生物滞留设施对雨水径流控制研究进展

为提高生物滞留设施对雨水径流及水质的控制效果,结合设施设计计算、结构设计、填料组成、植物选择4方面内容,综述了设施对雨水径流量和径流污染控制的研究内容.     

生物滞留设施对不同历时的降雨滞留规律分析

基于SWMM模型的运动波,构建了丝兰湖小区的管网水动力模型,结合设计的生物滞留设施,分别分析了在短历时和长历时降雨下,生物滞留设施对于降雨的滞留规律。结果表明：对于短历时的暴雨,生物滞留设施对降雨能够削弱,设施能够储蓄调节部分雨水,但是无法满足年径流总量控制率的指标。对于降雨量较小的长历时降雨情况,生物滞留设施能够将降雨全部控制,能满足年径流总量控制率的要求。因此,海绵城市建设过程中,应该尽量采用模型,结合长历时降雨整体分析,才能对海绵城市建设做出更加科学的决策。     

基于海绵城市对生物滞留设施的研究

本文以海绵城市为背景,对生物滞留技术进行了总结研究,主要介绍了生物滞留设施的种类、生物滞留池的结构、植被的选择、水质净化效果,并提出完善生物滞留系统研究、加强后期检测和评估、建立并完善相关规范体系三点建议.     

基于径流污染控制的生物滞留设施填料优化研究

为实现对径流污染的有效控制,对生物滞留设施种植土层之下的人工填料层组成优化进行了系统性研究,在静态条件下考察了9组填料对氮磷营养物的吸附性能。结果显示,蛭石和沸石对氨氮的吸附性能较好,对氨氮的吸附量分别为3.7和3.2 mg/g,并且粒径越小,吸附性能越好;蛭石和麦饭石对磷酸盐的去除效果较好,磷酸盐去除量分别为0.13和0.1 mg/g。由此筛选出对污染物净化效果较好的1~3 mm沸石和蛭石、2~3 mm麦饭石作为去除污染物的功能性填料。动态水力循环试验显示,相同体积的蛭石和沸石对氨氮的吸附效果接近,水力停留时间(HRT)为60 min时,对氨氮的去除率均接近100%,此时麦饭石对氨氮的去除率为93%。对磷酸盐吸附效果的优劣排序为蛭石>麦饭石>沸石,当HRT为60 min时,对磷酸盐的去除率分别为78.8%、53%和19.7%。填料掺混体积比为沸石∶蛭石∶麦饭石∶砂=3∶7∶1∶6的组合系统对氨氮、磷酸盐和COD的去除效果最好,且下覆5 cm砂层有利于降低出水颗粒物导致的浊度。在此填料配比条件下,当填料层厚度在30~50 cm之间时,对氮、磷和COD的综合去除效果最好。     

生物滞留设施对城市雨水径流热污染的削减效应

径流热污染是水污染的重要方面,也是城市水体生态环境破坏的重要原因,生物滞留是缓解城市雨水径流热污染最有效的措施之一。通过不同填料的生物滞留实验,在人工模拟均匀降雨的条件下,探究了在不同降雨特征下不同填料生物滞留设施对城市雨水径流热污染的削减效果。结果表明,不同填料生物滞留设施热负荷削减效果从大到小依次为:炉渣、石英砂、陶粒、沸石;径流温度越高,所携带的热量越大,生物滞留设施的径流热污染负荷削减率也越高;体积削减对生物滞留设施削减雨水径流热污染的贡献大于热交换。     

生物滞留设施建设常见问题及解决方案

生物滞留技术是海绵城市建设过程中应用最广泛的低影响开发技术之一。在海绵城市建设的快速推进下,生物滞留技术在施工落地过程中往往存在较多问题,如现场施工与图纸不符、排水不畅、景观效果不佳,从而导致海绵城市作用难以发挥。在分析生物滞留池结构构成、建设步骤的基础上,提出施工重点环节的注意事项及易出错步骤的改进措施,从海绵城市建设管理的角度剖析施工问题的成因,并提出相应的建议。     

模拟生物滞留池净化城市机动车道路雨水径流

我国城市化的快速发展致使城市机动车道路雨水径流量显著增大,雨水水质明显恶化。采用土柱模拟生物滞留池,考察了其对城市机动车道路雨水径流水质的改善效果,以确定适宜的生物滞留池填料构成。结果表明,在自然装填状态下,生物滞留池种植土壤填料中营养土的含量为5%～10%(相应壤质土的含量为30%～25%,砂的含量为65%)时,对雨水径流中氨氮、TN、TP、COD和SS的去除效果较好。     

硫铁矿基质生物滞留系统对雨水径流的处理效能

针对传统生物滞留系统因缺乏有机碳源而导致的脱氮性能不稳定问题，开发了一种基于自养反硝化的硫铁矿改良生物滞留系统，研究了以硫铁矿代替电子供体的生物滞留系统对无碳源雨水径流的脱氮除磷效能，并对系统中的微生物种群结构进行了分析。结果表明，在雨水径流中无有机碳源的情况下，硫铁矿基质生物滞留系统仍可实现反硝化脱氮，对NO₃^--N和TN的平均去除率分别可达到89%和86%，同时亦有高效稳定的除磷效果，TP去除率达到81%。硫铁矿基质可提高生物滞留系统内部微生物的反硝化能力，反硝化相关菌种Pseudomonas和Thiobacillus的相对丰度分别为5.7%和1.6%。     

水封石油洞库污染物运移规律研究

水封石油洞库储油可能造成地下水污染。明晰石油污染物在裂隙岩体中的运移规律是库区地下水污染防控的前提。为揭示石油污染物在洞周围岩地下水中的运移规律,基于裂隙-孔隙双重介质模型,采用数值模拟方法研究了石油中的特征污染物——苯的运移扩散过程,并分析了裂隙倾角、裂隙开度、基质渗透率和纵向弥散度对苯运移规律的影响。研究表明:储库正常运行50 a后,苯的迁移被限制在较小的范围内,不会到达水幕系统,也不会进入到地面表层下的水体中。在长期运行条件下,相邻洞周围岩中的污染晕可相互连通,并将引起相邻洞罐中油品污染物之间的交叉污染。苯的竖向污染距离对纵向弥散度和裂隙倾角大小敏感性强,而对裂隙开度和基质渗透率的敏感性较弱。洞室间岩柱中轴线上苯的最大浓度对裂隙倾角最为敏感,且随裂隙倾角和基质渗透率的增大而减小,随纵向弥散度和裂隙开度的增加而增大。     

近市政道路生物滞留带雨水入渗优化分析

针对海绵型市政道路中生物滞留带的防渗膜铺设方式、防渗效果评价及雨水入渗影响范围的研究还存在较多不足,运用GeoStudio软件中的渗流分析模块SEEP/W和应力应变分析模块SIGMA/W进行流固耦合分析,对于雨水入渗作用下的两种不同类型生物滞留带,分析滞留带底部防渗膜外伸不同长度条件下地基土中含水量及沉降的变化规律,在确保雨水入渗不对路面产生致灾影响的前提下,对防渗膜外伸长度进行优化。数值分析结果表明:对于传输型生物滞留带,防渗膜可仅在侧面铺设;对于入渗型生物滞留带,防渗膜在设施底部两侧各外伸0.5 m时可满足滞留带雨水入渗的需要。入渗型滞留设施的放坡比越小,雨水入渗对地基土的影响就越小。     

城市绿地对雨水径流污染物的削减作用

为探究城市绿地调控城市降雨地表径流污染的有效性和可行性,采用室内土柱模拟试验,研究植被覆盖、径流污染物浓度、土壤层深度、地下水、水力负荷与停留时间对城市绿地削减污染物的影响。结果表明,在低、中和高3种 雨水径流污染物浓度水平（CODCR 为68、137、550 mg/L;TN是3.01、7.51、30.06 mg/L;TP为0.29、0.69、2.73 mg/L; NH+4是0.44、1.61、2.19 mg/L）,水力负荷为3.5、3.0、2.5 cm/h,持续进水1 h条件下,城市绿地具有良好且稳定的污染削减能力,对CODCR 、TN、TP、NH+4的平均削减率分别达到41.52%、78.96%、84.68%,50.21%、70.23%、60.91%,73.18%、95.88%、94.99%,62.72%、55.16%、69.98%。受土壤复氧能力和水力停留时间的限制,绿地覆盖对污染物CODCR 与TN削减率的影响不明显。城市绿地污染削减率随着降雨地表径流污染物浓度的升高而呈现逐渐增加的趋势。城市绿地对雨水地表径流污染削减作用主要发生在深度35~65 cm土层内。城市绿地对低、中和高污染浓度水平各污染物削减率随着水力负荷的增加而降低。     

生物滞留设施过滤层填料配比试验研究

生物滞留设施是海绵城市建设过程中一项关键技术,被广泛应用于城市道路、居民小区、公园等城市公共空间雨水径流的收集与处理。过滤层填料是生物滞留设施水文水质效应的主要控制变量。以填料渗透系数、有机质含量作为过滤层配比筛选的控制指标,旨在找出一种适于昆山地区的生物滞留设施过滤层填料配比方式,为昆山海绵城市建设中生物滞留设施的设计提供依据。     

水力停留时间对BAF除污性能的影响

研究了水力停留时间(HRT)对曝气生物滤池(BAF)除污效果的影响。结果表明:HRT对BAF处理效果的影响较大,当HRT为0.63 h时,出水浊度、COD、氨氮和总氮浓度均较高,BAF的除污效果较差;当HRT为0.83 h时,出水COD浓度可降至50 mg/L以下,去除率可达到85.87%;当HRT为1.0 h时,BAF对浊度、氨氮和总氮均有较好的去除效果,去除率分别为95.98%7、7.08%4、0.09%,出水浊度<4 NTU、氨氮<8 mg/L、总氮<35 mg/L。     

马栏河污水厂组合工艺中水解池的性能研究

大连马栏河污水处理厂二期工程采用水解酸化/前置反硝化BIOFOR生物滤池工艺,处理后出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A排放标准。结合马栏河污水厂实际工程,系统地介绍了水解酸化/前置反硝化BIOFOR生物滤池工艺中各个工艺单元功能及设计情况,并着重分析了该工艺的优劣点。     

填埋场渗滤液在饱和土壤中运移的数值研究

垃圾填埋场渗滤液是造成地下水污染的一个重要原因。针对农村简易填埋场,本文建立数学模型,土壤被看成各向同性均匀多孔介质,采用Darcy定律描述多孔介质中的渗流,在此基础上,数值模拟了吸附性污染物COD在饱和土壤中的运移过程。分析了降雨量及其他参数对COD运移的影响,为控制地下水污染及填埋场选址提供可靠依据。     

深圳市道路径流雨水典型污染物特征及其相关性分析

以深圳市光明新区为对象,选取具有代表性的路段,开展了3种降雨条件下道路径流雨水中典型污染物质量浓度变化规律,污染物平均质量浓度(EMCs)及主要污染物的相关性研究。研究结果表明:降雨类型、前期干旱时间均对道路径流雨水中污染物质量浓度有较大的影响,这是导致I型降雨污染物质量浓度较高的主要原因;道路径流雨水中COD和TP均不同程度的高于地表水V类标准,SS和COD均超出城镇污水处理厂污染物一级B排放标准,因此SS和COD为道路径流雨水中的主要污染物;COD与SS、TN与SS、TP与SS之间存在较好的线性关系。     

CAST+A工艺的污泥减量及除污效能研究

在CAST工艺的污泥回流段加入一个厌氧反应罐而构成CAST+A工艺,并通过调节厌氧反应罐的停留时间分别为6、9和12 h,考察其污泥减量效果。两个月的监测表明,该工艺在不同停留时间下的污泥产率系数分别稳定在0.33、0.17和0.20 gMLSS/gCOD,相对于CAST工艺其减量率分别为21.42%、59.52%和52.38%。经分析,污泥衰减是实现污泥减量的主要原因。加入厌氧反应罐后,对去除COD和氨氮的影响较小,对总氮的去除效果有所改善,除磷效果则随停留时间的延长而逐渐降低。     

液化石油气充装站残液储罐去留的探讨

对液化石油气充装站残液储罐作用及实际使用情况进行了分析，提出了取消液化石油气充装站残液储罐的建议。     

四段式生物接触氧化池预处理微污染珠江原水研究

利用广州市白鹤洞水厂闲置的一组回转式隔板絮凝池，通过加装填料和曝气设备构建了四段式生物接触氧化池，并采用其预处理微污染珠江原水。结果表明，该工艺对NH3-N、CODMn和浊度的去除效果良好，末段出水的NH3-N、CODMn和浊度平均值分别为0．41mg／L、3．41mg／L、16．5 NTU，相应的平均去除率分别为92．03％、47．85％和61．09％。该工艺对氨氮的去除较为高效，是处理高氨氮微污染原水的一种有效方法。