生態(tài)濾溝凈化城市路面徑流的中試研究.pdf

1、隨著我幽城市化進(jìn)程的快速發(fā)展,不透水地表比例逐漸增大,城市降雨牲流污染問(wèn)題變得日益突出。同時(shí),隨著世界人口膨脹,缺水問(wèn)題已對(duì)全球構(gòu)成威脅。將城市雨水進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬艋幚砑百Y源化利用顯得尤為重要和迫切。生態(tài)濾溝作為一種典型的低影響開(kāi)發(fā)(LID)生物滯留技術(shù),將徑流污染控制與雨水蓄滯利用有機(jī)結(jié)合,對(duì)于干旱缺水地區(qū)具有重要意義和實(shí)用價(jià)值。本文在西安理工大學(xué)露天試驗(yàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)和建造了2套中型試驗(yàn)裝置,其中一套為0.5米寬的10條濾溝,每條溝槽的規(guī)格為

2、長(zhǎng)2m×寬0.5m×深1.05m;另一套為l.Om寬的8條濾溝,每條溝槽的規(guī)格為長(zhǎng)2.5m×寬l.Om×深1.05m。通過(guò)室外試驗(yàn)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析,從進(jìn)水水量、運(yùn)行間隔時(shí)間、填料種類三個(gè)方面研究生態(tài)濾溝水量削減效果;從進(jìn)水污染物濃度、運(yùn)行間隔時(shí)間、填料種類、溝寬四個(gè)方面研究生態(tài)濾溝的污染物凈化效果,研究得出以下結(jié)論:
　　(1)在三種進(jìn)水水量(0.5m寬溝槽進(jìn)水水量分別為424.8L/60min、885.6L/60min、1189.

3、8L/60mm; Im寬溝槽進(jìn)水水量分別為1009.8L/60nun、2102.4L/60min、2824.2L/60min)條件下.0.5m寬溝槽(除4號(hào)溝外)及Im寬溝槽均隨進(jìn)水水量的增大,徑流削減率及洪峰流量削減率減小。隨著進(jìn)水水量的增大,洪峰推遲時(shí)間在15-30min之間,大部分情況下在20min左右。在不同運(yùn)行間隔時(shí)間條件下,中水量(1771.2L/60min)進(jìn)水時(shí),隨著間隔時(shí)間的增加,徑流削減率先增大后減小。不同種類填料溝

4、槽的徑流體積削減率、洪峰流量削減率由強(qiáng)到弱排序?yàn)?沙+種植土+腐殖質(zhì)>種植土>高爐渣+沙>粉煤灰+沙>高爐渣。
　　(2)相同試驗(yàn)條件下,高爐渣對(duì)正磷、總磷和Zn的去除率最高;種植土對(duì)氮和COD的去除率最高;高爐渣+沙混合填料對(duì)Cd的去除率最高。裝置運(yùn)行間隔時(shí)間分別為1天和3天時(shí),隨著時(shí)間間隔的增大,試驗(yàn)溝槽對(duì)氨氮、硝氮、總氮、正磷、COD、Zn的去除率減小:對(duì)Cd濃度去除率隨著運(yùn)行時(shí)間間隔的增大而增大,甚至達(dá)到100％全部去除。

5、在三種進(jìn)水濃度下,試驗(yàn)溝槽氮類濃度去除率會(huì)隨著進(jìn)水濃度的增加而降低;磷類濃度去除率與進(jìn)水污染物濃度成正比:COD濃度去除率隨著進(jìn)水污染物濃度增大而減小。Cd濃度去除率隨著進(jìn)水污染物濃度的增大而增大。
　　不同寬度但填料相同的四條溝槽(分別為0.5m裝置的7、8、9、10號(hào)溝和Im裝置的西4號(hào)溝,西3號(hào)溝、東4號(hào)溝、東3號(hào)溝)在中濃度(COD為400mg/L)進(jìn)水條件下,除8號(hào)溝和西3號(hào)溝(人工填料均為高爐渣+沙)氮去除率基本相同外

6、,其余三組均表現(xiàn)出寬度越大,氮濃度去除率越大。8號(hào)溝與西3號(hào)溝表現(xiàn)出溝寬越寬磷去除率越大,其他三組磷去除率隨溝寬的增大而減小。溝寬越寬,COD濃度去除率越大。7號(hào)溝與西4號(hào)溝(人工填料均為粉煤灰+沙)表現(xiàn)出溝寬越寬,Cd、Zn去除率越大;8號(hào)溝與西3號(hào)溝表現(xiàn)出溝寬越寬,Cd、Zn去除率越小。
　　(3)進(jìn)水水量、運(yùn)行間隔時(shí)間、填料種類與徑流體積削減率存在線性關(guān)系;經(jīng)過(guò)逐步回歸,水量削減率Y與進(jìn)水水量xl、運(yùn)行間隔時(shí)間X2、孔隙率X

7、3、滲透系數(shù)X4之間方法一和方法二分別得到回歸方程:Y=246.54-0.02X1+3.08X2-4.49X3+10.4IX和 Y=246,12-0.017Xi+2.54Xr4.5IX3+4.3IX4。方法一和方法二模擬結(jié)果均用確定性系數(shù)檢驗(yàn),方法一模擬檢驗(yàn)Ens均大于方法二,因此方法一得到的回歸模型可信度更高,預(yù)測(cè)結(jié)果也更為準(zhǔn)確。進(jìn)水污染韌濃度、運(yùn)行間隔時(shí)間、填料種類、溝寬與TN、TP、COD濃度去除率之間存在線性關(guān)系。運(yùn)用兩種多元線

8、性回歸建模方法得到回歸模型,檢驗(yàn)后方法一更為可信。TN、TP、COD去除率Y與進(jìn)水污染物濃度xl、運(yùn)行間隔時(shí)間X2、溝寬 X3、孔隙率X4、填料因子X(jué)5間的多元線性回歸方程(方法一)分別 Y=-25.003-1.692XI-10.455X2+13.195X3+1.762X4+0.02IX5,Y=-63.587+4.239Xl-0.982Xz+3.192X3+3.268X4+0.032X5,Y=-61.074-0.008X1-4.913X