐级去除率

and stepwise removal rate of NO2-N

亚硝酸氮盐是硝化作用与反硝化作用的中间产物，其含量反映了水体中氮的转化情况。亚硝酸盐氮的降低与总氮的趋势一致，表明水体内几种除氮环节的有效性，水体氮含量总体下降。逐级去除率表明，在C池中NO2-N基本除净，B池、C池是发生NO2-N转化的主要场所。在亚硝化细菌的作用下NH4+N转化为NO2-N达到除氨氮的作用，硝化作用产生硝酸盐氮NO3-N的在植物的吸收作用下去除，使水体的总氮得以降低。总氮和亚硝酸盐氮的逐级去除率表明，亚硝酸盐氮无积累现象，硝化作用进行顺利，水生植物在吸收氮素用于自身生长外也通过光合作用为水体营造了良好的富氧环境，得以保证水体氮的顺利去除。此外，9月C池一部分亚硝酸盐氮可能参与了反硝化作用，导致氨氮浓度的增高。

水体总磷TP具有稳定的降低趋势，总磷平均去除率为%。8月B、C池内总磷基本被除净，9、10月B池的去除率较C、D池高，总体去除效果理想（图7）。C池的水质就已经达到地表水环境质量标准Ⅱ类水质标准。

图7TP变化趋势及逐级去除率

and stepwise removal rate of TP

在此多级净化系统中，水体磷的去除具备沉淀与生物去除多种形式。研究表明，路面径流雨水的SS（悬浮物）与TP具有良好的线性相关性\[35\]，并且，路面雨水径流中TP的颗粒吸附态污染占路面径流的%\[36\]，因此，沉淀作用是去除TP的重要途径之一，虽然A池水生植物较少，但3组数据仍表现为第1级总磷去除率较为稳定且高效。总磷去除的第2个途径为溶解性磷的植物吸附作用，磷与氮同样作为植物吸收同化的重要养分。一方面，植物表面为聚磷菌等微生物的附着提供了条件，植物与微生物的共同作用，在此多级净化系统中的后期净化中起着重要作用，得以去除颗粒性磷之余的TP，保证了水体较高的的TP去除率，这种特性在立交桥道路雨水径流水质及污染特征变化较大的情况下更为适用，因此，无论各级的去除率如何分配，依然能够保证TP的去除率。

3讨论与结论

讨论

试验研究的多级沉淀与生物净化相结合的净化工艺对以路面雨水径流为主的水体具备一定的净化作用，各类污染净化去除率%~%，与其他有关沉淀或生物净化的研究结果相同\[22,26,27,31,32\]。主要的有机污染、氮污染和磷污染皆能够得到有效的净化，使水质从污染状态达到较优的Ⅱ类水质标准。

试验研究的净化系统中的沉淀主要以沉降颗粒污染物为主\[37\]，而雨水径流中的颗粒物往往是各类污染的吸附体\[38\]，因此，针对颗粒物的净化也有助于改善整体的水质。这也是净化B池的各项污染指标相对A池都有显著的降低。而此时净化系统中的水生植物对净化的贡献一方面为自身吸收污染物质用于自身营养，另一方面其网状根系为微生物提供了着生条件，为形成生物膜提供条件，进一步提高了系统净化的效率。这为去除沉淀作用之外的有机污染、富营养污染提供了条件。此外，A池首先沉淀了雨水径流中的大量颗粒物，减少了大量污染物，保障了B，C和D池植物和微生物的正常生长，使生物净化效果得以保持，实现了沉淀与生物净化合理、稳定、高效的结合方法。在净化系统中，沉淀应被视为主要措施，因为其具有稳定、受环境扰动小的特点，而传统生物净化范围广、净化彻底，可作为沉淀作用之后必要的高效补充。通过试验证明，在常规季节条件下，二者的结合是一种净化效果优良、实效性好的净化方式，同时其组合具有实现难度低、管理维护容易、具备一定景观效果的优点。

同一指标不同采样月份的各级去除率具有一定的差异，但最终去除率却呈现高效和稳定的特点。这与不同路面径流污染特点，以及不同降水特征有关。具体表现为，在降水强度更大，单位时间径流量更大的情况下，A池水体流动性也就越强，水力停留时间减小，沉淀效果降低，依此B、C、D池也将涌入更多的污染，造成多样的水质变化趋势。而最终水质均达到有效改善，证明了四级净化能够抵御一般情况下的水质变化并保持系统运行效果的稳定；其次，试验中，C池NO2-N出现了净化效率放缓的现象，可能由于C池内存在局部缺氧条件，因此，发生了一定程度的反硝化作用。在种植水生植物时，应当注意合理的种植密度以及分散程度，以避免造成密集的枝叶阻碍水气的交换以及过度的植物好氧。

结论

（1）多级沉淀与生物净化相结合的净化模式具理想的去除率。COD、TN、NH4+N、NO2-N和TP各污染指标平均总去除率分别为%、%、%、%和%，去除效率高。

（2）净化出水水质清洁。经最后一级净化后的D池的水质基本达到地表环境水质量标准Ⅱ类以上水质标准，其中，总氮TN与亚硝酸氮NO2-N在C池时水质已可作为景观水及绿地灌溉的水源。

（3）A、B池对TP具较高的去除效果，C、D池对COD、N类污染具有主要的去除效果。A、B池主要针对以沉淀为主的污染物，C、D池主要针对以生物净化和吸附为主的污染物。

（4）沉淀作用与生物净化作用表现并不独立，具有相互作用，共同去污的特点。沉淀快速降低重度污染，为后续生物净化维护较稳定的条件，而生物净化则达到更彻底的净化效果。

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JIAO Jian1,HUA Weiyun2 ,QIN Fuyun3,SU Derong1,SONG Guilong1

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Preparatory Office of the 9th China International Garden EXPO,Beijing 100070,China；

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Landscape and Forestry,Beijing 100072,China）