合流制排水系统的溢流排放是我国地表水污染的主要问题。城市的地表水是城市赖以生存的根本,它不仅提供了水源,同时也成为一个城市人文及社会环境的重点,保护一个城市的地表水源是我国城市化进程中重要的一环。课题针对城市合流制溢流污染的问题,模仿大自然中物质循环过程中的自净功能,通过对腐朽废木、木炭、石头等自然材料加工做填料,构建了城市溢流污水多级吸附净化床。以城市合流管道溢流污水中总磷、氨氮、化学需氧量(COD)及总悬浮物(TSS)为指标,通过静态和动态试验研究了该系统对溢流污水的净化效果。研究表明:　　 (1)采用静态摇床进行吸附等温试验,对试验数据进行数学拟合,分析吸附量、去除率随污染物的初始浓度变化的变化曲线。通过静态吸附试验,研究沸石、凹土、小青石、多孔陶瓷、石灰石、腐木以及铁屑等填料对污染物的吸附净化性能,结果表明:铁屑、石灰石、小青石均有较好的磷素吸附净化能力；沸石、凹土、多孔陶瓷、腐木对磷的吸附能力较低。另外,从氨氮的理论饱和吸附量可以看出凹土和小青石吸附净化氨氮的能力较强,氨氮净化效果较好,凹土和小青石对氨氮的理论饱和吸附量分别为2500mg／kg和2000mg／kg；沸石和石灰石次之,多孔陶瓷和腐木的氨氮净化能力较低。通过分析吸附量和去除率随COD的初始浓度变化的变化曲线,可以看出:铁屑对COD的去除效果最好,理论饱和吸附量为11111mg／kg；其次为多孔陶瓷,理论饱和吸附量都为2500mg／kg。小青石和石灰石对COD的去除效果略低于多孔陶瓷,而凹土和沸石对COD的去除效果最低。　　 (2)把吸附材料按一定比例组合成吸附系统:沸石-腐木、小青石-凹土、小青石-铁屑以及石灰石-活性炭吸附柱。研究表明:小青石-铁屑吸附填料柱的除磷效果最好,最高可达73.6％；其次分别为石灰石-活性炭吸附填料柱、小青石-凹土吸附填料柱；而沸石和腐木吸附填料柱对磷的吸附能力最差,最高磷去除率仅为24.8％。小青石-凹土吸附填料柱去除氨氮的能力最强,其次为小青石-铁屑吸附填料柱,沸石-腐木和石灰石-活性炭吸附填料柱对氨氮的去除能力最低。另外,石灰石-活性炭吸附填料柱去除COD的能力最强,小青石-凹土、沸石-腐木和小青石-铁屑吸附填料柱对COO的去除能力较低。另外还可以看出,吸附填料柱对污染物的去除效果随试验历程呈现明显下降趋势,运行初期的污染物去除率比较高,但随着时间的推移,去除率均逐渐下降。　　 (3)试验研究了污水通过多级吸附净化床时,不同水力停留时间及不同进水浓度对污染物去除率的影响。研究表明:当水力停留时间为10h时,磷的去除率达最高；当水力停留时间为20h时,系统对氨氮、COD、TSS的去除效果最好,去除率均随着水力停留时间的增加而升高。另外,在进水浓度为8mg／L时,系统对磷的去除效果最好。当氨氮进水浓度为10mg／L时,氨氮去除率最低；氨氮进水浓度为30mg／L时,氨氮的去除效果最高。而COD去除率刚开始随着COD进水浓度的增加而升高,当COD进水浓度为400mg／L时,COD去除率最好,之后COD去除率又随着进水浓度的增加而降低。另外,TSS的去除率随着进水浓度的增加而升高。　　 (4)利用多级吸附净化床处理合流管网溢流污水,结果表明:系统去除磷的最高去除率达87.23％,随着天数的增加,磷的去除率越来越低,当磷去除率达46％左右时趋于平衡。氨氮最高去除率达74.7％,出水氨氮含量为6—16 mg／L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定的二级排放标准。而COD最高去除率达77.3％,随着天数的增加,COD的去除率越来越低,当COD去除率达37％左右时趋于平衡,平均去除率达53％。TSS最高去除率达85.56％,当TSS去除率达50％左右时趋于平衡,平均去除率达65％。