混合絮凝法处理城市景观水研究

刘彦杰

摘要：在人们的生活环境中城市景观水的地位越来越高，然而城市景观水的污染也日益严重。因此对城市景观水体净化的研究是十分必要的。通过阅读大量的文献和资料，本文首先介绍了景观水的基本状况，其次对治理景观水现有的技术进行阐述。

关键词：混合絮凝;城市景观水;PAC;PAM

1. 景观水概述

1.1 城市景观水概述

根据查阅的资料与文献，城市景观水的定义很多，但最主要的是指有形态美学价值和经济效益的生态水体，是人类生活环境的重要组成部分[1]。城市景观水好比绿化一样都属于城市景观建设的一部分，目的在于提高人们的生活环境水平，不与自然脱离。

若按水源流动分类城市景观水可分为以下三类。分别是封闭型：这类水体的周围和底部为硬质构成，水深在0.3～0.8m间较浅。半封闭型：这类景观水体的周边是硬质与土泥混合的方式组合而成，水深在0.5～1.5m间较深。全开放型;其泊岸为土泥及石头混合而成，水深一般大于0.8m。有自净能力，可达一般景观水域要求。

1.2 城市景观水污染现状

由于城市景观水水体的特点容积较小、水流缓慢，因而导致水体的自净能力弱。加上外界不抗因素的污染，最大的外界污染来自于人类活动的日常产污排放。虽然环保问题日益被重视，但是人类对自然造成的环境污染仍然是巨大的。因此城市景观水体的污染状况并不乐观，城市景观水污染现状具体表现为四个方面：（1）水源劣质（2）水体外来杂质量大累积（3）水体富营养化（4）水生动植物养殖造成污染。

1.3 城市景观水水污染处理技术

研究结果表明国内外针对城市景观水的综合治理方法和技术一共被划分为四个主要的类型：物理法、物理化学法、生物化学法以及生态环境修复法。

物理法：（1）注水转化方式：当水体中悬浮物（如粉尘、泥沙）增多，水体浊度上升，可以使用注入及更换水源的方式来稀释和去除水体原有的杂质。（2）底泥疏浚：景观水水体底部的污泥含有大量的污染物质，这些污染物质导致水体水质变差。人们的日常工业与生活污水的汇入，使水体中的N、P及重金属含量升高，会导致水体中毒性污染。（3）循环过滤方式：最开始建立与修缮景观水体的同时，据景观水的实际情况构建过滤、循环系统便维护水体环境。

物理化学法：（1）混凝沉淀法是对水中的悬浮物和胶体杂质进行絮凝沉淀，达到去除杂质的目的。（2）加药气浮法：是将液相与液相分离、固相与液相分离的一种方法，其中加压容气是使用较多的气孚发。长期运作表明，该处理易操作和维护，可实现全自动控制，可除去小悬浮颗粒、藻类、固体杂质等物。（3）光催化降解法：将一定量的光敏半导体材料置于水中，再通过太阳能协助作用达到治理污水的目的。

生物化学法：借助水体中生物及微生物的生命活动，污染物与生物间产生化学反应，使污染物质发生降解、分离及转化，达到水质净化的目的。此技术又称之为生物- 生态水体修复技术，其中包括生物接触氧化、膜生物反应器、PBB法（即物理、生物、生化修复技术）和生物滤沟法。该方法被认为是人类在自然界进行自我修复和环境净化能力得到提升的一种表现，所以目前关于生物-自然水体修复技术的研究仅热不下。

生态处理修复法：（1）人工湿地技术：是人们模仿自然生态系统，构成一个简易微型的生态系统。利用人工生态系统的自我修复和净化功能，来达到水体净化的效果。（2）人工浮床技术：通过人工的设计改造，在水体上方建设一个微型生态系统。采用无土栽培技术，依附植物的吸收、吸附和挂膜作用达到去除水中杂质的效果。（3）水生植物修复技术：水生植物在水体中能够吸收一些化学元素（N、P等）。（4）水生动物修复技术：利用水生动物净化水质。如河蚌、田螺等对河泊富营养化具有较好的治理效果。

2 混合絮凝

2.1 PAM

聚丙烯酰胺即PAM是Polyacrylamide的缩写，俗称絮凝剂或凝聚剂，属于有机高分子絮凝剂。PAM的分子量150万-2000万之间，商品浓度大多控制在8 %左右，其水溶液为透明的粘稠液体，并无毒害性和危险性。其固体呈白色粉末状，易吸水受潮。有机高分子絮凝剂具有在颗粒间形成更大的絮体由此产生的巨大表面吸附作用。PAM热稳定性、絮凝性、粘合性、降阻性和增稠性为其使用特性，PAM在国内的使用频率较高。

2.2 PAC

聚合氯化铝即PAC是Polyaluminium Chloride的缩写，属于无机混凝剂。PAC固态的颜色分为无色和浅黄色两种，呈现出树脂状态。其液态的颜色也为无色和浅黄色两种液态。优点在于其腐蚀性较小、操作简易及处理水中盐分增加少，有利于离子交换处理和高纯制水等。在絮凝沉淀中，PAC主要通过吸附架桥、吸附电中和及沉淀物网捕捉等机理，使水质中的悬浮物产生聚集、沉淀、絮凝等化学反应。主要用于各种工业废水的处理（如冶金、化工、造纸行业），是最为理想的水体净化混凝剂。

2.3 PAM/PAC混合絮凝法

混凝主要是将水体中稳定的粒子转变成不稳定的状态，使其聚集产生絮凝团。在有机高分子絮凝剂中聚丙烯酰胺（PAM）的使用率是最高的，所占总量可达到80%左右。研究表明，在污水治理中PAM需适量投加，否则胶体颗粒之间无法产生有效的吸附架桥的作用，倘若过量的使用PAM，水体中胶体微粒的架桥结合作用会受到抑制乃至丧失。

3 本实验研究内容与目的

3.1 研究背景

周知，水是生命之源，地球上最活跃和影响最大的因素，水环境的优劣影响着人类的点点滴滴。就人类而言水不仅是构成人体组织的重要作用，更重要的是一个村落和城市都依山傍水的自然形成，是一个国家发展的必备条件，在工业、农业、水利航运等领域。随时代的变迁，人们对城市环境生态建设也有了更高的要求，景观水成为城市环境生态建设中重要的组成部分。由于人类的活动及管理不力，景观水体透明度下降、富营养化严重等。因此，要治理景观水污染水体，需从污染源头采取控制、相关政策的推行与管理及积极研发有效、经济、便捷的治理技术。

3.2 研究目的与意义

本实验通过PAC/PAM混合絮凝来净化城市景观水，主要目的在于从感官角度出发去除水质的浊度与色度，在可以去除水中的悬浮物和胶体物质的同时，还具有投资小、操作简单、效果明显的有点[25]。其水质的治理不仅能够进化空气、美化环境、为城市交通运转提供水源、缓解城市的热岛效应、洪涝灾害及增加城市物种多样性，还在一定的基础上带动城市的旅游业的发展[26]。

3.3 研究内容

本实验的主要内容：（1）通过景观水体的污染状况、治理技术的研究分析，确定本实验采取混合絮凝沉淀技术。（2）混凝剂的选择：查阅资料及文献了解PAC/PAM混合絮凝的优点，明确用其法降低浊度和色度。（3）混合絮凝实验：通过PAC/PAM的混合絮凝，对荷花池水去除浊度与色度。在定量PAM的情况下，择最优PAC的用量。

4 结论

本实验对混合絮凝剂治理景观水体的研究，并通过实验得到数据并进行分析与讨论，得到的实验结论有：就荷花池水的在感官角度的污染程度是较为严重的，通過PAC与PAM的协同作用对浊度及色度的去除效果是较好的。并且实验证明了PAC的单独作用对景观水体净化效果不及PAC与PAM的混凝效果好。

参考文献：

[1]赵艳红.水力环流技术在景观水处理的应用[J]. 低碳世界，2013，（20）：1-2.

[2]雷鸣.园林水景的设计原则探讨[J]. 现代园艺，2014，（20）：79.

[3]杨帆.公共场所中景观水体的作用[J]. 现代园艺，2014，（22）：155.