当前位置: 海绵 >> 海绵发展 >> 净水技术人工湿地理论在海绵城市建设系统中
当海绵城市遇上人工湿地,会擦出怎样的火花?江苏河马井股份有限公司副总经理周敏宏深入剖析了人工湿地理论在海绵成城市建设系统中的应用。
随着城市化进程的不断深入,我国城市中的道路、桥梁、建筑物等不可渗透表面也随之高速增长,加之近年来,极端降雨事件的频发和气候变化现象的突出,导致原本可以渗透到土壤中的雨水现在只能在不可渗透的表面进行冲刷。降雨经过淋洗大气,冲刷路面、城市建筑物、城市废弃物进入地表水和地下水,加重城市水源的污染,从而影响水资源的可持续利用,加剧水资源短缺的危机。
雨水径流属于非点源污染,具有较大的随机性、偶然性和广泛性。污染负荷时空变化幅度大,研究、控制和处理的难度也大。由雨水径流所引起的非点源污染已成为城市水环境污染的重要因素之一。年美国关于水体污染的调查表明,约30%地表水体的污染物超标是由非点源污染造成的,在已实现污水二级处理的城市,水体BOD5年负荷中的40%~80%来自雨水径流。我国雨水径流引起的污染问题也很严重。滇池流域的大青河暴雨期悬浮物浓度比平时均值高22倍,宝象河暴雨期最大悬浮物浓度是非暴雨期的倍。雨水径流携带大量污染物排入城市水系也造成严重污染。据初步保守估算,城区雨水径流污染占水体污染负荷的比例,城市雨水径流污染负荷比例北京为14%,上海为22%左右。
1城市初期雨水径流污染特性随着城市地面污染的加剧,雨水径流污染愈加严重。沥青油毡屋面、沥青混凝土道路、融雪剂、农药、杀虫剂的使用均能使径流的雨水中含有大量的有机物、病原体、重金属、油等污染物,雨水的污染程度不容小觑。尤其是污染最为严重的初期雨水径流,降雨径流中所携带污染物几乎都集中在初期几毫米雨水中,其污染负荷远高于中后期雨水,若这部分径流直接排放,则会给地表水造成巨大污染。
表1和表2分别为北京城区-年不同月份屋面和路面雨水径流的部分污染物监测结果。
表1北京市城区建筑屋面雨水径流部分污染物质量浓度
监测项目
雨水初期
雨水中期
平均值(mg/L)
变化系数
平均值(mg/L)
变化系数
沥青油毡屋面
瓦屋面
沥青油毡屋面
瓦屋面
COD
0.5-4.0
0.5-2.0
SS
0.5-3.0
0.5-2.0
阴离子表面活性剂
3.93
0.5-2.0
Pb
0.69
0.23
0.5-2.0
0.09
0.08
0.5-1.0
Zn
1.36
1.70
0.5-2.0
0.93
1.11
0.5-1.0
酚
0.05
0.5-2.0
石油类
8.03
0.4-2.0
TP
4.10
0.8-1.0
0.94
0.8-1.0
TN
9.80
0.8-4.0
9.80
0.8-1.5
表2北京市城区路面雨水径流部分污染物质量浓度
监测项目
雨水初期
雨水中期
平均值(mg/L)
变化系数
平均值(mg/L)
变化系数
COD
0.5-3.0
0.5-2.0
SS
0.5-3.0
0.5-2.0
阴离子表面活性剂
3.50
0.5-2.0
Pb
0.30
0.2-2.0
0.10
0.5-2.0
Zn
1.36
0.5-2.0
0.93
0.5-1.0
酚
0.06
0.5-2.0
石油类
65.3
0.1-2.0
TP
5.60
0.5-2.0
1.74
0.5-2.0
TN
13.0
0.5-5.0
11.2
0.5-2.0
NH4-N
7.90
0.8-1.5
2.40
0.5-1.5
城区屋面、道路雨水径流污染与城市其他区域的面源污染特点一样,径流量随着降雨强度的变化而呈现快速正比变化,在降雨初期,随着地表径流的产生及不断增大,径流中的污染物浓度快速增高。至地表径流开始急剧增大时,污染物浓度达到最大值;径流接近或达到最大值时,污染物浓度开始或者已经显著下降。这一特性说明对城市初期地表径流进行处理是十分必要的。
近年来,初期雨水的污染问题越来越受到国内外专家学者的重视。目前,美国和欧洲已经制定了一整套雨水收集、处理和管理的方法。而国内有关初期雨水的研究正成为一个热点。
初期雨水处理工艺的选择与其本身的水质、兴建地方和回用目的息息相关。人工湿地在解决城市雨水径流有其独特的效果,具有调蓄水量、净化水质、美化环境等多方面的功效。加上其投资低、绿色节能、运行简易等内在优点,使得人工湿地在处理初期雨水方面得到了众多学者的
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