國內高爾夫球場水污染治理及綜合利用分析研究

1、國內高爾夫球場水污染治理及綜合利用研究深圳興創(chuàng)富啟環(huán)保科技有限公司二零一一年六月摘要截至2018年，中國高爾夫球俱樂部已經超過500家，大量新建的高爾夫球場所帶來的水資源消耗、球場內及周邊水體污染已經成為一個不可忽視的問1/12題。我國部分經濟發(fā)達地區(qū)已經開始對高爾夫球場使用自來水源用于灌溉草坪做出限制，公眾對高爾夫球場存在的環(huán)境污染問題也越來越關注。采用先進合理的水處理技術，促進高爾夫球場使用中水進行澆灌，節(jié)約球場用水，以及通過相應的水污染治理技術控制球場內水質污染，將為我國高爾夫球場的健康發(fā)展提供力的支持。本研究分析了我國高爾夫球場目前用水及水污染的現(xiàn)狀，對現(xiàn)有的高爾夫球場水處理技術進行了

2、總結和分析。在此基礎上，分析了加載磁分離技術在高爾夫球場水處理當中的應用技術可行性和前景。從分析結果可以看出，采用磁分離技術可以將生活污水以高效、低成本的方式處理達到高爾夫球場灌溉用水的水質標準，同時與其它工藝相結合，經處理的水還可以達到景觀用水水質標準，用于球場內水塘湖泊的生態(tài)補水。對于球場內水塘湖泊的水質凈化，磁分離相比于現(xiàn)有技術能更好的解決藍藻水華，水體黑臭的問題，而且在運行成本，移動式運行模式上比現(xiàn)有技術具有更大的優(yōu)勢和應用潛力。目錄1 .我國高爾夫球場水污染現(xiàn)狀31.1 高爾夫球場用水量分析31.2 高爾夫球場用水來源31.3 高爾夫球場水污染現(xiàn)狀32 .現(xiàn)有高爾夫球場水處理技術32

3、/122.1 高爾夫球場中水及雨水利用技術32.2 高爾夫球場河塘湖泊水處理技術33 .加載混凝磁分離技術用于高爾夫球場水處理分析33.1 加載混凝磁分離技術原理33.2 磁分離技術用于高爾夫球場中水利用分析33.3 磁分離技術用于高爾夫球場內湖泊水塘水質凈化分析34 .總結33/121,我國高爾夫球場水污染現(xiàn)狀我國高爾夫產業(yè)是隨著體育產業(yè)的發(fā)展和經濟增長逐步發(fā)展起來的一種新型產業(yè)。截至2018年，中國高爾夫球俱樂部已經超過500家。據有關統(tǒng)計，中國高爾夫球場有68.3%直接建在水庫周邊，即便沒有在水庫周邊的，球場內也設有數量較多的人工水塘作為障礙區(qū)、蓄水池和美化環(huán)景之用。一個標準的18洞高爾

4、夫球場人工湖面積占球場總面積的30%-60%所以高爾夫球場的水體保護對于高爾夫球場正常運營是一個極為重要的問題。1.1 高爾夫球場用水量分析高爾夫球場的水消耗主要在于球場的草坪澆灌。其用水量與干旱程度降雨量）、土壤水分蒸發(fā)量、草坪草種需水特性、地形地貌、灌溉方式、管理水平等因素有著密切的關系。在一些地區(qū)，灌溉只作為自然降雨的補充，而在另一些地區(qū)，灌溉是生長季節(jié)的唯一水源。不同地區(qū)乃至相同地區(qū)的不同高爾夫球場之間的用水量不同，而在一個具體的高爾夫球場內，不同區(qū)域的用水量也不同。即使是一個球場中的同一區(qū)域用水量最大的季節(jié)是夏季，相對較低的是春季、秋季和冬季。高爾夫球場草坪，按功能可分為果嶺、發(fā)球臺

5、、球道和高草區(qū)四個功能區(qū)。其中果嶺區(qū)草坪的養(yǎng)護水平要求最高，是高爾夫球場草坪中最為重要的部位，但所占面積很小，僅占高爾夫球場總面積的2%fc右。其次是發(fā)球臺和球道。高草區(qū)在球場草坪中所占面積最大，但一般選用耐粗放管理的草種，抗旱能力強，灌溉很少甚至不用灌溉。根據我國高爾夫球場灌溉用水量的統(tǒng)計估算，一般一個18洞的球場要布置1200個噴頭，每個噴頭每兩天灑水一次，每次15分鐘，灑水量0.1m3/min,折算成每天用水量約為900m,即每年用水32萬m3左右。高爾夫球場間用水量也存在很大差異。北京地區(qū)高爾夫球場平均年耗水量為1000升左右/每平方M管理水平較高的球場僅為563升，用水量最高的球場高

6、達1200多升，相差一倍多。說明球場節(jié)水潛力巨大。在球場用水中，生活1/12用水占56%,草坪灌溉用水占85%以上，草坪年均灌溉耗水量為208.9413.4升/平方M另有部分用于補充水池等生態(tài)用水。1.2 高爾夫球場用水來源高爾夫球場灌溉水的來源很多，有井水、湖水、池塘水、水庫水、溪流、河水、運河水、公共可飲用水、處理過的污水等，最為普遍采用的是井水灌溉。受水量、水質、價格、用水限制等因素影響，并不是每一種水源都適合高爾夫球場灌溉用的。井與用水地方接近，井水水量比地表水變化小，溫度和礦物質含量較一致，是球場灌溉很好的水源。但在我國干旱和半干旱地區(qū)，由于地下水位下降，地下水的開采是受限制的。如北

7、京的高爾夫球場大部分采用井水灌溉，這對于北京市這樣一個嚴重缺水的城市是十分不利的。湖、池塘和水庫水是高爾夫球場灌溉很好的水源。溪流和河水如果能保證水量和水質，也是可以接受的。使用運河水受政府航道部門限制，尤其是干旱時期更是如此。公共可飲用水作高爾夫球場水源不是很理想，因為它不僅受政府限制，而且價格越來越貴。處理過的污水再生水）是高爾夫球場灌溉水源的發(fā)展方向。再生水中含有豐富的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，是草坪生長的營養(yǎng)來源，因此草坪灌溉為再生水提供了最佳的使用場地，但同時也會造成球場內景觀水體如小湖泊、小河等）的富營養(yǎng)化，使水體發(fā)生藻類水華，影響球場景觀和正常經營。使用中水也是高爾夫球場節(jié)水、提高水

8、資源利用率的有效辦法。我國高爾夫球場中水利用普及情況不理想，在北京僅有4家高爾夫球場使用中水灌溉。實例表明，高爾夫球場使用處理過的污水灌溉對草坪草是安全的，其效果比使用地下水灌溉還好。這樣不僅可以減少對地下水的開采，還可以減少肥料使用量。1.3 高爾夫球場水污染現(xiàn)狀由于高爾夫球場占地面積廣闊，高爾夫球場草坪的養(yǎng)護要求是極嚴格的，其一平方M的耗水量是普通草坪的數倍，因而用水量巨大。不但如此，為保持其草坪的平整劃一，草坪還要經常噴施化學農藥，部分農藥隨隨水滲透和殘留在土壤中，對高爾夫球場和周邊土壤、地下水造成嚴重污染。香港的資料顯2/12示，每年噴施在高爾夫球場草坪上的農藥要達50余種，農藥中的一

9、部分隨水滲透和殘留到土壤中，就會對地下水造成污染，土壤則自身帶毒。更重要的一點是，單一的大量的草坪和草種不僅不會產生人類所需要的氧氣、水分等能源，反而會大量消耗，在長時間的累加后還會形成負面效益。造成高爾夫球場內和周邊水體污染的原因主要有：< 1）用水、農藥、化肥及其包裝物、草屑；< 2）機修：廢棄油污、清洗廢水；< 3）會所酒店：生活污水；< 4）球場排水的影響；< 5）球場外引入補水中的污染物超標。這些因素會導致球場內湖泊、水塘和地下水的污染，球場內的水外排或滲漏會造成周邊水體的污染。由于處于球場內的湖泊許多都是封閉型的，雖然在球場建設和短期運營期間由于施肥和

10、施用殺蟲劑、殺菌劑、除草劑對湖泊還不會造成明顯的污染，但如果維護方式不謹慎，經過長期運營后，球場施肥造成的流失及生活污水排放將增加水體氮、磷含量，引起球場內的湖泊水體富營養(yǎng)化和藻華。另外，長期施加殺蟲劑等有可能導致水體內有毒金屬或有毒難降解藥物的含量過高，致使水體生態(tài)環(huán)境破壞。為了獲得高質量的草坪，高爾夫球場必須施用大量的氮肥、磷肥，因此，高爾夫球場施加化肥對水體環(huán)境造成影響的主要是氮肥、磷肥。當大量的氮磷元素素通過降水沖洗或是土壤滲透進入湖泊后，就會造成水體中硝態(tài)氮和磷增加，這是形成高爾夫球場內湖泊水體富營養(yǎng)化的主要原因。為保養(yǎng)草皮，需要使用多種化學藥品，包括除草劑、殺蟲劑、殺菌劑等，而這些

11、藥物往往有致癌、致畸和環(huán)境激素的作用，而且殘留時間長，如果使用3/12和管理不當，會引起高爾夫球場內湖泊水污染。由于使用含汞殺真菌劑治理草坪雪霉病，導致對高爾夫球場土壤、沉積物和一些水生生物產生汞污染。農藥對地下水污染，尤其在高爾夫球場使用農藥，很長時間以來一直是公眾最關心的問題之一。在日本，早在1995年就有約1,700個高爾夫球場和擬建的1,000多個球場，早期球場使用大量未曾注冊過的農藥，每個球場每年平均使用1.9噸農藥，變化幅度在0.63.1噸之間<日本環(huán)境局）。長期施加大量的過剩化肥通過滲漏作用在地下水中緩慢匯集，難降解有機磷毒性物質或是重金屬離子也會逐漸進入地下水中，隨著時間

12、的延長慢慢富集，導致地下水污染。這方面的危害在農業(yè)化肥農藥方面已經有過很多發(fā)生，由于高爾夫球場施加的化肥農藥與農業(yè)上有很大相似之處，所以必須引起足夠的重視，消除潛在危害。2 .現(xiàn)有高爾夫球場水處理技術高爾夫球場水處理技術主要包括量大方面：一方面是針對高爾夫球場中水利用的中水及雨水處理技術，一方面是針對高爾夫球場內的河塘、湖泊受到污染進行處理的技術。2.1 高爾夫球場中水及雨水利用技術通過將高爾夫球場內或周邊的生活污水以及雨水等經過處理后用于高爾夫球場草坪的灌溉、場內水體補水等是目前高爾夫球場節(jié)水的一個大趨勢。在高爾夫球場用水問題上，很多國家鼓勵使用再生水，限制使用清潔水源。在許多地區(qū)，高爾夫球

13、場是最先受限制用水的單位中最嚴重的單位之一。在美國部分地區(qū)高爾夫球場是被強制使用循環(huán)水的。在我國部分地區(qū)如北京、浙江也開始出臺一些限制高爾夫球場使用清潔水源的規(guī)定，目前在北京已經有4家高爾夫球場使用中水進行灌溉，30多家高爾夫球場將建立雨水收集設施。浙江省對高爾夫球場用水提出了原則性要求。適度建設浙江省高爾夫球場工程的指導意見提出，"高爾夫球場耗水量較大，為節(jié)約用水，工程建設的可行性研究報告4/12應有多方案的給水方案進行比選，新建高爾夫球場原則上不使用地下水和城市自來水，應積極引導高爾夫球場使用處理后的中水，實現(xiàn)水循環(huán)使用。對使用地下水和城市自來水的球場，有關部門要制訂相關政策，用

14、經濟杠桿來控制水資源的大量消耗。""實施雨、污水分流，結合地勢，設置人工水塘，水溝，達到球場水體內部循環(huán)，需外排的廢水應進二級污水處理設施達標后排放"。高爾夫球場中水利用技術主要有：1）膜法，包括膜過濾和MBR,這類方法處理出水水質好，能達到景觀用水和灌溉用水要求；2）常規(guī)生物處理法，包括A/O,SBR,接觸氧化等，具出水水質一般能達到廢水排放標準，要用于高爾夫球場景觀用水，一般需要采用砂濾、混凝沉淀、BAF、膜過濾等工藝進行進一步處理。3）人工濕地技術，能配合高爾夫球場景觀，出水水質好，但占地面積大。一般而言，雨水相對于生活污水污染程度低，處理工藝相對簡單，將收

15、集起來的雨水經過沉淀、過濾等就能用于高爾夫球場景觀用水、灌溉等。在一些場合，人工濕地也用于處理雨水。2.2 高爾夫球場河塘湖泊水處理技術高爾夫球場內河塘、湖泊容易出現(xiàn)的水質問題包括：藻類水華，水體黑臭，農藥污染等。目前用于高爾夫球場河塘湖泊水處理的技術主要有：（1）人工濕地技術人工濕地是人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統(tǒng)，這是發(fā)達國家近十年來才興起的生態(tài)處理法。其基本原理是：在一定的填料上種美人蕉、富貴竹、產葦等特定的植物，將污水投放到人工建造的類似于沼澤的濕地上，利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物的三重協(xié)同作用，通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現(xiàn)對污水的高效凈化

16、。高爾夫球場草皮日常維護過程中噴灑的農藥殘留，會隨著雨水向外界流散，若不經過處理直接對外排放，會對環(huán)境造成較為不利的影響。通過人工濕地可以對水體中的污染物進行處理，凈化水體水質。5/12(2)增氧曝氣技術由于高爾夫球場內河塘湖泊多數為封閉式，水體流動差，當有外源污染進入時，水體中溶解氧很快被消耗掉，水體進入厭氧狀態(tài)，厭氧微生物的生長會使水體發(fā)黑發(fā)臭，采用增氧曝氣技術能快速提高水體中的溶解氧，抑制厭氧微生物生長，從而消除水體黑臭。目前在高爾夫球場內水塘采用較多的增氧曝氣設備有曝氣噴泉、推流曝氣機等，還有一些新型的采用太陽能供電的曝氣設備，具有景觀和水質凈化雙重功能，具有較大應用潛力。(3)藥劑投

17、加除藻投加絮凝劑。投加絮凝劑促進磷的沉淀，使其不能成為藻類的營養(yǎng)物質，常用的絮凝劑如鐵鹽、鋁鹽等。此種方法見效快，但有2次污染，需反復投加，但不能解決水體富營養(yǎng)化的根本問題。投加除藻劑。常用的除藻劑有硫酸銅、二氧化氯、臭氧等，這些除藻劑可以較快地殺死藻類，效果明顯、但需反復投加，價格較高，而且容易產生2次污染，不能從根本上解決問題。(4)底泥清淤底泥中的有機污染物往往成為水體的內源性污染源，所以,很多時候采取清淤的措施。但是，這種方法的工程量大、費用高，甚至會破壞水體底部的生物和水生植物，對環(huán)境的負面影響大，不能徹底解決問題。(5)機械除藻對于藻類生長旺盛，形成表面水華的水體，可以采用機械除藻

18、方式。這種方法的短期效果顯著，但運行費用高，不能從根本上解決水體富營養(yǎng)化問題。6/123 .加載混凝磁分離技術用于高爾夫球場水處理分析3.1 加載混凝磁分離技術原理加載磁分離技術其原理是在混合池中投加絮凝劑、磁加載物和助凝劑進行絮凝反應，之后進入澄清池，利用磁加載物的作用實現(xiàn)高效的沉淀分離，以比傳統(tǒng)污水處理技術快10-20倍的速度，快速去除水中的污染物,磁加載物通過回收系統(tǒng)實現(xiàn)回收循環(huán)利用。磁分離器磁分離技術工藝流程示意圖3.2 磁分離技術用于高爾夫球場中水利用分析采用磁分離技術處理生活污水用于高爾夫球場景觀用水和灌溉用水，需要達到相關規(guī)定的水質標準，表1列舉了再生水用于景觀水體水質標準、灌溉

19、用水水質標準和磁分離處理出水水質，根據磁分離技術的原理和在處理市政污水的實際應用中的效果來看，經過磁分離技術處理的生活污水，出水主要水質指標能達到灌溉用水水質標準，達不到回用于景觀水水質標準，當需要將生活污水處理后用于高爾夫球場湖泊景觀補水時，需要和其它技術相結合，在磁分離處理的基礎上提高出水水質。7/12表1磁分離出水水質、再生水回用于景觀水體水質、灌溉水質標準比較序號工程再生水回用水質標準<人體非直接接觸）再生水回用水質標準<人體非全身性接觸）再生水農田灌溉用水水質標準再生水城巾雜用水水質標準磁分離出水水質1基本要求無漂浮物，無令人不愉快的嗅和味無漂浮物，無令人不愉快的嗅和味-

20、無漂浮物，無令人不愉快的嗅和味無漂浮物，無令人不愉快的嗅和味2色度（度3030-30<303PH6.59.06.59.05.58.56.09.06.09.04化學需氧量（COD>6050100200-351005生化需氧量（BOD>201040100101510-506懸浮物（SS>201060100-<107總磷（以P計2.01.0-<0.38凱氏氮1510-<209大腸菌群（個/L>100050020000400003-3.3 磁分離技術用于高爾夫球場內湖泊水塘水質凈化分析對于高爾夫球場內湖泊水塘容易出現(xiàn)的藻類過度生長問題，從磁分離技術實際應用來看，能很好的解決這類問題，一方面磁分離技術能很好去除水體中的磷，切斷藻類過度生長的物質條件之一，另一方面磁分離技術通過絮凝沉淀能直接去除水體中的藻類，恢復水體景觀，提高水體透明度，因而從原理上來說是一種標本兼治的方式。在實際應用上，磁分離技術可以制造成移動式設備，因而對于高爾夫球場內水塘湖泊多，位置分散的特點可以采用移動式作業(yè)，能采用1套設備處理多個污染點，因而在投資上具有較大優(yōu)勢。對于外源污染造成水體發(fā)黑發(fā)臭的問題，采用磁分離技