【摘 要】
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城市化发展使得不透水地面面积增加,导致降雨期间雨水渗透量减少,引发城市内涝,另外,雨水径流当中的磷元素需要得到重点控制。本文以砂土混合基质生物滞留设施为研究对象,研究了砂土混合基质对于雨水径流中磷的吸附性能,探讨了砂土混合基质生物滞留设施对雨水径流量的调控效能、雨水径流中磷的净化效果及其影响因素,分析了砂土混合基质生物滞留设施中磷的迁移转化,为砂土混合基质生物滞留设施强化雨水径流磷污染控制效能提供
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城市化发展使得不透水地面面积增加,导致降雨期间雨水渗透量减少,引发城市内涝,另外,雨水径流当中的磷元素需要得到重点控制。本文以砂土混合基质生物滞留设施为研究对象,研究了砂土混合基质对于雨水径流中磷的吸附性能,探讨了砂土混合基质生物滞留设施对雨水径流量的调控效能、雨水径流中磷的净化效果及其影响因素,分析了砂土混合基质生物滞留设施中磷的迁移转化,为砂土混合基质生物滞留设施强化雨水径流磷污染控制效能提供技术支持。主要结论如下:(1)在静态试验中,将表层土、工程砂、砂土混合基质置于相同条件下吸附除磷。结果表明,砂土混合基质适合作为生物滞留设施的基质,伪二阶模型对砂土混合基质吸附除磷动力学过程的描述更为精确,且以化学吸附为主。不同初始磷浓度是影响砂土混合基质吸附除磷的重要因素之一,相同的条件下,砂土混合基质对于磷的平衡吸附量随初始磷浓度的升高而增大。在试验范围内,砂土混合基质最大吸附率范围为38.5%~67.8%。根据Langmuir模型,砂土混合基质磷最大吸附量为2470.733 mg/kg。Cl-、SO42-、NO3-不是砂土混合基质吸附磷的竞争离子,砂土混合基质吸附的磷不易解吸。(2)动态模拟降雨试验中,将工程砂、砂土混合基质、表层土分别作为生物滞留设施的基质,3种生物滞留设施的雨水径流渗透性差异较大。其渗透能力表现为工程砂>砂土混合基质>表层土,但工程砂的下渗速度过快,不能对雨水径流有较好的滞留作用,而表层土使得生物滞留设施易发生堵塞现象。工程砂、砂土混合基质对可溶性磷(SRP)的去除率范围分别在92.63%~99.52%、95.82%~99.55%,对总磷(TP)的去除率范围分别在91.73%~99.44%、95.41%~99.40%。对于生物滞留设施除磷稳定性方面,砂土混合基质强于工程砂,填充工程砂的生物滞留设施本底磷更容易析出。基质种类与水力负荷是影响生物滞留设施雨水径流磷去除的重要因素,随水力负荷的增大,砂土混合基质生物滞留设施SRP、TP的负荷削减率降低,在试验范围内,进水污染负荷对除磷效果的影响不明显。(3)降雨—落干周期中,雨水径流磷进入生物滞留设施后会引起基质中TP和无机磷(IP)的波动,TP及IP质量浓度在纵向分布上逐层增加,且基质吸附雨水径流磷是从上至下,逐层进行。雨水径流中的磷进入砂土混合基质生物滞留设施后,转化为易交换态磷(Ex-P)、铁铝结合态磷(Fe/Al-P),Ex-P、Fe/Al-P进一步转化为其他形态的磷,Ex-P、Fe/Al-P质量浓度在纵向分布上逐层递减。基质中钙结合态磷(Ca-P)质量浓度在纵向分布上逐层递增,上层的Ca-P会向下层迁移,Ca-P向其他形式磷转化较少,其累积能力强于Ex-P和Fe/Al-P。
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