一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池制造技术

本发明专利技术提供了一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池，从上而下依次铺设有土壤覆盖层、上层混和填料层、下层混和填料层、碎石过滤层和卵石承托层，所述下层混和填料层为低渗透率混合填料，由河沙、铝污泥和碎木屑混合而成，所述上层混和填料层为高渗透率混合填料，所述上层混和填料层中设有多根通气管，通气管的一端伸入至上层混和填料层中，另一端伸出生物滞留池顶端与空气连通，多根所述通气管之间通过管道连通，本发明专利技术的新型生物滞留池可以充分的与城市道路、公园、生活区等区域的绿化和景观建设相结合，实现净化绿化的双重功效。

A biological detention pond for enhancing nitrogen and phosphorus removal in initial runoff

The invention provides a bio-retention tank for intensifying the process of nitrogen and phosphorus removal from the initial runoff of a road, which is successively paved with a soil cover layer, an upper mixing packing layer, a lower mixing packing layer, a gravel filter layer and a pebble bearing layer from top to bottom. The lower mixing packing layer is a low permeability mixed packing layer composed of river sand, aluminum sludge and pebble bearing layer. The upper mixing filling layer is a high permeability mixed filling layer. A plurality of ventilation tubes are arranged in the upper mixing filling layer. One end of the ventilation tube extends into the upper mixing filling layer, and the other end extends to the top of the biological retention pool to communicate with the air. The plurality of ventilation tubes are connected through pipelines. The new type of biological retention pool can be fully combined with the greening and landscape construction of urban roads, parks, living areas and other areas to achieve the dual effect of purification and greening.

【技术实现步骤摘要】
一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池
本专利技术涉及环境保护领域，具体涉及一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池。
技术介绍
我国目前正处在城市化快速发展的阶段，这种高速发展给城市水环境带来了巨大的压力和挑战，引发了一系列的环境问题。城市面源污染是指在降水的条件下，雨水和径流冲刷城市地面，使污染物进入受纳水体引起的环境问题。由于城市中人类活动强，土地不透水面积比例高，因此降雨径流来势猛，水量大，水质差。城市面源主要污染物为COD、SS、TP和TN等。这些污染物随着降雨进入到地表水体，尤其在初期雨水中含量较高。这些污染物的去除对于城市水体环境的保护和水资源的合理高效利用具有十分重要的意义。同时，为了改善城市水安全和水的生态环境，我国目前正在进行海绵城市建设。海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。建海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用，最后剩余部分径流通过管网、泵站外排，从而可有效提高城市排水系统的标准，缓减城市内涝的压力。因此，适应于海绵城市建设的要求，为保证河、湖、池塘或蓄水池的水质，则也要求对雨水中的面源污染物进行截留去除。城市绿化带和景观区对城市降雨形成径流具有缓冲作用，对面源污染物具有截留和去除的作用，对保护城市水生态和水环境具有重要的作用。目前，在城市绿化带或城镇景观区的建设上还存在着功能单一，结构设置不合理的缺点，尤其没有针对面源污染物中和等污染物的去除机理进行合理和针对性的结构设计，和的截留去除效果不好。生物滞留设施能有效去除雨水径流中包括氮类化合物在内的多种污染物。设施进水中的有机氮和氨氮在下渗过程中易被介质吸附或截留得到去除。被吸附的有机氮和氨氮在两场降雨事件之间的落干期，由于氧气的作用发生氨化和硝化而转化为硝态氮。硝态氮只有在缺氧和碳源充足的条件下，通过反硝化作用以N2的形式被去除。传统生物滞留设施为了保证设施的含水率并为植物生长提供营养，在填料层的介质中添加了一定量的堆肥，可为反硝化提供碳源。但是传统的生物滞留设施在降雨间歇期，介质处于好氧状态，通常无法满足反硝化作用所需要的缺氧条件。由于介质不能有效吸附带负电荷的硝酸盐，导致生物滞留设施出水中硝酸盐浓度经常高于进水浓度，特别是在进水中氨氮和有机氮比较高的场合。为解决上述问题，已公开的专利技术专利文件提出提高出水口的位置，创造淹水区使设施下部出现利于反硝化的厌氧环境，但这种方法使得淹没区的介质失去水量调蓄作用，降低了设施的年径流总量控制率，对硝态氮去除效果也不尽满意理想的方法应是该方法可以随着不同绿化带及景观区建设的要求而随意进行绿化植物的选择，根据脱氮除磷的生物化学过程的要求而设置合理的生物滞留池结构，同时可以实现对水的快速排除而不造成路面积水，更为重要的是可以实现对水中氮磷的高效去除，避免水体的富营养化。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池，从上而下依次铺设有土壤覆盖层、上层混和填料层、下层混和填料层、碎石过滤层和卵石承托层，所述卵石承托层中设有多根排水管，所述排水管的一端位于卵石承托层中，排水管的另一端伸出生物滞留池，用以将处理的雨水及时的排出或输送至下一处理设施，所述下层混和填料层为低渗透率混合填料，由河沙、铝污泥和碎木屑混合而成，所述上层混和填料层为高渗透率混合填料，所述上层混和填料层中设有多根通气管，通气管的一端伸入至上层混和填料层中，另一端伸出生物滞留池顶端与空气连通，多根所述通气管之间通过管道连通，通气管上设有多个出气孔，上层混合填料层的粒径大，渗透率高，同时设置通气管，可以使上层混合填料处于好氧状态，所述下层混和填料层料粒径小，这样随着布水期与落干期的交替，从上而下逐渐形成好氧缺氧的状态，微生物逐渐形成稳定的群落，使得硝化与反硝化过程可以顺利的进行。优选地，所述下层混合填料中的河沙、铝污泥和碎木屑的体积比为75～85:10～15:5～10，对污染物的去除效果最好。优选地，所述上层混和填料层由河沙、矿渣和石英砂混合而成。优选地，所述上层混和填料层中的河沙、矿渣和石英砂的体积比为75～85:5～10:10～15，在保证较低成本的同时，实现对污染物高效的去除。优选地，所述卵石承托层粒径10～20mm，高度为200mm。优选地，所述碎石过滤层中碎石的粒径8～10mm，厚度为150～20mm，过滤填料层中流失的细碎滤料，防止细碎的填料随水体流失，对下部排水系统造成堵塞。优选地，在所述土壤覆盖层中种植植物，所述植物为花、草或者灌木中的一种或多种。所述植物种类应适应当地的气候，在净水的同时达到美化环境的作用。优选地，所述下层混合填料中的铝污泥为自来水厂的尾泥，因污水厂尾泥中磷含量过高，存在淋洗现象，不宜选用污水厂尾泥。优选地，所述排水管位于卵石承托层中的一端端口处设有滤网，降低排水管堵塞风险。优选地，还包括溢流管，所述溢流管的一端与卵石承托层中的排水管连通，另一端伸入至所述土壤覆盖层上方的蓄水层中，并与蓄水层最高处持平。本专利技术的有益效果：1.本专利技术采用上层低渗透率材料加设通气管的方式，保证雨期径流可以快速的下渗，降低城市内涝的风险。同时实现落干期和布水期间，系统上层能够保持较好的好氧环境，利于硝化反应的进行，从而达到去除氨氮的目的。下层设置低渗透率材料，同时添加木屑作为有机物，营造了反硝化过程所需要的条件，实现对硝态氮的削减。2.本专利技术下层填料选用铝污泥作为改良剂，该材料具有发达的孔隙结构，且有较高的比表面积，所以它对于磷的吸附量相对较大，其次铝污泥主要是无定型的非晶体结构，含有大量铝、铁、钙等金属离子或氧化物，这些离子对磷酸根有很强的吸附性能，可以与磷酸根发生络合反应，生成稳定的金属离子磷酸盐络合物，从而达到除磷的目的。3.铝污泥作为水厂的一种固体废弃物，长期以来卫生填埋是其主要处理方式，而该专利技术选用铝污泥作为添加剂，实现了固体废弃物的资源化利用。4.本专利技术对道路初期径流COD、SS等污染物高效截留的同时，实现高效的脱氮除磷过程。同时可以充分的与城市道路、公园、生活区等区域的绿化和景观建设相结合，实现绿化与雨水净化的双重功效。附图说明图1为本专利技术所述一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池的结构示意图。图中：1.排水管；2.通气管；3.蓄水层；4.土壤覆盖层；5.上层混和填料层；6.下层混和填料层7.碎石过滤层；8.卵石承托层；9.溢流管具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。如图1所示，本专利技术所述的一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池，从上而下依次铺设有土壤覆盖层4、上层混和填料层5、下层混和填料层6、碎石过滤层7和卵石承托层8，所述卵石承托层8中卵石的粒径10～20mm，高度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池，其特征在于：从上而下依次铺设有土壤覆盖层(4)、上层混和填料层(5)、下层混和填料层(6)、碎石过滤层(7)和卵石承托层(8)，所述卵石承托层(8)中设有多根排水管(1)，所述排水管(1)的一端位于卵石承托层(8)中，排水管(1)的另一端伸出生物滞留池，所述下层混和填料层(6)为低渗透率混合填料，由河沙、铝污泥和碎木屑混合而成，所述上层混和填料层(5)为高渗透率混合填料，所述上层混和填料层(5)中设有多根通气管(2)，所述通气管(2)的一端伸入至上层混和填料层(5)中，另一端与空气连通，多根所述通气管(2)之间通过管道连通，所述上层混和填料层(5)构成好氧区，所述下层混和填料层(6)构成缺氧区。

【技术特征摘要】
1.一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池，其特征在于：从上而下依次铺设有土壤覆盖层(4)、上层混和填料层(5)、下层混和填料层(6)、碎石过滤层(7)和卵石承托层(8)，所述卵石承托层(8)中设有多根排水管(1)，所述排水管(1)的一端位于卵石承托层(8)中，排水管(1)的另一端伸出生物滞留池，所述下层混和填料层(6)为低渗透率混合填料，由河沙、铝污泥和碎木屑混合而成，所述上层混和填料层(5)为高渗透率混合填料，所述上层混和填料层(5)中设有多根通气管(2)，所述通气管(2)的一端伸入至上层混和填料层(5)中，另一端与空气连通，多根所述通气管(2)之间通过管道连通，所述上层混和填料层(5)构成好氧区，所述下层混和填料层(6)构成缺氧区。2.根据权利要求1所述的一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池，其特征在于：所述下层混合填料(6)中的河沙、铝污泥和碎木屑的体积比为75～85:10～15:5～10。3.根据权利要求1所述的一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池，其特征在于：所述上层混和填料层(5)由河沙、矿渣和石英砂混合而成。4.根据权利要求3所述的一种强化道路初期径流脱氮除磷过程的生物滞留池，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇强，周永超，刘灿灿，赵文亮，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32