屋面径流污染物的出流类型与水质特性研究

在对上海城区屋面径流进行监测的基础上,分析了屋面径流中污染物的出流过程,并探讨了其水质特性.通过对污染物出流过程的研究,得到了3种屋面径流污染物的出流类型及出流水质的变化特征和发生的环境条件;污染物出流事件平均浓度(EMC)的对数正态概率分布结果表明,不同污染物的EMC均具有较好的正态分布性;对屋面径流污染物的出流EMC进行统计分析,得到上海城区屋面径流的COD、SS、BOD5、NH3-N、TP、TN的EMC分别为42.6、76.9、15.2、1.61、0.14、4.8 mg/L,其中SS、COD为主要污染物.     

简单式绿色屋顶对雨水径流营养盐的调控效果研究

基于天然降雨长期监测和人工模拟降雨实验,研究了3个简单式绿色屋顶实验装置雨水径流营养盐浓度、总量及削减能力的差异,分析了基质层和排水层材料选型及降雨量等对绿色屋顶径流营养盐调控效果的影响。结果表明:绿色屋顶出水NH_4~+-N、NO_3~--N和TP浓度高于普通混凝土屋面;选用不同排水层材料的绿色屋顶出水营养盐浓度差异不明显;而选用超轻量基质作为基质层材料时,绿色屋顶出水TP浓度较高,NH_4~+-N浓度较低。绿色屋顶能削减部分径流中的NH_4~+-N、NO_3~--N和TP总量,不同基质层材料和排水层材料的绿色屋顶对不同营养盐总量削减效果无明显差异。除绿色屋顶自身不同结构层选型带来的差异外,降雨量和雨前干期是影响绿色屋顶出水NO_3~--N和TP浓度、营养盐总量及总量削减率的重要因素。     

绿化屋顶基质材料及厚度对屋面径流雨水水质的影响

根据我国华北地区降雨及其水质特点,建立了5套双基质层绿化屋顶小试装置,着重考察了绿化屋顶结构中基质材料及厚度对屋面径流出水水质的影响。结果表明,营养基质材料对绿化屋顶径流水质有关键性的影响,特别是对NO-3、PO3-4和有机物这类易因淋洗而释放的污染物,选取肥力适中、营养物质释放缓慢的无机营养填料可大幅提高绿化屋顶的径流水质;吸附基质层厚度的增加可以在一定程度上提高径流出水水质;通过选用合适的基质材料和适当的基质体积比,可以削减城市屋面雨水径流中污染物含量。     

国外绿色屋顶对雨水径流水量水质影响的研究

介绍了绿色屋顶的起源及发展现状,分析了绿色屋顶对雨水径流中水量与水质的影响,指出在水量方面,绿色屋顶可有效减少雨水径流,但在水质方面,需加强对污染物的控制。     

A~2/O系统对雨季水量冲击负荷的适应能力研究

通过模型试验考察了雨季合流污水水量冲击负荷对A2/O系统去除污染物效果的影响,以及冲击过后恢复初始状态时对各指标的去除效果和规律。当控制F/M值基本不变,且二沉池表面水力负荷较低时,水量提高至3倍对COD、SS和TP的去除效果影响较小,出水COD、TN、TP浓度可达到一级A排放标准,出水SS可达到一级B标准。随着水量冲击负荷的提高,对COD、SS和TP的去除率呈下降趋势,但降幅不大,从1倍负荷提高至3倍负荷,去除率下降约10%;但水量负荷的提高对去除TN的影响较大,当水量负荷由1倍提高至3倍时,去除率下降了约35%;对去除TN而言,2.5倍水力负荷为极限冲击负荷。水量冲击负荷由3倍降至1倍,对COD、SS、TP的去除率较初始1倍负荷的略有下降,去除率降幅小于3%;对TN的去除率较初始1倍负荷时稍有下降,去除率降幅约为7%。     

A~2O设施处理长三角平原地区农村生活污水的效果

厌氧/缺氧/好氧(A~2O)设施在长三角平原地区农村生活污水处理中应用广泛,此次调研了5个镇39个A~2O设施对污染物的去除效果和进水量。结果表明,A~2O设施进水COD、氨氮、TN、TP的浓度分别为(95±80)、(56.2±40.0)、(61.6±40.1)、(4.6±2.8)mg/L,部分设施进水浓度较低,说明污水收集有问题。由于进水量不稳定,A~2O设施受降雨量影响很大,与设计规模有较大偏差。A~2O设施对COD、氨氮、TN、TP的去除率分别为(46.9±30.5)%、(46.0±37.3)%、(19.7±18.7)%和(25.1±21.9)%,各设施之间对污染物的去除情况差别很大,出水COD达标率较高,但氮、磷达标率较低。进水COD浓度低引起的有机负荷与进水COD/TN值偏低、雨污分流不彻底引起的较大水力冲击负荷、进水水质水量波动大、设施运维工作不到位引起的生物脱氮除磷效果不佳,是A~2O设施应用效果不理想的重要原因。     

基于NPA模型对龙泓涧生态塘污染物的平衡分析

通过建立污染物净积累(NPA)模型,基于龙泓涧流域生态塘水量平衡关系,对其污染物进行平衡分析,主流生态塘中COD、TN和TP的净积累量分别为11 696、3 759和35.7 kg,支流生态塘中COD、TN和TP的净积累量分别为12 360、3 340和91.3 kg。根据污染物净积累量分析结果,可知生态塘对TN和TP的富集程度较高,同时可准确分析出整个生态塘的纳污能力与污染物净积累量的基本现状,可为相关部门的科学管理和污染物输入控制提供一定的依据。     

乡村散养家禽场地径流污染物出流规律研究

乡村散养家禽场地径流污染是农业面源污染的重要组成部分,因其分散不易控制,对水环境的影响日益凸显,而摸清该类径流的污染特征是开展相关治理工作的重要基础。为此研究了散养家禽场地径流中主要污染物的出流规律,并初步分析了降雨特征的影响。结果表明,径流污染物事件平均浓度(EMC)较高,COD_(Mn)、TN、TP和NH_3-N的EMC均值分别为地表水Ⅴ类标准限值的1.7、12.1、7.3和3.3倍,TSS的EMC均值为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)三级标准限值的11.5倍,TN和TP是主要污染物;径流污染物存在弱初期冲刷效应,初期冲刷比值FF_(20)为1.0~1.5;降雨总量和降雨强度对径流污染物特征的影响较显著,与污染物浓度呈显著负相关,与初期冲刷比值呈显著正相关;前期晴天数越长,则径流中TP浓度越高,其他污染物浓度和前期晴天数的相关性不明显。     

典型植草沟对武汉雨水径流污染的控制效果研究

在武汉市四新区建设植草沟中试系统,并考察了其对雨水径流污染的削减效果。结果表明,相较于表面径流,植草沟对下渗径流中的污染物去除效果更好、更稳定,抗污染负荷冲击能力更强。对于下渗径流,沿程进水方式和集中进水方式污染物去除效果基本一致;但对于表面径流,沿程进水方式下NH3-N、TN、TP去除效果更好,集中进水方式下TSS去除效果更好。总体而言,植草沟可以有效去除雨水径流中的NH3-N、TN、TP和TSS,但对COD去除效果有限,甚至可能导致径流中COD增高。     

南昌种植屋面对城市雨水径流净化作用研究

城镇化进程加剧了城市内涝和大气污染,最大限度实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化十分重要。南昌市区接纳雨水的城市表面有绿地、水面、城市道路广场和建筑屋顶,其中建筑屋顶在城区中又占有较高比重,因此成为雨水污染的重要源头。而种植屋面对雨水可以起到一定净化作用,截留部分污染物,改善流经屋面的雨水水质,以减少对环境的压力。根据江西省建筑设计研究总院绿色节能中心2014年度在南昌市区对普通屋面和种植屋面进行为期一年的屋面雨水采样和测试,得出的p H值、DO、TSS、CODcr、TN、TP指标6组数据,根据数据分析发现种植屋面对调节p H值、增加DO含量、降低TSS与CODcr有明显作用,对TN、TP也起到了调节器的作用,让其处于一个相对稳定的变化区间。     

沉淀池—草坪系统控制城市初期暴雨径流污染研究

为控制城市不透水下垫面的径流污染,构建了沉淀池—草坪系统,考察了该系统对初期暴雨径流污染的控制效果。结果表明,沉淀池—草坪系统对暴雨径流中TSS、COD、TP、TN和水量的平均截留效率分别为96．24％、96．66％、94．15％、85．24％和61．92％;沉淀池对暴雨径流中TSS、COD、TP和TN的截留作用分别是草坪的12．0、9．6、2．8、1．6倍。沉淀池对径流中TSS的去除起主要作用,草坪对径流中溶解态氮、磷的去除起主要作用。沉淀池—草坪处理系统不仅能有效控制径流污染,而且能充分利用径流中的营养盐和水资源,实现雨洪资源化。     

蓄水绿化屋面对雨水径流中污染物的去除效果

屋面作为城区不透水区域的主要组成部分,是造成城市面源污染的重要因素之一。为此,根据屋面雨水径流的特点设计了蓄水绿化屋面系统,并通过比较屋面雨水和城市蓄水绿化屋面处理后出水的水质情况,分析了其对污染物的去除效果。结果显示,城市蓄水绿化屋面对屋面雨水径流中的SS、COD、TN、TP有明显的去除效果,去除率分别可达(80%~90%)、(50%~70%)、(50%~70%)、(40%~70%)。雨水径流经过城市蓄水绿化屋面处理后,其水质可达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920—2002)的要求。该研究为城市屋面雨水资源化利用工程的实施提供了一定的理论依据。     

地表径流污染物在透水铺装系统中的迁移规律

针对北京市雨水径流特性,选取3种典型的透水铺装系统即水泥透水砖、砂基透水砖和页岩透水砖,以面层破损实验和柱实验方式研究透水铺装系统对常规径流污染物（COD、NH₄⁺-N、TN、TP）的去除效能和机制,探讨不同降雨重现期和透水铺装各床层的影响。结果表明,破损的面层材料经雨水浸泡后可能会出现污染物溶出现象,加剧径流污染。3种透水铺装系统出水中的径流污染物浓度变化趋势基本一致,随着运行时间的延长,大部分污染物的浓度先急剧降低随后出现不同程度的升高。水泥砖和砂基砖透水铺装系统对污染物的去除效能较为接近,均优于页岩砖透水铺装系统。3种透水铺装系统面层、基层下部以及底基层对COD和NH₄⁺-N的去除效果较好;系统各床层对TN的去除效果均较差,甚至出现TN析出的现象,但对TP的去除效果均较好。当降雨重现期增加时,透水铺装系统对污染物的去除效果变差。     

坡岸截留强化处理设施对农业面源污染物的去除

对坡岸截留强化处理设施处理农业面源污染开展了中试研究。结果表明,坡岸截留强化处理设施中基质有效高度增加30 cm会使COD、TN的去除率分别增加7.28%、10.65%,但是对TP、SS的去除率增加不明显;而在坡岸截留强化处理设施中种植较长根系的植物使其拦截、吸附有机物和氮、磷的作用加强,对COD、TN、NH_4~+-N、TP的去除率分别增加了11.72%、18.91%、17.71%、30.18%,但是对SS的去除率增加不明显;坡岸截留强化处理设施在长为3.3 m、基质高度为60 cm、砂土高度为20 cm、种植金鸡菊的条件下,对径流污染物的净化效果较好,对COD、TN、NH_4~+-N、TP的去除率分别为46.94%、59.28%、65.43%、83.58%。     

重庆南湖水源地保护工程人工湿地的雨季运行特点

人工湿地是近年来日益受到关注的一项农业径流面源污染控制技术。结合重庆市南湖水源地保护工程的人工湿地工程实例,分析了该农业区雨季径流的水质、水量特征,并对人工湿地的运行特点以及不同运行方式下的除污效果进行了研究。结果表明,用于农业径流处理的人工湿地为典型非稳态运行人工湿地,在降雨影响下进水量和出水量并不相等,适合用径流平均浓度(EMC)去除率评估其污染物净化效能;在雨季进水水量和水质随机波动的情况下,人工湿地的出水COD、NH_4+~-N、TN以及浊度值稳定,均能达到设计要求,但对TP的去除效果受进水量的影响明显,进水TP为0. 11～0. 34 mg/L时,出水TP的EMC值为0. 16 mg/L,未达到设计要求。     

屋顶绿化基质对雨水径流水质的影响

以3种基质厚度(100、150和200 mm)和3种基质类型(再生砖、珍珠岩和园林土)为控制变量,在深圳市光明新区试制了5组屋顶绿化示范装置并进行长期跟踪检测。结果表明,增大绿色屋顶的基质厚度可增强对雨水径流中SS、TN和NH3-N的控制效果,但对磷的控制效果影响不显著;当绿色屋顶基质厚度为150 mm时,屋面对有机物的控制效果最优。与园林土屋面相比,再生砖屋面对有机物的控制效果较好,珍珠岩屋面对磷的控制效果较好。添加再生砖和珍珠岩后,能够提高屋面对总氮和氨氮的去除效果,但出水SS浓度会升高。     

武汉市降雨径流污染特征分析

研究了武汉市降雨历程中雨水水质的特征,并选取不同下垫面作为雨水取样点,以SS、COD、TN和TP作为主要水质指标进行比较,分析了径流不同时间段雨水水质的变化趋势,同时研究了不同污染物之间的相关关系。结果表明:初期雨水污染均较严重,污染物质量浓度较高;不同时间内,天然降雨和不同下垫面污染物质量浓度差异较大,相对于不同下垫面降雨径流,自然降雨的水质较好,屋面雨水的水质要好于路面雨水;随着径流时间的持续,各污染物质量浓度呈下降趋势,且污染物间有一定的相关性。该研究对合理开展城市径流面源污染控制有重要意义,并能够为有效利用城区雨水资源提供科学依据。     

改性基层透水混凝土铺装路面对污染物的去除试验研究

通过使用人工模拟降雨装置和透水混凝土铺装路面,试验研究了透水混凝土铺装改性基层路面对径流污染物的削减情况。结果表明:在不同重现期下基层通过掺入膨润土并以沸石作为骨料后对COD、TP、TN、Cu、Zn、Pb的去除率分别为76.7%~86%、72.2%~84.1%、6%~7%、79%~82%、84%~85.5%、91%~93.8%,且随着重现期的增加,净化效果均减弱。在5年重现期下,改性基层透水混凝土铺装对径流污染物COD、TP、TN、Cu、Zn、Pb的削减效率较普通透水混凝土铺装分别提高了10%、9.5%、6%、13%、16.5%、20.6%。据分析,膨润土和沸石通过吸附作用、阳离子交换等官能团置换反应提升了对径流污染物的削减效果,为该种改性基层透水混凝土铺装路面的应用提供了理论依据。     

组合湿地系统对山地城市面源污染的控制效果

构建了由雨水塘、微型水景以及大坡度道路径流控制滤池组成的组合湿地系统,研究了该组合系统对重庆市园博园江南园集水区内不同降雨量下径流污染的去除效果。在8次降雨事件中,该组合湿地系统对COD、TN、NH_3-N、NO_3~--N、TP和TSS的平均去除率分别为57%、83%、53%、65%、40%和54%,且去除率与径流水质密切相关。经组合湿地系统处理后出水COD、TN、NH_3-N和TP浓度均达到了《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中的Ⅲ类水质标准,有助于龙景湖保持Ⅳ类水质的要求。     

深圳市道路降雨径流初期冲刷效应及初期弃流量分析

以深圳市光明新区高铁站附近道路为径流采样区域,对路面降雨径流进行监测,通过不同降雨径流事件,测试径流过程中悬浮颗粒物(SS)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH4-N)、硝氮(NO3-N)质量浓度的变化,并利用污染物质量浓度变化规律和M(V)曲线,综合研究该区道路径流的初期冲刷效应及初期径流弃流量。研究结果表明:该区道路降雨径流存在初期冲刷效应,其中SS、COD要比NH4-N、NO3-N、TP和TN的初期冲刷作用明显;综合分析得出初期径流截流率为30%~40%,所对应的污染物负荷比例为42%~70%,定量确定该区道路初期弃流量可控制在8 mm左右,并建议在实际工程中,应综合考虑多方面影响因素酌情选定初期弃流量。