论超声波除藻技术在景观水体中的应用

前几日在园林在线上看到zhangyan760826的“水景之美永驻七诀”，感受颇多。
文中说，75％的园林水景被废弃不用，或存在活水不活、喷泉不喷、水色发黑、臭气熏人等问题。同时，设计师以美观代替一切的设计目的是水景失败的原因之一。文中提出的“水景之美永驻七诀”第一条：在构思水景时，要把保持水质作为主要的设计依据，即预防为主。这应该是景观水体的发展趋势。
随着人们生活水平的提高和环境意识的增强，景观水池已经成为生活小区或公共场所一道靓丽的风景。在城市绿地、公园建设和大型标志性建筑中，人工湖泊、人工河道及景观水池不断涌现；房地产开发中，水景住宅也成为一大热点，而且还能增加空气中的负离子含量，空气更清新，使小区充满活力。
景观水常见的问题有：1水质不清、影响景观；2藻类丛生、生态不稳；3鱼病侵袭、养成率低；4换水频繁、维护成本太高。新的景观水池易出现“半年清，一年臭，三年封”的局面。
许多景观水池因为水质原因，纷纷减少池水量，有的甚至变成了旱池，池底长满了藻类，水面充斥着肮脏的泡沫，池中的雕塑锈迹斑斑，满目苍痍，夏天池水更是蚊、蝇滋生的场所。这样使得本来用于美化环境的景观水池成为人们头痛的“包袱”。
景观水质变化的主要原因是太阳光直接照射到池底，加上雨水和周边绿化带的施肥、空气中的灰尘，水体中氮、磷等营养物质的富集，促使藻类的生长与繁殖。如果这时不能尽快处理，就会出现藻类疯长产生“水华”现象，使水体变绿，水的底层变成黑色，透明度降。同时藻类在生长中还与观赏鱼争抢水中的氧气，使观赏鱼因为缺乏氧气而死亡。另外水体藻类的繁殖会引起水体中溶解氧的消耗，导致水体缺氧并滋生厌氧微生物造成水体发黑发臭。
总而言之，景观水体恶化的根本原因在于水体中N、P物质的富营氧化问题。因此，如何预防富营氧化现象的产生，是解决景观水质恶化的直接有效的手段。如果在景观水体设计时就能予以考虑，并控制住污染源，这将大大降低治理的难度及成本。
通过多年的试验与实践总结，我们开发出了景观水系统物理超声波杀藻以及结合生态处理技术。其核心是利用超声波原理杀藻抑藻，采用增氧喷泉使水体流动以及培养有益生物生态滤床，利用高效生态复合型微生物或培育的水生生物的新陈代谢活动，充分发挥有益细菌和植物体的自净作用，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，降低水中污染物浓度；并协同分解水环境中的氨氮、亚硝酸等有害物质，保持水中的营养源不超标，有效抑制影响水质透明度的绿藻、硅藻、蓝藻等微生藻类的生长。同时光合类细菌能利用光能和水中简单的无机物进行光合作用，固定水体中的N和P等元素的同时，产生氧气，增加水体中的含氧量，从而使水体得到净化和恢复。从本质上说，这种技术是对自然界恢复能力和自净能力的一种强化。
我们的景观水综合处理系统是一种以自净为主、微动力为辅，低养护成本，综合了各类方法的一种水景生态设计和综合治理技术。它既运用了自然界“生态守衡”原理，设计、营造一个完整的水生态系统，依靠生态系统内部的自动调节能力，保持生态链循环往复， 最终达到水质自然净化功能；又结合了超声波除藻抑藻技术、生态基提供水中有益微生物活动浮床等水处理技术；相辅相成，有机结合，让景观水体始终――幽幽水草，潺潺流水，鱼翔浅底，诗意盎然。
比利时科学家Hilaire Thomas先生于1999年发明了第一台超声波除藻设备，其主要目的是解决开放性水域中的水藻问题。自首款Aquasonic问世以来已经有8年了，如今，Aquasonic NT型已发展成为一款有极强除藻灭菌功能的成熟产品。
Aquasonic超声波除藻的主要机理是：破坏细胞壁、破坏气胞、破坏活性酶。藻类细胞的特殊构造是一个占细胞体积50%的气胞，气胞控制藻类细胞的升降运动。在适当的频率下，超声波引起的冲击波、射流、辐射压等可以破坏气胞，使气胞成为空化泡而破裂；同时，空化产生的高温高压和和大量自由基，可破坏藻细胞内活性酶和活性物质，从而影响细胞的生理生化活性。此外，超声波引发的化学效应也能分解藻毒素等藻细胞分泌物和代谢产物。
目前由于水中含有大量有机物而产生大量的污泥。有机物的细胞膜必须在500个大气压的作用下才能破裂，或者在微生物的分解中破裂。微生物分解是个漫长的过程。而超声波的空化效应是瞬间完成的。显而易见，从原理上超声波可以在污水处理中对有机物起到明显的裂解和分解作用。另外，超声波的空化，搅动可以起到搅拌、均质的作用。
（A）Aquasonic属于连续工作型的物理设备，针对藻类每时每刻都在生长，机器也在不停工作，由除藻效率高，效果显著；
（B）Aquasonic安装容易，无需调试，运行可靠、稳定。通过客户长期使用的经验发现，在藻类已经暴发时使用Aquasonic，被杀死的藻类细胞呈胞壁分离，多个水藻粘结为一团，先是逐渐沉于水底成棉絮状，过几天后上浮至水面并粘为团粒状，只需及时在下风向湖面打捞则可将其移除，这种作用是其它方法杀死的藻类沉积于湖底所不可比似的。如在景观水体建成之前使用Aquasonic，有效的抑制藻类的生长，基本不会产生上述现象，预防处理的效果更佳。对比其它各种杀藻方式，Aquasonic是目前使用最简单、效果保证、不会产生二次污染的较理想的杀藻和抑藻方式；
（C）能耗非常低，不用专人的职守，基本能实现零维护费。Aquasonic最高功率为50W，24小时连续工作，每年的运行费用260元左右；
（D）生态、环保，不投放任何化学制剂，不产生二次污染。同时，特定的频率，对其它任何动植物无危害，符合国家环保的趋势，在产生经济效益的同时，取得极佳的社会口碑效益；
（E）独家专利，已在欧美各国广泛使用，能耗低，效果显著；
（F）使用范围广泛，不同系列产品可适应不同的需求。

典型案例：
1、 上海绿地威廉
40万平方米的威廉公寓地处上海浦东新区新金桥板块高档居住区，园林设计为美国著名景观公司易道担任。它以独特的德式手法对海派建筑全新演绎，在Art Deco极富精神内涵的线条中，彰显出庄严稳重的国际名邸气息。在二期共7000平方米莱茵河水中央水系景观水处理方案中，据整个景观水面不规则的特点，设计共采用了八台，其能耗每天只需要10度电，项目在2007年6月中旬完成至今水质非常清澈。
2、 上海佘山月圆园雕塑艺术园
上海佘山月圆园艺术园内的儿童智能广场戏水池是儿童亲水娱乐活动的重要场所，池内的水质处理按照泳池的标准设计，因水池面积有3000m2，且在露天阳光下，在夏季需要投入大量的氯消毒，为了减少对儿童皮肤的刺激，减少氯的使用量，采用Aquasonic超声波除藻仪，利用它杀藻抑制藻类生长的机理以及和氯协同消毒减少投放量的特点来保证水质。