生物滞留池在水处理领域中的应用探讨

陆青杰　袁杨春　孙俊伟　姚尚　包亚晴

【摘 要】探讨了生物滞留池技术应用发展现状，针对其存在的问题提出展望：考虑增加填料反冲洗措施，以减少频繁更换填料带来的问题；将城市雨水与河水处理相结合，解决干旱期带来的问题；探索设计参数的优化，提高维护和管理的科学性。

【关键词】生物滞留池；应用现状；水质净化；技术比较分析

中图分类号： P333.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）09-0031-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.013

生物滞留池是一种新型的分散式低影响水处理设施，通过植物滞留、蓄水层沉淀、填料过滤、吸附和生物吸附降解等一系列的过程对水进行处理[1]。与此同时根据不同的需求，将经过相应处理后排放入收纳水体或是储存利用，在水处理领域有着很好的开发应用潜力。

1 生物滞留池技术应用分析

1.1 绿色屋顶技术

绿色屋顶技术是运用生物滞留单元对雨水进行滞留、预处理以削减城市暴雨洪峰流量、控制雨水面源污染的新技术。并能增加城市绿化面积、改善水生态环境，在一定程度可以上减轻城市热岛效应。绿色屋顶技术对坡屋顶和平屋顶都适用。其基本处理单元是生物滞留池，要根据当地气候和自然条件来初步确定植物种类，且植物和当地土壤类型相适应。选择土壤时，优先考虑孔隙率高，密度小耐冲刷且适合植物生长的天然或者人工填料。绿色屋顶可以将屋面的径流系數降低至0.3[2]，有效削减洪峰流量。但是要综合考虑屋面防水，防火结构，抗压，抗风等工程结构措施，同时后期维护管理成本高。

1.2 雨水花园

雨水花园是将生物滞留池与传统花园有机结合的工程性雨水处理技术[3]，雨水在自重作用下流入雨水花园中，一般建造在地势较低的区域，通过在原种植土壤或更换的人工填料上种植植物，在滞留、净化雨水的同时还能够美化环境，经济方面造价相对较低，工程易于实施。

1.3 下凹式绿地

下凹式绿地的高程低于周边路面，以收集和调蓄雨水，并将收集到的雨水汇流于生物滞留池，使雨水通过生物滞留池处理后下渗至土壤或下层预埋的管道中，达到削减径流，补充地下水，改善水质的作用。一般下凹式绿地土壤无需人工换填，但其对高程即下凹深度有一定要求。下凹式绿地面积大，可以收集和储存更多水，因而其植物多选用本土草本类为主[4]。由于其对高程要求较高，且雨天水深危险，因而已建成区改造困难，投入较大。

2 生物滞留池技术与传统水处理技术比较

近年来国外基于生物滞留池技术在城市水处理方面取得了良好的效益，虽然我国目前应用并不广泛，尚处于理论研究试验阶段。现有投入运行的生物滞留池效果也差强人意，但是由表1可以看出，相比于传统的与水处理设施生物滞留池技术优势依旧明显。

3 生物滞留池技术水处理净化效果

为了验证生物滞留池在水质净化方面的效果，国内外学者做了大量试验及理论研究。生物滞留池对水中的大部分污染物都有很好的去除效果[5]，且经济适用，可广泛应用于城市低空间的绿化。同时，由于径流水质、水量变化的随机性和复杂性，在已投入生物滞留设施对径流雨水中污染物的去除率波动较大。比如，对N、P的去除率较低[6]，运行效果不够稳定，有时还出现出水污染负荷高于进水的现象。也有研究发现生物滞留池在干旱期的处理性能发现生物滞留池的去除性能会受干旱时间的长度所影响，经历长时间干旱后N的去除率会明显下降[7]，而填料的使用时间会对重金属去除效果产生影响，填料需要定期更换[7-8]。因此如何合理的设计、维护生物滞留池使其能够长期稳定运行是关键。

4 结论

综上，生物滞留池技术可以从下列几个方面进行优化：（1）开展生物滞留池长期稳定性研究，特别要考虑到重金属在填料内积累达到饱和需要更换填料带来的问题，而增加反冲洗装置对填料进行反冲洗是个不错的选择。（2）将城市河水和雨水处理相结合，干旱期将河流水通过重力流或者潜水泵引入生物滞留池处理，既能避免干旱期对生物滞留池产生的不利影响，又能控制水体的污染。（3）一方面要在生物滞留池结构设计方面多做研究，探索适合我国的生物滞留池设计参数的实验数据。另一方面在推广和应用时要注重合理建设和科学维护。以便生物滞留池技术能最大限度发挥作用。

【参考文献】

[1]李平，王晟.生物滞留技术控制城市面源污染的作用与机理[J].环境工程，2014，32（3）：75-79.

[2]张伟，车伍，王建龙，等.利用绿色基础设施控制城市雨水径流[J].中国给水排水，2011，27（4）：22-27.

[3]殷利华，赵寒雪.雨水花园构造及填料去污性能研究综述[J]. 中国园林，2017，33（5）：106-111.

[4]焦胜，贺颖鑫，罗碧虹，等.基于雨水年径流控制的下凹式绿地面积比研究[J].给水排水，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]许萍，何俊超，张建强，等.生物滞留强化脱氮除磷技术研究进展[J].环境工程，2015，33（11）：21-25.