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生物滞留设施作为低影响开发(LID)的重要措施之一,其对雨水中的污染物主要通过物理,化学和生物的综合作用进行处理,尤其处理悬浮物、油脂、重金属和病毒微生物等效果奇佳。但传统生物滞留设施存在氮、磷去除效果差且不稳定等问题,因此很有必要对传统生物滞留设施进行改良,首先论文进行了不同基质、不同组合基质静态吸附试验得到去除氮、磷的基质优选,且通过动态吸附试验确定最优组合基质配比,依据南昌城区道路初期雨水径流水质,在不同降雨重现期下,对不同结构类型的改进型生物滞留设施从道路雨水径流中去除污染物的影响进行了比较分析。通过Design-Expert软件对生物滞留设施外部因素(重现期、汇流比、雨前干旱期)和内部因素(淹没区高度)进一步优化,在最优条件下分析改良生物滞留设施对径流污染物的除去效能。主要研究成果如下:(1)生物滞留设施去除氮磷静态吸附与动态吸附基质优选。几种基质在氮磷的吸附与解吸动态平衡过程中,海绵铁对磷吸附性能最好,沸石对氨氮吸附性能最好;不同组合基质在氮磷的吸附与解吸动态平衡过程中,海绵铁、沸石组合基质在7种组合基质中对磷和氨氮吸附性能最好,高出其它基质一个数量级;通过实验室模拟小试装置,在沸石和海绵铁体积比5:5,3:17,7:3的动态吸附实验研究它们对磷、氨氮的去除效能,在兼顾整个填充柱对总磷和氨氮的去除效率,沸石与海绵铁混合配比3:7为最优选择。故而,选用沸石与海绵铁混合配比3:7作为生物滞留设施的改良基质。(2)研究改进的生物滞留设施对不同降雨重现期从道路径流中去除污染物的影响。主要结论:生物滞留设施结构的不同对COD、TP、NH4+-N、NO3--N和TN的除去效率受降雨强度的干扰很大,而SS受降雨强度的干扰较小;在降水重现期0.5a和la时,1号、2号、3号生物滞留设施单体对SS、TP、NH4+-N去除效果较好,对SS去除率分别为70.8%,81.25%,78.04%;对TP去除率分别为 54.76%,89.89%,75.07%;对 NH4+-N 去除率分别为 61.63%,84.35%,82.17%。在降水重现期2a和5a时,1号、2号、3号生物滞留设施单元对COD、NO3--N、TN除去效果较好,对COD去除率分别为71.47%,81.84%,85.03%;对NO3--N去除率分别为43.85%,58.44%,73.21%;对TN去除率分别为50.93%,65.83%,86.97%。总的来说,1号生物滞留设施单体出水水质较差,仅有部分指标达到地表V类水规范,2号和3号生物滞留设施单体出水水质大部分到达V类水规范,甚至平均到达Ⅳ类水规范。(3)类型不一样的生物滞留设施单体对径流污染物除去效果对比分析。结果表明:生物滞留设施结构的变化对SS类污染物除去效果干扰不大;降低降水强度对系统设施去除效果的影响可通过改变填料类型及结构上设置淹没区来实现。其中当降雨重现期低于或等于2年时,改变填料类型对降低降水强度的影响更明显,而淹没区的设置在重现期5年、10年时更有效。淹没区的设置对NO3--N和TN的去除有一定的促进作用,对TP和NH4+-N的去除有一定负面作用,对SS类污染物影响较小。(4)响应面优化法对改良生物滞留设施处理效果研究。结果显示:利用响应曲面优化得改良生物滞留设施处理效果最优条件为重现期5a,回流比10:1,淹没区高度41.08cm,雨前干旱期4.46d。在此条件下,改良生物滞留设施对径流污染物平均去除效率较未优化前提高了约5%～10%。