近年来,城市地表径流氮磷污染日益加剧,是造成水体富营养化问题的主要原因之一。本文利用农业废弃物生物质制备一种新型的吸附材料水热炭,并将其用作生物滞留池的吸附填料,考察了其对地表径流中的氮磷污染物的去除效果。研究结果对于海绵城市中生物滞留池实际应用具有重要意义。试验选用玉米芯、水稻秸秆、大米米糠作为原料,改变制备的反应温度(180℃、220℃、260℃)和反应时间(3h、6h、9h)并利用氯化铁进行改性,改变了水热炭的表面性能,筛选出了最适合用作脱氮除磷吸附材料的水热炭。通过比较水热炭产率及其对磷酸盐的吸附能力,认为利用米糠作为原料在180℃下反应3小时并经过铁改性后生成的水热炭具有最佳的除磷效果,磷去除率为86.26%。通过扫描电镜、能谱分析、比表面积和孔径分析、zeta电位等表征方法比较了180℃-3h-米糠水热炭改性和未改性时的表面性能的差异,结果表明改性后的水热炭比未改性前比表面积增加了60%,改性后比表面积为27.78 m~2/g;孔体积增加了32%,改性后孔体积为0.0963cm~3/g。扫描电镜结果显示改性后炭表面存在炭微球结构,同时附着了铁元素,zeta电位为负并随着pH值的增大电负性增强。比较氯化铁改性后和改性前的水热炭(相同制备条件下),改性后的水热炭能有效吸附水中的溶解性磷酸盐,改性前则几乎不能用于除磷处理。磷吸附性能试验结果表明,水热碳吸附磷酸盐的最佳投加量为8g/L和最佳吸附初始pH=7。水热炭吸附磷酸盐符合Langmuir吸附等温线以及伪二级吸附动力学,饱和吸附容量为1.025mg/g。对装填了水热炭材料的生物滞留池模拟反应柱进行干湿交替运行试验,并比较不同滤速下模拟反应柱的脱氮除磷能力,结果证明总磷的去除率为82.51%(4cm/h滤速)和77.36%(6cm/h滤速),氨氮的去除率为97.30%(4cm/h滤速)和97.46%(6cm/h滤速),硝酸盐氮的去除率为29.50%(4cm/h滤速)和24.33%(6cm/h滤速),出水中亚硝酸盐氮积累量小且有有机物浸出,总氮去除率为58.12%(4cm/h滤速)和53.31%(6cm/h滤速);并且随着干旱期的延长去除效果下降。改变了进水中的总磷浓度导致了总磷去除率的下降。随着进水滤速的增加,氨氮、硝酸盐氮、总磷的去除率均有小幅下降。由此可知,水热炭填料可以用于雨水径流的脱氮除磷处理,对总磷和氨氮去除效果好,另外在4cm/h的滤速下脱氮除磷效果最佳。