Page 130 - 《环境工程技术学报》2022年第5期
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· 1486 ·                                环境工程技术学报                                         第 12 卷

            料层高度     为  900 mm〔包括种植土壤（250 mm）、上层               作为试验柱进水，共模         拟  9  场降雨：1～ 场为低浓度
                                                                                                 3
            填料（450 mm）、下层填料（200 mm）〕，砂滤层高度                     模拟降雨，4～ 场为中浓度模拟降雨，7～ 场为高
                                                                           6
                                                                                                     9
            为  90 mm，砾石层高度      为  100 mm。                     浓度模拟降雨。污染物浓度设置见               表  2。

                1 柱填料层采用的是传统填料——沙子，没有添
                 #
                                                                        表 2    模拟雨水的污染物来源及浓度
                         #
            加复合填料；2 柱填料层上层填料为石英砂，下层填                                   Table 2    Sources and concentrations of
                                                        #
            料为复合填料（90       %  沙+5 %  木屑+5% HAVSP）；3 柱                    pollutants in simulated rainwater  mg/L
            在  2 柱的基础上进行改进，在填料层上下层均设置                                                     水质指标
                #
                                                                   进水浓度
            了聚丙烯折流板，其中上层折板穿孔，下层折板不穿                                             总氮     氨氮     硝态氮      总磷
            孔，其他    与  2 柱相同。2 、3 柱上层填料采用的是石                     低浓度（1～3场）       4      1       1        1
                                     #
                       #
                                 #
            英砂，由于其比表面积较大，有利于经种植土过滤后                              中浓度（4～6场）       8      2       2        2
            的雨水与石英砂表面充分接触。                                       高浓度（7～9场）       16     4       4        4
                为了满足《海绵城市建设技术指南 低影响开发
                                                                1.3 试验预处理与运行
            雨水系统构建》（试行）中对生物滞留池渗透系数的
                                                                1.3.1 预处理
            控制，3 柱上层填料设置了折流板，其目的如下：
                   #
                                                                   按照  表  1  向对应试验柱填充填料、校园绿化带
            1）导流，如    图  1（c）中示意的水流方向，避免水集中向
                                                               土壤、树皮和有机质。因植物麦冬抗旱耐涝，根系较
            一处渗透，增加了水流途径，有利于均匀渗水；2）适
                                                               为发达，生长力旺盛，        在  3  个试验柱种植了相同的植
            当减缓渗透速度，充当良好的过滤介质，并有利于上
                                                               物麦冬。在正式试验之前，为了防止试验柱内污染
            层氨化菌、硝化菌等附着于石英砂表面生长；3）上层
                                                               物对试验结果造成干扰，使用自来水                 对  3  个试验柱
            折流板中的横板可以更好地为下层填料提供相对厌
                                                               进行连续冲刷，直到系统淋洗出来的水样中氨氮、磷
            氧的空间。下层折流板除起到导流作用外，还可在
                                                               和硝态氮浓度降       至  0.1 mg/L。生物滞留试验柱中的
            下层填料中形成局部淹没深度，与上层折流板中的
                                                               填料需要微生物协同作用发生生化反应，以实现对
            横板共同创造一个相对的厌氧环境，有利于反硝化
                                                               雨水径流污染物的去除           [19-20] 。为了形成稳定的微生
            细菌的生长和繁殖；同时，还可增加雨水流经的路
                                                               物系统，取预处理过的校园道路雨水径流浇                      灌  1 、
                                                                                                           #
            程，从而增加雨水的停留时间，有利于脱氮。
                                                               2 和 #  3 试验柱，维 持  1  个月。接种期间按照一定的干
                                                                    #
                在生物滞留柱底部配备穿孔出流排出管道，直
                                                               湿周期比进行浇灌，         使  3  个生物滞留柱系统的含氧
            径  为  25 mm。此外，1 和  #  2 柱出水高度均       为  0 mm；
                                    #
                                                               率和渗透率在每个周期内得到恢复。
            3 柱设置   了  0、150、250、350、450 mm  个不同的淹
             #
                                              5
                                                                1.3.2 试验运行
            没出水高度，通过不同淹没出水高度对氮、磷的去除
                                                                   经 过  1  个月预处理，各生物滞留试验柱内植物
            效果来探究折流式生物滞留设施最佳淹没出水深
                                                               生长较快，枝叶旺盛，形成了稳定的生态系统，之后
            度。各生物滞留池具体填充物见               表  1。
                                                                                                   9
                                                                                                         1
                                                               开 始 进 行 模 拟 降 雨 试 验 。 分 别 于      201 年   1 月
                     表 1    各生物滞留试验柱内的填充物                      2 日—1 月     3  日进行低浓度模拟降雨；1 月            15—
                                                                      2
                                                                5
                                                                                                    2
                Table 1    Materials filled in bioretention test columns
                                                               2 日进行中浓度模拟降雨；202 年             1  月  5—1 日进
                                                                1
                                                                                                       3
                                                                                          0
                    高度/
                                                                                         0
                                                  #
              填充物             1 柱             2 柱、3 柱          行高浓度模拟降雨。每          次  09:0 开始降雨，持续时间
                               #
                                              #
                     mm
                                                               为  180 min，进水流量   为  60.59 mL/min。
              覆盖层    70    树皮和有机质           树皮和有机质
                                                                1.4 分析方法
            种植土壤层 250     校园绿化带土壤           校园绿化带土壤
                                                                                                          #
                                                                   1 和 #  2 柱仅 取  0 m m  淹没出水高度的水样，3 柱
                                                                        #
            上层填料层 450         沙子               石英砂
                                                               分别  取  0、150、250、350、450 mm  个淹没出水高度
                                                                                             5
            下层填料层 200         沙子        90%沙+5%木屑+5%HAVSP
                                                               的水样。进出水水样直接消解，采用过硫酸钾氧化-
              砂滤层    90  粗砂（直径1～2 cm）     粗砂（直径1～2 cm）
                                                               紫外分光光度法测定总氮浓度，采用钼锑抗分光光
                          砾石（直径12～35       砾石（直径12～35
            砾石排水层 100
                         mm）+DN25穿孔管       mm）+DN25穿孔管         度法测定测定总磷浓度，采用酚二磺酸光度法测定
                收集校园道路雨水径流作为原雨水，因原雨水                           硝态氮浓度，采用纳氏试剂光度法测定氨氮浓度。
            中氮、磷等污染物浓度波动较大，为了维持道路雨水                                利用扫描电子显微镜（SEM，UV-5500PC，上海
            径流的理化性质稳定，向其中加入硝酸钾、氯化氨和                            元析仪器有限公司）观         察  HAVS 表面形貌及微观孔
                                                                                          P
            磷酸二氢钾使污染物达到一定的浓度。以该模拟水                             隙结构；采用       X  射线能谱仪（EDAX，Zeiss Sigma
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