一种用于解决黄土湿陷性的生物滞留设施及基质改良方法技术

本发明专利技术公开了一种用于解决黄土湿陷性的生物滞留设施及基质改良方法，包括蓄水区、覆盖层、好氧区、厌氧区和砾石排水层；好氧区配合料为：连续级配的粗沙20％～25％、中沙10％～15％和细沙10％～15％，黄土50％～55％；厌氧区配合料为：连续级配的粗沙15％～20％、中沙10％～15％和细沙10％～15％，黄土45％～50％，碎木屑5％～10％。该基质组合结构稳定，沉降量小，渗透系数适中，杜绝植物出现的死苗现象，解决了排水和景观矛盾。本发明专利技术既具有渗透性能好、设施不宜堵塞、设施填料沉降量小的特点，又通过强化生物滞留池中反硝化作用和填料吸附作用，同步提高生物滞留设施对径流中氮、磷的去除效果。

A biologic detention facility and matrix improvement method for collapsibility of Loess

The invention discloses a biological detention facility and a matrix improvement method for solving the collapsibility of loess, including the storage area, the cover layer, the aerobic zone, the anaerobic area and the gravel drainage layer, and the mixture of the aerobic zone is 20% to 25% of the coarse sand in the continuous gradation, 10% to 15% in the middle sand and 10% to 15% of the fine sand, and 50% to 55% of the loess; The mixtures in oxygen zone are: continuous graded coarse sand 15%-20%, medium sand 10%-15% and fine sand 10%-15%, loess 45%-50%, debris 5%-10%. The composite structure of the matrix is stable, the settlement is small, the permeability coefficient is moderate, and the phenomenon of dead seedlings of plants is eliminated, and the contradiction between drainage and landscape is solved. The invention not only has the characteristics of good permeability, not clogged facilities and small settlement of the facilities, but also improves the removal efficiency of nitrogen and phosphorus in the biological detention facilities by strengthening the denitrification and packing adsorption in the biological retention pool.

【技术实现步骤摘要】
一种用于解决黄土湿陷性的生物滞留设施及基质改良方法
本专利技术涉及一种生物滞留设施基质改良方法，特别涉及一种用于解决黄土湿陷性的混合填料生物滞留设施及基质改良方法。
技术介绍
城市经济的快速发展以及城市化进程持续推进，城市不透水下垫面的不断增加，洪涝灾害、径流污染、地下水位降低等与雨水控制与管理的相关问题日益严重。城市内涝防治以及雨洪控制与利用已成为当前城市建设面临的热点问题，依赖大规模基础设施和管网建设的传统雨水排放思路已经无法满足现代城市雨水管理的要求，近年来兴起的海绵城市建设理念，提倡模拟自然条件，在源头利用一些微型分散式生态处理技术控制雨水径流。目前，生物滞留作为城市低影响开发的雨水管理技术，可有效改善雨水径流水力条件，延缓雨水洪峰到达时间，削减洪峰流量；可明显提高雨水径流水质，有效去除径流中的污染物质：包括悬浮物、重金属、氮、磷、油脂、病原体。生物滞留设施的基质性能是生物滞留设施功能发挥的关键因素，因此，生物滞留设施内基质的组成及配比非常重要。径流雨水中的氮主要以有机氮和氨氮形式存在，生物滞留池通过氨化作用、硝化作用将有机氮和氨氮转化成硝酸氮，硝酸盐氮经反硝化作用以气态形式从径流雨水中去除。生物滞留系统中，由于填料颗粒带有负电荷，带正电荷的NH4+很容易被填料吸附，使氨态氮的去除效果较好，Davis等的批量圆柱吸附实验表明：生物滞留设施对雨水径流中氨态氮的去除率为60％～80％。生物滞留设施在西北地区的应用，应根据西北区域的气候条件、土壤特性等对生物滞留池进行本土性的优化改进，推广其在西北的应用，并解决城市化带来的面源污染及水文问题。西北湿陷性黄土具有遇水易沉降、渗透性能差、易堵塞等缺点，不适宜单独作为生物滞留设施的内部基质，通过在黄土中添加一定比例的河沙、碎木屑等材料，不仅施工方便易行，还可以增强其污染物去除效果，增强渗透性能，减缓设施堵塞现象，延长设施使用年限，具有一定的经济效益。
技术实现思路
针对现有技术的不足以及西北地区黄土具有湿陷性、沉降引起堵塞等地域特色，提供了一种采用黄土、河沙、碎木屑作为混合填料、渗透系数适中、沉降量小、不易堵塞、施工管理方便、脱氮除磷效果好的生物滞留设施的基质改良方法。为实现上述目的，本专利技术可采取下述技术方案：一种用于解决黄土湿陷性的生物滞留设施，包括蓄水区，所述蓄水区下方为覆盖层，覆盖层下方依次为好氧区、厌氧区和砾石排水层；在所述蓄水区中设有溢流井，溢流井中设有PVC雨水排水管；所述砾石排水层中贯穿有连通至溢流井中的穿孔PVC渗管；所述好氧区采用下述体积百分比的配合料：连续级配的粗沙20％～25％，连续级配的中沙10％～15％，连续级配的细沙10％～15％，黄土50％～55％；所述厌氧区采用下述体积百分比的配合料：连续级配的粗沙15％～20％，连续级配的中沙10％～15％，连续级配的细沙10％～15％，黄土45％～50％，碎木屑5％～10％。进一步，所述连续级配的粗沙、连续级配的中沙、连续级配的细沙均为河沙。本专利技术进而给出了用于解决黄土湿陷性的生物滞留设施的基质改良方法，包括下述步骤：1)制备好氧区配合料：按照体积百分比将连续级配的粗沙20％～25％，连续级配的中沙10％～15％，连续级配的细沙10％～15％和黄土50％～55％混合，即得；2)制备厌氧区配合料：按照体积百分比将连续级配的粗沙15％～20％，连续级配的中沙10％～15％，连续级配的细沙10％～15％，黄土45％～50％，碎木屑5％～10％混合，即得；3)蓄水区中预留一个溢流井，溢流井中设有PVC雨水排水管；在溢流井的周边铺设砾石排水层，砾石排水层中预先埋设有穿孔PVC渗管；4)在砾石排水层上方依次将制备好的厌氧区配合料和好氧区配合料分别铺设；5)在好氧区上方铺设一层覆盖层，覆盖层上方为蓄水区。进一步，砾石排水层中埋设的穿孔PVC渗管与溢流井中的PVC雨水排水管对应。进一步，所述好氧区高度为40～50cm。进一步，所述厌氧区高度为30～40cm。采用上述技术方案，本专利技术的有益效果为：本基质采用的改良方法，相比其他基质组合结构更加稳定，沉降量小，渗透系数适中，既杜绝了植物在高渗透土壤中生长时容易出现的死苗现象，又解决了排水需求和景观需求不相并存的矛盾。本专利技术利用连续级配的粗沙、中沙、细沙、黄土、碎木屑等组优化混合成好氧区、厌氧区，既具有渗透性能好、设施不宜堵塞、设施填料沉降量小的特点，又通过强化生物滞留池中反硝化作用和填料吸附作用，同步提高生物滞留设施对径流中氮、磷的去除效果。附图说明图1为本专利技术的生物滞留设施的结构示意图；图中标号：1、好氧区；2、厌氧区。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术为一种用于解决黄土湿陷性的生物滞留设施基质改良方法。如图1所示，本专利技术用于解决黄土湿陷性的生物滞留设施，包括蓄水区，所述蓄水区下方为覆盖层，覆盖层下方依次为好氧区、厌氧区和砾石排水层；在所述蓄水区中设有溢流井，溢流井中设有PVC雨水排水管；所述砾石排水层中贯穿有连通至溢流井中的穿孔PVC渗管。本专利技术用于解决黄土湿陷性的生物滞留设施的基质改良方法，包括下述步骤：1)制备好氧区配合料：按照体积百分比将连续级配的粗沙20％～25％，连续级配的中沙10％～15％，连续级配的细沙10％～15％和黄土50％～55％混合，即得；2)制备厌氧区配合料：按照体积百分比将连续级配的粗沙15％～20％，连续级配的中沙10％～15％，连续级配的细沙10％～15％，黄土45％～50％，碎木屑5％～10％混合，即得；3)蓄水区中预留一个溢流井，在溢流井的周边铺设砾石排水层，砾石排水层中预先埋设有穿孔PVC渗管；砾石排水层中埋设的穿孔PVC渗管与溢流井中的PVC雨水排水管对应；4)在砾石排水层上方依次将制备好的厌氧区配合料和好氧区配合料分别铺设；5)在好氧区上方铺设一层覆盖层，覆盖层上方为蓄水区。下面通过具体实施例来进一步说明本专利技术。实施例1制备好氧区配合料：按照体积百分比将连续级配的粗沙20％，连续级配的中沙15％，连续级配的细沙10％和黄土55％混合。制备厌氧区配合料：按照体积百分比将连续级配的粗沙20％，连续级配的中沙10％，连续级配的细沙10％，黄土50％，碎木屑10％混合。然后按照上述方法将蓄水区中预留一个溢流井，在溢流井的周边铺设砾石排水层，砾石排水层中预先埋设有穿孔PVC渗管；砾石排水层中埋设的穿孔PVC渗管与溢流井中的PVC雨水排水管对应；在砾石排水层上方依次将制备好的厌氧区配合料和好氧区配合料分别铺设；在好氧区上方铺设一层覆盖层，覆盖层上方为蓄水区。本实施例中，好氧区高度为50cm，厌氧区高度为30cm。实施例2制备好氧区配合料：按照体积百分比将连续级配的粗沙25％，连续级配的中沙10％，连续级配的细沙15％和黄土50％混合。制备厌氧区配合料：按照体积百分比将连续级配的粗沙15％，连续级配的中沙15％，连续级配的细沙15％，黄土45％，碎木屑10％混合。然后按照上述方法将蓄水区中预留一个溢流井，在溢流井的周边铺设砾石排水层，砾石排水层中预先埋设有穿孔PVC渗管；砾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于解决黄土湿陷性的生物滞留设施，其特征在于，包括蓄水区，所述蓄水区下方为覆盖层，覆盖层下方依次为好氧区、厌氧区和砾石排水层；在所述蓄水区中设有溢流井，溢流井中设有PVC雨水排水管；所述砾石排水层中贯穿有连通至溢流井中的穿孔PVC渗管；所述好氧区采用下述体积百分比的配合料：连续级配的粗沙20％～25％，连续级配的中沙10％～15％，连续级配的细沙10％～15％，黄土50％～55％；所述厌氧区采用下述体积百分比的配合料：连续级配的粗沙15％～20％，连续级配的中沙10％～15％，连续级配的细沙10％～15％，黄土45％～50％，碎木屑5％～10％。

【技术特征摘要】
1.一种用于解决黄土湿陷性的生物滞留设施，其特征在于，包括蓄水区，所述蓄水区下方为覆盖层，覆盖层下方依次为好氧区、厌氧区和砾石排水层；在所述蓄水区中设有溢流井，溢流井中设有PVC雨水排水管；所述砾石排水层中贯穿有连通至溢流井中的穿孔PVC渗管；所述好氧区采用下述体积百分比的配合料：连续级配的粗沙20％～25％，连续级配的中沙10％～15％，连续级配的细沙10％～15％，黄土50％～55％；所述厌氧区采用下述体积百分比的配合料：连续级配的粗沙15％～20％，连续级配的中沙10％～15％，连续级配的细沙10％～15％，黄土45％～50％，碎木屑5％～10％。2.如权利要求1所述的用于解决黄土湿陷性的生物滞留设施，其特征在于，所述连续级配的粗沙、连续级配的中沙、连续级配的细沙均为河沙。3.如权利要求1-2任一项所述的用于解决黄土湿陷性的生物滞留设施的基质改良方法，其特征在于，包括下述步骤：1)制备好氧区配合料：按照体积百分比将连续级配的粗沙20％～25％，连续级配的中沙...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊家晴，陆峰宇，付山，孙建民，王晓昌，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61