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浅谈中国河湖水处理的理论和实践的融合
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内容提示：半个世纪前中国很落后，但山清水秀，那个时代欧洲很发达，但污染十分严重，许多河湖发臭；今日的中国异军突起，迅猛发展，却也带来了河湖的严重污染，看来任何国家都不能摆脱这样的发展规律。可喜的是，欧洲这半个世纪来在经历痛苦后深深地吸取了教训，投入了大量的人力和巨额的物力，虽然远谈不上根本解决所有河湖水污染，但基本上已经取得了骄人的成绩，大部分河湖已经还清，或基本还清，有的已经着手或准备着各项巨大的还清工程
半个世纪前中国很落后，但山清水秀，那个时代欧洲很发达，但污染十分严重，许多河湖发臭；今日的中国异军突起，迅猛发展，却也带来了河湖的严重污染，看来任何国家都不能摆脱这样的发展规律。可喜的是，欧洲这半个世纪来在经历痛苦后深深地吸取了教训，投入了大量的人力和巨额的物力，虽然远谈不上根本解决所有河湖水污染，但基本上已经取得了骄人的成绩，大部分河湖已经还清，或基本还清，有的已经着手或准备着各项巨大的还清工程。我国党和政府十分重视环境工程，已经投入极大的人力物力治理河湖，不要半个世纪，而是在20年内，中华大地将可以基本根除污染，达到生态平衡，那时国力空前强盛，山更清，水更美。（参考《建筑中文网》）
实际上我国对河湖污染的处理早在半个世纪前也已经开始了，如对天津市的海河实行“咸淡分家，清浊分流”工程，使殖民地时代列强造成的黑臭海河，次年已经变清。可见对河湖水治理的首要关键是“清浊分流”，截断所有入河的污水，使其流向污水处理厂进行处理，再由上游引入清水或依靠大气降水来补充河水，使河水恢复，达到生态平衡，，这也是欧洲等其它国家的做法。
但是我国人口众多，严重缺水，已经出现无水可引的局面，在这种严峻条件下，如何保持河湖永远清澈、永远秀美，就全世界来说，并无前车之鉴，历史的重担落在当代中国水处理专家的肩上。
我们对深圳华侨城的所有天然和人工水系几乎都作了处理，如世界之窗的美洲湖、澳洲湖、锦绣中华的翠湖、欢乐谷湖泊和各水系，波托菲诺的燕栖湖，华侨城生态广场的河湖，以及北京的菖蒲河、万泉河，还有玉泉山的九大湖水系的水处理，使用了仿生学的原理，开创了世界上处理景观河湖的先例，取得了巨大的成功。鉴于国际上对于细菌处理景观水尚处于研究阶段，实施过程中出现的问题很难解决，不像人们想象的那么容易，故没有任何国家处理过任何大型河湖的成功先例。我们摒弃了拿处理污水的思路来处理河湖景观水。特别是去年SARS病毒流传全球，向人类敲起了警钟，用细菌来处理景观河湖的研究带有一定的危险性，因为细菌和病毒的变异是无法预测的，也是无法阻止的。此外菌种皆由温室中培植，很娇嫩，在自然界中迅速死亡，存活期太短，周而复始地向天然河湖中布撒均匀并非易事，反倒不如向河湖中投撒混凝剂来得快捷、彻底和廉价。
众所周知，地球的水实际是有限的，生物链形成这十几亿年来，每一滴水不知进入生物体循环往复有多少次，但人类工业污染之后，才形成了不可逆反应，自然界本身对其水体的污染是可以自行修复的，亿万年的地球与地球上的生物发展史告诉人们，只要不对它进行化学污染，依靠地球本身的水系是会自行修复的，天然水体本身有个自净过程，通常我们所说的水体自净，就是这个过程。什么叫水体自净，要讲叙清楚这个问题得分开来说。
关于河水的自净。先举一个实际例子。北京的官厅水库，由于上游桑干河和沩河的水带有大量有机物质，总氮、总磷严重超标，使得官厅水库的库水严重污染，变成了不能使用的五类水体。从泄水闸下放出的库水水质比五类水更差，但经过83km行程，流至三家店水库时，水质得到大大改善，明显提高到了三类水体。水质这种自净的原理是什么呢？
1、呼吸的作用——曝气：瀑布、跌水、湍流、漩涡、急流，使某些气体挥发又使某些气体溶入水中，最有效的是溶入氧气，使可以氧化的有机物和无机物质得以氧化，使水活化。不变质，溶解氧使水得以鲜化的根本原因。
2、沉淀过滤作用——平流和潜流。水在河里流动，河道有时窄有时宽，在宽阔处流速很慢，往往能起到沉淀作用。有时又渗入地下（如河床的含砂层）经过一段潜流，再流出来的时候，将水中杂质截流下来，不断改善着水质。
3、生化作用——在水生动植物和细菌的生命过程中参与了水的净化过程。这就是河水所客观存在的“免疫”能力。
关于湖水的自净，一、有汇入的河流和流出的河流的湖泊自净与河水的自净相同。二、无汇入河流和流出河流，但有地下潜流，此类湖水和地下潜水不断地交换，水质自然不会变坏。三、既无汇入和流出的河流，有无地下水的交换的湖泊，如粘土湖底、各种人工防渗层的湖底，这种湖就是死湖。湖本身没有任何自净能力，人若创造生态条件是极为困难的，人们无法阻止腐败菌的繁殖，无法使水保持充分的溶解氧，这就是为什么当今世界上对死湖湖水束手无策的原因。大型死湖湖水使用人工培植的生态法，并不能以人的粗浅片面认识可以解决，自然界的生态并不以人的意志而转移。对于当代来说，期待死湖真正的自然生态完全形成是不可能的。地球上的一切生物都在重复和模拟着地球的规律，一切生物都离不开水，水是一切生命（动物、植物、细菌、孢子、病毒）之源，它们是如何保持它们体内这个微小世界的水质不变坏呢？仍然是模拟了地球水质不坏的三大要素。一、呼吸、排走有害气体，吸入氧气，吐故纳新。动物靠肺呼吸，植物、细菌、病毒靠气孔呼吸，无一例外。二、排除水中有害成分和渣滓。动物靠肾、肠过滤排除，植物靠半透膜，微小生物也是靠半透膜的作用来过滤。三、生化作用。生物体的生化作用就是它的免疫力，我们的世界实际上是充满了细菌、病菌和病毒的世界，任何生命体一旦失去免疫力，它的生命便会结束。
我们对河湖的水处理也必须遵循这样的规律，当前国际上的三类作法，都带有人们的主观片面性，与地球的自然规律不相吻合，自然不会十分成功。当前国际上的四类作法是：一、曝气法；二、过滤法；三、细菌法；四、生物法。把它们有机地结合起来，再加以根本地改变，将成为模拟肺的呼吸 模拟肾的排泄 免疫功能或者叫做：吐故纳新器 过滤器 消毒杀菌器，以这样的环节处理河湖水，将使河湖水永远清澈，永远鲜化、永远活化，永不变质。在这一思想认识的指导下，我们经过数十年的努力，成功设计制造出了一种水力自动化全塑水处理系统，也就是我们理解的三大要素：模拟肺，模拟肾，模拟免疫力，才保证了河湖自行更新，永远清澈，有几乎接近饱和的溶解氧，并根本地抑制了细菌和病毒的生长和繁殖，使河湖永远秀美，因此获得了国际发明专利。
一、水力自动化全塑水处理系统的功能与效果
1、呼吸功能
自然界的水体自净的关键就在于水在流动过程发生的呼吸功能，“流水不腐”不是因为运动，而是运动过程中出现的呼吸功能。急流、旋涡、浪花、跌水、瀑布、拍岸、紊流都会发生气水混合，水向空气中蒸发，水分子逸出，水中溶解的氮、氨氮、二氧化碳、硫化氢、甲烷等带气字头的物质都可能逸出。同时氧气大量溶于水中，使水得到鲜化、活化。水体流动所产生呼吸作用是不容质疑的。地球万物都复制了地球的规律。生物界全部在呼吸，没有不呼吸的生命，因为没有不含水的生命。呼吸的作用都是吐故纳新，排除废气，吸入氧气，使生物的血液、汁液得以净化、鲜化、活化。
给水领域里应该引进“呼吸”功能这个很重要的概念。水力自动化全塑水处理系统经过几十年的发展演变，由实践到理论，由理论到实践的多次反复，已发展到了第15代。越来越突出地强调呼吸功能，强调吐故纳新，有害气体得到有效挥发，溶解氧达到饱和浓度，有利于水中杂质的氧化反应持续进行，使水进入良性循环过程，不断地变好，得到净化、鲜化、活化。
2、发泡除泡—浮选功能
呼吸作用得到了吐故纳新，但产生了泡沫的堆积。泡沫是什么？泡沫是油质、脂肪、蛋白、酶、氨氮、有机磷、阴离子合成剂、洗衣粉、肥皂泡、苯、酚、萘等有机物质。这些物质发泡以后漂浮在水面，越堆越多，越积越厚，终于从浮选装置逸出排入下水道。河道、湖泊、景观水处理都是无限循环水处理，全部水体要一次又一次地进机处理，曝气发泡要一次又一次地进行，漂浮泡沫时刻被浮选装置溢出排走，有机物质不断地被清除，直至减少到无泡沫产生。此过程使水中发泡的各种有机物质得到较彻底地清除。
二、精滤功能
按渗井原理级配的复合多层滤料过滤，水按重力自上而下流动。第一层粒径d1=0.8～1.6mm、比重r1=2.4、厚度h1=300mm；第二层粒径d2=0.4～0.8mm、比重r2=3.2、厚度h2=200mm；第三层粒径d3=0.2～0.4、比重r3=4.2、厚度h3=70mm；第四层……。第一层截留颗粒重的97%，颗粒数的3%，第二层截留颗粒重的3%的97%，颗粒数的97%的3%，以下类推。第一层滤料的厚度最大，逐层厚度减薄，每一层都允许透过重量的3%，每一层都没有堵死，都有空隙。最后一层仍然有空隙，只不过此时浊度已经小于0.4度，没有必要再增加过滤的层数。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200802/9713.htm
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