目前我国大部分城市地区存在绿化面积小、建筑物及道路占地面积比例巨大的现象。一方面,城市化的加快使可渗水面积减少,当短时间内降雨量较大时极易导致城市内涝灾害发生;另一方面大量受污染的雨水径流进入城市周围水体后使水源水质受到冲击,造成水资源的污染。我国较多城市因雨水问题影响城市发展,且目前我国处于水资源匮乏现状,对径流雨水进行渗、蓄、治、排的处理,具有重大意义。采用将滤料过滤与天然基质土壤渗滤结合的方式处理城市雨水可有效截留、吸附雨水径流中的污染物,同时滤料层会延缓地表径流的产生时间、减小径流水量,从而起到“渗、蓄、治、排”的作用,减轻雨水对水源的污染及城市洪涝灾害情况。因此,研究以不同组合滤料与天然基质土壤渗滤结合的系统处理城市雨水具有重要的经济与环保意义。实验用水为模拟实际城市雨水径流的人工配水,根据对三次实际径流雨水的收集、测定、分析,最终确定人工配水中COD、氨氮、总氮、总磷、浊度等指标的取值范围。通过三场降雨的水质分析及参考相关文献表明:实际雨水径流中有机物、氨氮、总氮、浊度等含量较高,在降雨初期的20~30 min内路面与屋面径流中污染物浓度普遍偏高,随着降雨历时的增加在降雨中、后期污染物浓度快速降低,说明产生了冲刷效应。降雨前干旱期越长,初期径流中污染物浓度越大,且随降雨历时的变化幅度较大。为考察不同种类滤料对径流中COD及氨氮的去除能力,选取0.5~1 mm石英砂、1~2mm石英砂、0.5~1 mm沸石、1~2 mm沸石、1~2 mm陶粒、2~4 mm陶粒、0.5~1 mm碎砖块为备选滤料,进行静态吸附实验,选出三种最优滤料进行后续改性及动态实验。静态吸附结果表明:1~2 mm陶粒对COD的吸附效果最好,吸附量为0.369 mg·g-1,0.5~1mm沸石对氨氮的吸附效果最好,吸附量为0.066 mg·g-1。从实用性、经济性、来源情况及自身性能等方面综合考虑,选取沸石、陶粒及石英砂作为本研究渗滤系统的滤料,进行后续的改性及动态试验。将静态吸附实验中选出的三种滤料分别进行氧化铁涂层及氯化钠改性并用于动态实验。通过电镜扫描图片发现,改性后石英砂从原来的光滑表面变成了附着氧化铁晶体颗粒的粗糙表面。陶粒表面孔隙变大,且同样有晶体堆积。沸石外表更加蓬松,孔隙略有增大。通过X射线衍射发现改性后石英砂增加了赤铁矿(Fe2O3)及磁铁矿(Fe3O4)成分,陶粒增加了磁赤铁矿(γ-Fe2O3)和针铁矿(α-FeO(OH))两种成分。沸石增加了苏打石(NaHCO3)、泡碱(Na2CO3·10H2O)及冰盐(NaCl·2H2O)三种成分。静态实验结果表明改性陶粒对COD吸附效果最好,平衡吸附量为0.37 mg·g-1,比未改性前提高了7.15%,改性沸石对氨氮吸附效果最好,吸附量为0.074 mg·g-1,比未改性前提高了12.12%。将改性后的滤料与基质土壤结合,进行单一种类改性滤料与基质土壤结合的人工降雨动态实验。研究表明单一滤料与基质土壤结合时,滤料组的最终出水中污染物浓度均低于纯土壤对照组。但对污染物的去除存在选择性,改性陶粒对COD的去除效果最好,平均出水浓度为15.12 mg·L-1。改性沸石对氨氮的去除效果最好,平均出水浓度为0.48mg·L-1。组合滤料与基质土壤结合时,进行了四种不同种类、粒径及滤层厚度组合方案的对比,动态实验结果表明:方案Ⅱ-2(15 cm改性陶粒+10 cm改性石英砂+5 cm改性沸石)的出水COD平均浓度为12.24 mg·L-1,氨氮平均浓度为0.71 mg·L-1,且在大雨及暴雨条件下分别能将产流时间推迟325、190 min,将径流量削减54.22 mm、60.95 mm。从对污染物的去除效果以及对水量的节流效果角度综合分析,认为方案Ⅱ-2为最佳组合方案。