海绵城市生物滞留池治理黑臭水体研究

黑臭水体治理是城市建设的重要任务,而在海绵城市建设过程中,治理面源污染的装置如生物滞留池能够有效地解决面源污染问题,从而阻止污染物进入城镇水体。主要介绍了黑臭水体的成因、影响,并讨论了典型海绵城市设施生物滞留池治理黑臭水体的可能性;验证了一种双层生物滞留池对于雨水径流中总有机碳、总氮和总磷的去除效果,证实其能有效阻止黑臭水体的生成。提出在建造生物滞留池时不仅要根据海绵城市建设规划进行,而且要考虑生物滞留池中植物种类、填料组合和比例对具体水体的净化、保护作用,为城市水资源管理和可持续发展作出积极贡献。

固定化菌藻强化生物滞留池脱氮除磷效果

针对传统生物滞留池对氮磷去除效果较差的问题,开展固定化菌藻填料淋洗试验和不同配比固定化菌藻填料的生物滞留池脱氮除磷效果研究。将固定化菌藻填料在去离子水中连续淋洗,研究营养物的释放特征,同时分别设置固定化菌藻填料占填料层的2/5(G1组)和占填料层的4/5(G2组),分析其在不同淹没高度(0、30、60 cm)和落干期下的脱氮除磷效果。结果表明:固定化菌藻填料在前8次淋洗中,未检测出总磷(TP)、总氮(TN),菌藻经过固定化后适合作为生物滞留池填料的改良剂;生物滞留池对氨氮(NH_(3)-N)、TN的去除率随淹没高度的增加而提高,淹没高度为60 cm时,G1、G2组对NH_(3)-N的平均去除率分别为68.25%和72.00%,对TN的平均去除率分别为64.20%和68.70%;淹没高度分别为0和60 cm时,G1、G2组对TP的去除率分别为79.50%和78.00%、70.05%和71.00%,而淹没高度为30 cm时,G2组对TP的去除率最高,达86.00%;落干期从2 d延长至8 d时,NH_(3)-N和TN去除率分别从最高的69.38%和67.10%降至最低的55.13%和57.70%,对TP的去除率从最低的75.50%升至90.00%。固定化菌藻填料有效提高了生物滞留池脱氮除磷性能。

生物滞留池对雨水径流控制效果研究

基于浙江省杭州市某地区雨水径流水质条件,设计构建了不同填料配比和过滤填料层厚度的生物滞留池,研究分析了不同填料类型、降雨强度和污染物负荷对雨水径流控制效果的影响,探究了生物滞留池中填料优化配比以及适宜的过滤填料层厚度。结果表明,在中小降雨强度下,当沸石和蛭石的比例从10%增加到20%,过滤填料层厚度为800 mm时,生物滞留池峰值削减率可达到50%以上;径流污染物去除效果显著提高,TP和NH_(3)-N的总量削减率提高至70%以上,COD和TN的总量削减率提高至40%以上。高通量测序分析表明,生物滞留池不同种类填料中门水平的优势菌群主要有10种,其相对丰度总和占群落的93.46%~98.48%;变形菌门和硝化螺旋菌门中含有大量硝化细菌,厚壁菌门和绿弯菌门中含有大量反硝化细菌,它们对雨水径流中TN的去除起到了重要作用。

生物滞留池中6种植物的氮磷吸收动力学特征

为了筛选出对氮、磷等营养物具有高效吸收性能的生物滞留池植物,通过营养物耗竭法研究了翠芦莉、美人蕉、黄菖蒲、再力花、鸢尾和雨久花6种常见植物对硝态氮(NO-3-N)、氨氮、溶解性总磷(TSP)的吸收动力学特征。结果表明,48 h水力停留时间内6种受试植物对NO-3-N的去除率在12.89%~53.58%,对氨氮的去除率在36.38%~88.25%,6种植物对氨氮亲和力和吸收效果高于NO-3-N;对TSP的亲和力和吸收效果较好,去除率最高可达80%。考虑雨水中污染物的去除效果,NO-3-N含量较高时,宜选用黄菖蒲,低、中浓度NO-3-N含量宜选用鸢尾;氨氮含量较低时,宜选用翠芦莉,中、高浓度氨氮含量宜选用黄菖蒲;低浓度TSP宜选用翠芦莉,中、高浓度TSP宜选用雨久花。

海绵城市中生物滞留池填料改性研究

生物滞留池随着工程实践的发展,改性混合填料成为生物滞留设施填料的主流。本文回顾了常见的有机、无机改性材料及其性能。其中,有机材料有生物炭、椰壳;无机材料有沸石、粉煤灰、给水厂污泥。基于其性能及经济因素,生物炭及给水厂污泥有极大的应用前景。最后分析了现有研究的不足,以期为之后生物滞留池填料改性研究提供借鉴和指导。

生物滞留池水文效应的模拟试验研究

为研究生物滞留池滞留雨水径流和缓解城市渍涝的能力,通过模拟试验监测了生物滞留单元的入流和出流过程,研究其对雨水径流总量的削减率、洪峰削减率和洪峰出现时间延迟等的水文效应。结果表明,生物滞留池对径流总量的削减率在12.83%～48.12%之间,对洪峰的削减率平均为70.85%,延迟洪峰出现时间约26.6min,对小流量的洪峰延迟时间最长(达31.7min)。

生物滞留池水质效应的模拟试验

通过模拟20场径流过程,对生物滞留池的水质过程进行了试验监测.结果显示:滞留池对总氮的平均去除效率为17.63%,对总磷和化学需氧量(COD)的平均去除效率分别为70.51%、58.84%;对污染物总量的降低效率大于浓度的消减率,对总磷和COD总量的消减率达到60%以上,对总氮量的去除效率达到28.20%;草皮和小叶黄杨对总氮量、总磷量和COD的去除率接近.试验表明生物滞留池系统是控制雨水径流引起的城市非点源污染的较好工程措施.

生物滞留池改善城市雨水径流水质的研究进展

如何有效控制城市雨水径流所带来的面源污染已成为城市管理工作所面临的重要难题之一。作为城市暴雨最佳管理措施(BMPs)中的技术之一,生物滞留池可有效控制城市面源污染。总结了生物滞留池在改善城市雨水径流水质方面的研究进展,简要分析了生物滞留池去除污染物的机制。研究结果表明,生物滞留池对雨水径流中的总悬浮颗粒物(TSS)、重金属、油脂类及致病菌等污染物有较好的去除效果,而对N、P等营养物质的去除效果不稳定。最后,对生物滞留池改善城市雨水径流水质进一步的研究方向进行了展望。

基于SWMM的生物滞留池布置水文时空效应

利用SWMM中的低影响开发模块,根据汇流时间将研究区的子汇水区划分为上游和下游,生物滞留池按照不同位置(上游和下游)和不同规模布设,研究其遭遇不同重现期降雨下的水文时空效应。结果表明:在低降雨重现期下,生物滞留池的雨洪控制效果较好;相同重现期时,规模较大的生物滞留池效果较好,而布设的越分散,其降低径流系数的效果越好,但削减洪峰的效果较差。

过滤型生物滞留池径流污染控制效果研究

在土壤渗透速率低、地下水埋深浅的合肥市建造2个过滤型生物滞留中试池,使用模拟路面径流作为进水,评价生物滞留池在类似的土壤地形条件下处理路面径流的效果。研究表明,在滤速分别为9.9cm/h、14.5cm/h条件下,两个生物滞留池对TP、NH3-N去除率均约为80%,渗透速率较低的池Ⅱ对SS、NO3--N的去除率分别为83.5%和67.5%,优于渗透速率较高的池Ⅰ的76.9%和54.5%。由于填料中未经发酵稳定的有机质的淋出,生物滞留池对COD去除效果较差。实际应用时,在本试验的设计参数下,适合地下水埋深浅的地区,过滤式生物滞留池能稳定高效地削减地表径流所携带的污染负荷,池Ⅱ具有较好的年污染负荷控制效果。

基于SWMM模型的生物滞留池水文效应研究

城市化通过改变区域的下垫面条件,进而改变了天然状态下的水文机制。以济南某停车场为研究区域,假设该区域所设的调控措施为生物滞留池,运用SWMM软件建立模型,对加入调控措施-生物滞留池前后进行水文效应对比分析,并通过改变生物滞留池的深度、坡度等指标,模拟不同指标下的径流形态。研究表明:经生物滞留池调控后,洪峰流量呈显著减小的趋势,洪峰出现时间延迟;生物滞留池对于重现期较短的降水效果比较明显,重现期越长,效果越不明显。

基于滞留池基质的氮磷吸附材料过滤柱试验研究

选用3种生物滞留池基质(砂壤土∶木屑∶轮胎颗粒=50%∶30%∶20%(质量比,下同)、砂壤土∶木屑∶轮胎颗粒∶石灰石=50%∶30%∶10%∶10%、砂壤土=100%(基准对照))(分别记为基质1~基质3)进行材料特性分析和过滤柱实验。结果表明,水温9.5~15.5℃,pH为7.56~7.95,流速1.23 m L/min时,基质1和基质2作为生物滞留池基质可有效去除径流中营养盐,对TN、NO_-~3-N、NH_4^+-N、TP的去除率超过82.72%,92.87%,70.70%,74.24%,相较于基质3,分别可提高约为41%,52%,32%,48%;基质2对TN、NO_-~3-N、NH_4^+-N的去除效果优于基质1,基质1对TP的去除效果优于基质2;不考虑植物作用,基质高度60 cm时,对氮、磷营养盐去除效果最好。

生物滞留池中多环芳烃去除研究进展

对多环芳烃主要去除机理及相关影响因素进行详尽综述。介绍多环芳烃来源、转移与源强,综述生物滞留池中土壤介质吸附、生物降解、植物吸收以及根际协助去除多环芳烃的机制以及影响去除效果的主要因素,包括含碳量、有机物组成、环境因子等的研究进展,指出了有待进一步探讨的问题。

生物滞留池的水文效应分析

在分析生物滞留池的结构和功能的基础上,利用生物滞留池模拟设计软件RECARGA对生物滞留池在径流消减、地下水入渗补给、积水时间、总处理水量等方面的水文效应进行了模拟,证实了其显著的水文调控功能;对根区深度、根区土壤、降水类型、天然土壤等影响生物滞留池设计的因素进行了讨论,以期为生物滞留池的合理设计提供理论依据。

基于SWMM的滞留池水文效应分析

暴雨调控措施对消减城市洪峰流量,改善生态环境具有重要的意义。滞留池利用孔、堰等出流设施对径流进行短时间的滞留及排放,从而达到消减洪峰的作用。通过ArcGIS及实测资料获得SWMM所需要的区域特征参数,以区域不透水比例作为输入参数代表区域的城市化程度,利用SWMM模拟软件,分别模拟了该区域城市化前即天然状态下、城市化后无调控措施及城市化后利用滞留池对2年、10年及100年设计暴雨进行调控的径流过程。模拟结果显示,城市化进程显著增大了洪峰流量,缩短了径流持续时间,滞留池在消减洪峰流量方面具有显著的作用,并可以恢复到该区天然状态下的水平;但是,滞留池本身并不能减少区域总的径流量。

雨洪滞留池与蓄水池模式下的雨洪过程研究

为研究雨洪滞留池和蓄水池对雨洪过程的不同影响,介绍了雨洪滞留池和蓄水池的特点及设计方法,构建了基于SWMM的雨洪模拟模型,并以济南市某小区为例,采用SWMM模型分别对雨洪滞留池和蓄水池模式下的城市雨洪过程进行了动态模拟。结果表明,雨洪滞留池和蓄水池对雨洪的控制作用及效果各有侧重,雨洪滞留池侧重于洪水调节,可通过不同高度的排水孔实时调节自身调蓄容积,对洪水的调节具有持续性,但并不能减小区域内的总径流量。而蓄水池利用自身容积对雨洪进行调节,其调节能力随自身储水量的增大而逐渐减小,当蓄水池水位较高时丧失洪水调节能力,相比雨洪滞留池其侧重于洪水利用。在实际应用中,应根据不同雨洪控制利用目标,结合区域水文特征、下游最大允许流量及工程经济等选择适宜的雨洪控制与利用模式。

无植物生物滞留池去除生活污水中典型抗生素及其效能强化

传统生物滞留池氮磷去除效果差,对抗生素等新兴污染物的去除效能尚不清晰,通过添加活性炭层、铁粒构建微生物燃料电池改进生物滞留池,考察了其对化学需氧量(COD)、氨氮(NH4^+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、磺胺甲恶唑(SMX)、四环素(TC)的去除效能.结果表明,较常规生物滞留池,强化型生物滞留池对TP的去除率提高了20%,稳定运行105 d且无释磷现象;在进水投加0.8 mg/L抗生素(SMX/TC)的条件下,强化型生物滞留池对SMX和TC的去除率分别为99.62%和99.67%,较常规生物滞留池分别提高了67.66%和35.24%;投加SMX/TC并未对强化型生物滞留池COD、TP的去除产生抗生素胁迫,且对TN和NH4^+-N的去除产生显著性促进作用,去除率分别提高了29.47%和26.09%.

改良填料生物滞留池处理初期雨水性能探究

针对目前生物滞留池对N、P去除波动较大以及如何进一步提高生物滞留池处理性能的问题,开展了改良填料生物滞留池处理初期雨水的研究。首先探讨了传统生物滞留池填料和粉煤灰+椰糠、沸石+椰糠、给水厂污泥+椰糠、沸石+给水厂污泥等4种改良生物滞留池填料对N、P吸附和解吸附特性,再通过模拟柱试验分析了含有不同填料的生物滞留池对初期雨水的处理性能。结果显示,改良填料能明显提升生物滞留池对TP、NH_(3)-N、TN、COD的去除效果,对SS去除效果也有一定提升;4种改良填料生物滞留池中给水厂污泥+椰糠改良填料生物滞留池处理初期雨水的综合性能更优。

生物滞留池系统组成及工程设计参数优化

从工程实践角度对生物滞留池系统组成及其设计参数进行了梳理分类,综述了国内外的研究和应用现状,结合生物滞留池对径流雨水的控制效果分析,提出了生物滞留池设计参数优化的方向。就填料种类及配比、植物类型及适应性、滞留池表面积、填料层高度等参数的重要性和优化策略进行了系统论述,以期为生物滞留池的设计和运行提供一定的参考依据。

生物滞留池去除道路径流雨水中氮磷的原理及研究现状

介绍了生物滞留池去除径流雨水中氮、磷等污染物的原理,分析了p H值、水力停留时间、填料的性能、降雨间隔期及植物的选择对氮、磷去除效果的影响,结合国内外关于生物滞留池脱氮除磷的研究现状,指出强化氮、磷去除效果的研究方向,为生物滞留技术的推广应用提供技术参考。