组合式滤池处理受污染地表径流水效果研究

发布时间：2020-03-21 09:30

【摘要】：由于城市化发展速度加快导致原本的透水下垫面被硬化路面取代,大量路面污染物随雨水径流进入自然水体,严重威胁城市水生生态环境。同时,在部分老城区,由于合流制排水系统截留倍数有限,产生合流制溢流,生活污水使雨水水质发生变化,加重城市水体的病原微生物污染。滤池是城市面源污染控制的常用设施。我国的城市海绵设施改造过程中,生物滞留池应用较多,然而单一设施对污染较重的雨水的净化能力有限,对氮、磷去除效果不稳定,同时除菌效果不明。因此,本文考察了以改性沸石填料为滤层的沸石滤池与生物滞留池串联,通过两者组合形成组合式滤池,以提高滤池设施对雨水径流、合流制排水系统溢流水及道路融雪的去除效果。首先制备沸石滤池的改性填料——载铜沸石,测定了其表面特性和静态条件下的代表性污染物去除效果,并与细沙和天然沸石进行对比。结果表明其中载铜沸石的污染物去除能力最强,载铜沸石大肠杆菌去除率最高(88%),对总磷、化学需氧量、氨氮、吸附量最高,因此,故载铜沸石可以作为沸石滤池的改性填料。采用填充柱实验考察沸石滤池的填料填充方式及填充比例对污染物去除效果的影响;天然沸石与载铜沸石混合填充的沸石滤池对大肠杆菌、化学需氧量、氨氮去除率优于分层填充型,除磷效果两者相差不大;在滤速为0.06 m/h,进水污染物浓度模拟生物滞留池出水污染物浓度的实验条件下,1:1混合填充时效果最优。沸石滤池去除污染物效果随着滤速的增加而降低,其中化学需氧量的容积负荷下降最快,因此,该滤池设计时服务面积应以化学需氧量为限制条件。将1:1混合填充的沸石滤池与栽种有鸢尾、以沙壤土为换土层的生物滞留池串联,形成组合式滤池;考察不同降雨强度的受污染雨水和融雪的处理效果。结果显示:组合式滤池能够很好的处理受污染雨水和融雪,在滤速为0.10 m/h时,受污染雨水和融雪可以达到景观环境用水水质标准。在组合滤池中,总悬浮物、化学需氧量和氨氮的去除主要在生物滞留池中进行,化学需氧量的去除比例随着降雨强度的增大而增大,从61.87%到68.60%;总磷主要在改性填料沸石滤池中去除,去除率最高为92.86%;大肠杆菌的总去除率稳定在98%;生物滞留池对于铅离子、锌离子、铜离子、镉离子的去除率都在99%以上。
【图文】：

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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文沸石制备及表面特性分析沸石制备方法一种内部充满微孔和通道并且具有吸附性、离子交换性的天然的孔隙率及高比表面积使其对污染物具有一定的吸附作用，但石孔径小，孔道内部易发生杂质堵塞、孔道间的连通性不佳等离子交换能力一般。这些缺点限制了其广泛应用。因此本实验采对沸石进行改性，制备载铜沸石，提高去除污染物效果。课题组的研究成果，本实验制备载铜沸石的流程如图 2-1 所示

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a) 生物滞留池装置示意图 b) 沸石滤池装置示意图图 2-2 组合式滤池装置示意图组合式滤池的填充情况如表 2-5 所示。表 2-5 组合式滤池各层的填充情况分层生物滞留池沸石滤池种植土层（150 mm）砂壤土与细沙 4:1 混合 ——布水层（30 mm） —— 小鹅卵石除菌除磷填料层（200 mm） —— 天然沸石与载铜沸石细沙层（550 mm）细沙细沙粗沙层（70 mm） —— 粗砂排水层（100 mm）鹅卵石鹅卵石实验装置流程图如图 2-3 所示。填料层排水层细沙层粗沙层排水层出水口
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X52

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