生物滯留池在水處理領域中的應用探討

陸青杰　袁楊春　孫俊偉　姚尚　包亞晴

【摘 要】探討了生物滯留池技術應用發(fā)展現狀，針對其存在的問題提出展望：考慮增加填料反沖洗措施，以減少頻繁更換填料帶來的問題；將城市雨水與河水處理相結合，解決干旱期帶來的問題；探索設計參數的優(yōu)化，提高維護和管理的科學性。

【關鍵詞】生物滯留池；應用現狀；水質凈化；技術比較分析

中圖分類號： P333.1 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）09-0031-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.013

生物滯留池是一種新型的分散式低影響水處理設施，通過植物滯留、蓄水層沉淀、填料過濾、吸附和生物吸附降解等一系列的過程對水進行處理[1]。與此同時根據不同的需求，將經過相應處理后排放入收納水體或是儲存利用，在水處理領域有著很好的開發(fā)應用潛力。

1 生物滯留池技術應用分析

1.1 綠色屋頂技術

綠色屋頂技術是運用生物滯留單元對雨水進行滯留、預處理以削減城市暴雨洪峰流量、控制雨水面源污染的新技術。并能增加城市綠化面積、改善水生態(tài)環(huán)境，在一定程度可以上減輕城市熱島效應。綠色屋頂技術對坡屋頂和平屋頂都適用。其基本處理單元是生物滯留池，要根據當地氣候和自然條件來初步確定植物種類，且植物和當地土壤類型相適應。選擇土壤時，優(yōu)先考慮孔隙率高，密度小耐沖刷且適合植物生長的天然或者人工填料。綠色屋頂可以將屋面的徑流系數降低至0.3[2]，有效削減洪峰流量。但是要綜合考慮屋面防水，防火結構，抗壓，抗風等工程結構措施，同時后期維護管理成本高。

1.2 雨水花園

雨水花園是將生物滯留池與傳統花園有機結合的工程性雨水處理技術[3]，雨水在自重作用下流入雨水花園中，一般建造在地勢較低的區(qū)域，通過在原種植土壤或更換的人工填料上種植植物，在滯留、凈化雨水的同時還能夠美化環(huán)境，經濟方面造價相對較低，工程易于實施。

1.3 下凹式綠地

下凹式綠地的高程低于周邊路面，以收集和調蓄雨水，并將收集到的雨水匯流于生物滯留池，使雨水通過生物滯留池處理后下滲至土壤或下層預埋的管道中，達到削減徑流，補充地下水，改善水質的作用。一般下凹式綠地土壤無需人工換填，但其對高程即下凹深度有一定要求。下凹式綠地面積大，可以收集和儲存更多水，因而其植物多選用本土草本類為主[4]。由于其對高程要求較高，且雨天水深危險，因而已建成區(qū)改造困難，投入較大。

2 生物滯留池技術與傳統水處理技術比較

近年來國外基于生物滯留池技術在城市水處理方面取得了良好的效益，雖然我國目前應用并不廣泛，尚處于理論研究試驗階段?，F有投入運行的生物滯留池效果也差強人意，但是由表1可以看出，相比于傳統的與水處理設施生物滯留池技術優(yōu)勢依舊明顯。

3 生物滯留池技術水處理凈化效果

為了驗證生物滯留池在水質凈化方面的效果，國內外學者做了大量試驗及理論研究。生物滯留池對水中的大部分污染物都有很好的去除效果[5]，且經濟適用，可廣泛應用于城市低空間的綠化。同時，由于徑流水質、水量變化的隨機性和復雜性，在已投入生物滯留設施對徑流雨水中污染物的去除率波動較大。比如，對N、P的去除率較低[6]，運行效果不夠穩(wěn)定，有時還出現出水污染負荷高于進水的現象。也有研究發(fā)現生物滯留池在干旱期的處理性能發(fā)現生物滯留池的去除性能會受干旱時間的長度所影響，經歷長時間干旱后N的去除率會明顯下降[7]，而填料的使用時間會對重金屬去除效果產生影響，填料需要定期更換[7-8]。因此如何合理的設計、維護生物滯留池使其能夠長期穩(wěn)定運行是關鍵。

4 結論

綜上，生物滯留池技術可以從下列幾個方面進行優(yōu)化：（1）開展生物滯留池長期穩(wěn)定性研究，特別要考慮到重金屬在填料內積累達到飽和需要更換填料帶來的問題，而增加反沖洗裝置對填料進行反沖洗是個不錯的選擇。（2）將城市河水和雨水處理相結合，干旱期將河流水通過重力流或者潛水泵引入生物滯留池處理，既能避免干旱期對生物滯留池產生的不利影響，又能控制水體的污染。（3）一方面要在生物滯留池結構設計方面多做研究，探索適合我國的生物滯留池設計參數的實驗數據。另一方面在推廣和應用時要注重合理建設和科學維護。以便生物滯留池技術能最大限度發(fā)揮作用。

【參考文獻】

[1]李平，王晟.生物滯留技術控制城市面源污染的作用與機理[J].環(huán)境工程，2014，32（3）：75-79.

[2]張偉，車伍，王建龍，等.利用綠色基礎設施控制城市雨水徑流[J].中國給水排水，2011，27（4）：22-27.

[3]殷利華，趙寒雪.雨水花園構造及填料去污性能研究綜述[J]. 中國園林，2017，33（5）：106-111.

[4]焦勝，賀穎鑫，羅碧虹，等.基于雨水年徑流控制的下凹式綠地面積比研究[J].給水排水，2016（s1）：66-72.

[5]Lefevre G H， Paus K H， Natarajan P， et al. Review of Dissolved Pollutants in Urban Storm Water and Their Removal and Fate in Bioretention Cells[J]. Journal of Environmental Engineering， 2015， 141.

[6]Randall M T， Bradford A. Bioretention gardens for improved nutrient removal[J]. Water Quality Research Journal of Canada， 2013， 48（4）：372.

[7]Emily G. I. Payne， Tim D. Fletcher， Perran L. M. Cook， et al. Processes and Drivers of Nitrogen Removal in Stormwater Biofiltration[J]. Critical Reviews in Environmental Science & Technology， 2014， 44（7）：796-846.

[8]許萍，何俊超，張建強，等.生物滯留強化脫氮除磷技術研究進展[J].環(huán)境工程，2015，33（11）：21-25.