植草沟作为海绵城市工程技术措施的一种方法,常用于雨水径流污染的控制。但是,考虑到愈加复杂的雨水径流污染特性,亟需一些新技术以强化植草沟的污染物去除性能。本课题围绕磺化生物炭强化型植草沟的研发需求,研究优化了磺化炭的制备条件,分析了磺化炭对氨氮和重金属的去除能力并阐释了磺化炭的作用机理,最终设计了基于磺化炭的强化型植草沟用于雨水径流中污染物的削减。以氨氮吸附量为评价指标,优化了磺化炭的制备条件。发现碳化温度、恒温时间、升温速率、磺化时间以及硫酸浓度都会影响磺化炭的氨氮吸附性能,磺化炭制备的最优条件为碳化温度300℃、不恒温、升温速率10℃/h、磺化24 h、硫酸浓度98%。对最优方法制备的磺化炭进行了表征,结果表明,磺化炭比表面积为8.83～270.18 m²/g,酸量为1.71～1.97 mmol/L。研究了磺化炭对氨氮和重金属的去除效果,并初步分析了其作用机理。与生物炭相比,磺化炭对氨氮和重金属的吸附量有不同程度的提升,并且能更快达到吸附平衡,在低污染物浓度污水中具有更高的吸附量,适用于项目规划范围内的雨水径流中污染物的削减。优化条件下磺化炭的氨氮、铜离子、锌离子吸附量分别为25.05 mg/g、87.75mg/g、71.35 mg/g,磺化炭对氨氮、铜离子和锌离子的吸附是由物理吸附和化学吸附共同控制的,沉淀也是重金属得到去除的途径之一。磺化炭表面由于负载了酸性基团,增加了离子交换的活性位点,导致其吸附能力的提升。开展了多种阳离子共存体系下的竞争吸附实验,生物炭对等当量离子三元体系中三种阳离子的吸附能力为:Cu²⁺>Zn²⁺>NH₄⁺,磺化炭为Cu²⁺≈Zn²⁺>NH₄⁺,这是由于生物炭、磺化炭对三种离子亲和性的差异所导致的。北运河小流域存在垃圾堆砌、生活污水直接排放、积水面积大、泥沙堆积等问题,五个示范工程地点的雨水径流属于劣Ⅴ类水,此外北流果园的露天堆放堆肥造成了铜锌离子浸出的风险。结合北京北运河小流域雨水径流监测结果,开展了磺化炭强化型植草沟设计,并绘制了工程图,以期为北运河小流域雨水径流污染控制提供技术支撑。