我国给水厂每年产生的污泥数量庞大,处置方式仍以填埋为主,处理成本高,侵占土地资源,与新时代生态文明建设理念相悖。另外,我国推进新型城镇化战略,城市人口数量剧增,生态环境形势严峻,鉴于建筑物“灰色”屋顶面积约占城市建成区面积的五分之一,可利用这部分闲置区域通过屋顶绿化技术对雨洪进行管理,推进海绵城市建设。由于屋顶绿化建设需要大量基质材料,给水厂铝污泥也亟须寻求低成本、无害化、资源化的处置方式,若将铝污泥用于屋顶绿化基质的配制,可同时解决两者矛盾,符合“变废为宝、循环利用”的循环治污理念。本试验针对屋顶绿化基质的各项指标要求,以资源化利用的理念为引导。选取3种可资源化利用的材料(铝污泥、椰糠、园林绿化废弃物),在分析各个材料理化性质的基础上,通过正交试验设计,将上述3种材料按照一定的体积比例混合配制成基质,对基质试样进行理化性状(水饱和容重、非毛管孔隙度、p H值、EC值)、渗蓄性能(渗透系数、吸水量、失水率)和植物生理状态(丙二醛含量、总叶绿素含量)9个指标的测定,分清各因素水平对各个指标的影响规律,并搭建模块化屋顶绿化设施,填充10cm铝污泥(33%,体积分数)配制的基质,研究设施的景观、滞蓄、净化和降温效果,为屋顶绿化的建设提供参考。主要研究内容如下:(1)铝污泥的理化性质。铝污泥在主要无机元素成分上与自然土壤大体一致,但Al含量是自然土壤的3～4倍,含有亲水性黏土矿物,具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性。在p H约为7的条件下,污泥中铝和重金属的浸出量极少,在相关规定的安全浓度范围内,可视为安全的土壤加以资源化利用。植物在未经处理的铝污泥上可生根发芽,表明铝污泥中铝和重金属对植物生长无毒害作用。但污泥干燥破碎后,粘聚性不良,不适宜植物长期生长,为满足屋顶绿化规范要求,还应搭配其他轻质透气、保水保肥材料使用(如泥炭、椰糠、腐殖土、珍珠岩等)。(2)屋顶绿化种植基质的配比试验。铝污泥、椰糠和园林绿化废弃物3种材料配制的基质,水饱和容重均小于1300kg/m~3,非毛管孔隙度均大于10%,p H值均在7.3左右,为中性土壤,EC值均小于2.0m S/cm,满足屋顶绿化规范相应要求。除T4、T8、T7组的基质渗透系数超过1.5mm/min,其余各组均在0.7～1.5mm/min的最适范围内,吸水量平均值为56.70g/100cm~3,5d失水率平均值为78.97%。基质上植物细胞的丙二醛含量平均值为1.36μmol/g,总叶绿素含量平均值为0.516mg/L,生长状况良好。配制屋顶绿化基质时,南方地区平均降水量一般在1200～2000mm,集中在4～10月份,强度大,可适量增加铝污泥的比例,建议在50%以上,以增加基质渗水性;北方地区平均降水量一般小于800mm,多集中在6～9月,强度小,可增加椰糠的比例,在30%～60%均可,以增加基质吸水保水性。为满足屋顶绿化设计中快速成坪的要求,可增加园林绿化废弃物等有机质的比例(不宜超过35%),以改善基质营养状况。(3)屋顶绿化设施的生态效果。以33%铝污泥配制的基质填充屋顶绿化设施的基质层,厚度10cm,植物生长状况良好,覆盖率长期维持70%以上。设施在大雨标准(43.70mm)和暴雨标准(79.22mm)的人工降雨模拟中,雨水持蓄率分别为78.26%和40.67%,径流延滞时间分别为46.96min和24.40min,降温效率达20%以上。对SS、COD、TP的去除率分别在10.67%～18.26%、-2.46%～14.67%、8.33%～13.19%之间。设施在增加城市绿化率、滞水蓄水、降温等方面效果显著,但净化效果并不稳定,建议进行周期性监测。