一种高渗滤生物滞留设施制造技术

本发明专利技术公开了一种高渗滤生物滞留设施，自上而下依次为植土层、第一透水土工布层、填料层、第二透水土工布层和排水层，四周和底部设有土工布，所述填料层含有如下组分：填料基质、聚酰胺生物陶粒，所述填料基质由香蒲基质土壤与细砂混合而成，所述聚酰胺生物陶粒包括中空的生物陶粒壳、填充在所述生物陶粒壳内的亲水聚酰胺泡沫，所述生物陶粒壳设有能够露出所述亲水聚酰胺泡沫的至少一部分的开口。通过在香蒲基质土壤与细砂组成的填料基质中添加聚酰胺生物陶粒，有效提高填料层的有效孔隙率，改善填料层的渗滤性能，有效防止填料层堵塞，将提高生物滞留设施的雨水渗滤能力，使生物滞留设施不容易发生堵塞。

A highly percolating biodepot facility

The invention discloses a high-permeability bio-retention facility, which is successively arranged from top to bottom as a planting layer, a first permeable geotextile layer, a filling layer, a second permeable geotextile layer and a drainage layer, and is surrounded by and at the bottom with geotextiles. The filling layer comprises the following components: a filling substrate, a polyamide bioceramisite, and the filling substrate is fragrant. The polyamide biological ceramsite comprises a hollow biological ceramic shell and a hydrophilic polyamide foam filled in the biological ceramic shell, and the biological ceramic shell is provided with an opening capable of exposing at least a part of the hydrophilic polyamide foam. By adding polyamide bioceramisite into the filler matrix composed of cattail soil and fine sand, the effective porosity of the filler layer can be effectively improved, the percolation performance of the filler layer can be improved, the plugging of the filler layer can be effectively prevented, the rainwater infiltration capacity of the bio-retention facilities can be improved, and the bio-retention facilities can not be easily blocked.

【技术实现步骤摘要】
一种高渗滤生物滞留设施
本专利技术涉及海绵城市雨水处理
，更具体地，涉及一种高渗滤生物滞留设施。
技术介绍
生物滞留设施是一种新兴的低影响开发原位径流雨水控制设施，有很好的径流污染控制效果、径流体积削减成果和峰值流量控制效果，且经济适用，可广泛应用于城市绿化。但由于径流水质、水量变化的随机性和复杂性，现有生物滞留设施对径流雨水中污染物的去除率波动范围较大，对径流中氮、磷的去除效果不甚理想，且填料土容易发生堵塞，渗滤效果下降，制约了该设施的使用时间，使用很短的时间就需要换土。亟需加强对填料的性能的研究，设计出渗滤效果好、不容易发生堵塞的生物滞留设施。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种高渗滤生物滞留设施。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高渗滤生物滞留设施，自上而下依次为植土层、第一透水土工布层、填料层、第二透水土工布层和排水层，四周和底部设有土工布，所述填料层含有如下组分：填料基质、聚酰胺生物陶粒，所述填料基质由香蒲基质土壤与细砂混合而成，所述聚酰胺生物陶粒包括中空的生物陶粒壳、填充在所述生物陶粒壳内的亲水聚酰胺泡沫，所述生物陶粒壳设有能够露出所述亲水聚酰胺泡沫的至少一部分的开口。本领域中，香蒲基质土壤一般为香蒲碎屑与土壤混合而成，一般将香蒲剪成长3cm×宽1cm左右的细条状，与土壤按质量比3:2混合均匀，该土壤的孔隙度一般为35％±5％；还可以在香蒲基质土壤中加入细砂，香蒲基质土壤与细砂的质量比一般为2:1，本领域技术人员可以在此基础上进行合理地调整。香蒲基质土壤在生物滞留设施中使用时，具有强化系统脱氮除磷的能力。聚酰胺生物陶粒包括生物陶粒壳和亲水聚酰胺泡沫，亲水聚酰胺泡沫的密度一般为25～50kg/m3，该亲水聚酰胺泡沫的孔径一般为50～200μm，亲水聚酰胺泡沫具有质轻、多孔、比表面积大、亲水性强和耐腐蚀的特点，具有良好的透水性，渗滤性能优良，有效提高填料层的有效孔隙率，改善填料层的渗滤性能，而且亲水聚酰胺泡沫有利于使填料层富氧，且亲水聚酰胺泡沫有利于微生物的粘附和生长，通过微生物的作用强化填料层的脱氮除磷能力，能有效降低雨水COD；通过中空陶粒的支撑作用，亲水聚酰胺泡沫能够充分伸展，减少体积压缩，从而有利于提高填料层的有效孔隙率，增强渗滤能力，并有利于微生物的粘附和生长，而且亲水聚酰胺泡沫能够通过开口与填料基质接触；聚酰胺生物陶粒的生物陶粒壳本身具有多孔结构，适合微生物的繁殖和生长，且具有良好的雨水渗滤能力。在填料基质中混合聚酰胺生物陶粒，然后加入到填料层中，有效提高填料层的有效孔隙率，从而改善填料层的渗滤性能，有效防止填料层堵塞，将提高生物滞留设施的雨水渗滤能力，降低生物滞留设施的堵塞概率，使生物滞留设施不容易发生堵塞，而且能够提高生物滞留设施脱氮除磷能力。在生物滞留设施的四周和底部铺设土工布，能够防止周围原土入侵，该土工布可以是透水土工布。雨水先是在最上层，经植土层的植物和土壤初步过滤、吸收之后，渗透到填料层，在填料层中进一步过滤、吸收，进入排水层。底部为透水土工布时，雨水进入排水层之后能够透过透水土工布排出。聚酰胺生物陶粒可以先制备设有开口的中空的生物陶粒壳，然后在中空的生物陶粒壳内塞入制备好的亲水聚酰胺泡沫，或者直接在中空的生物陶粒壳内进行聚酰胺发泡从而原位制备聚酰胺生物陶粒。用于制备生物陶粒的湿料可以通过参考现有技术制备得到，然后采用模板法制备得到湿陶粒壳，该湿陶粒壳设有开口，然后高温烧制得到设有开口的中空的生物陶粒壳。优选地，所述聚酰胺生物陶粒的体积为0.1～1.0cm3，所述生物陶粒壳的厚度为1.0～2.0mm，所述聚酰胺生物陶粒与所述填料基质的质量比为0.5～1.8：100。将聚酰胺生物陶粒制成体积为0.1～1.0cm3的颗粒，聚酰胺生物陶粒与土壤等材料能够充分混合均匀，颗粒体积过大不利于混合、均匀分散聚酰胺生物陶粒；生物陶粒壳的厚度为1.0～2.0mm，厚度不宜过薄，生物陶粒壳需要足够的耐压能力，不致破裂，而且厚度不宜过厚，同样的体积时，需要填充更多的亲水聚酰胺泡沫；聚酰胺生物陶粒与所述填料基质的质量比为0.5～1.8：100，这一混合比例使得生物滞留设施获得合适的渗滤速度，如果聚酰胺生物陶粒的粒径过小或用量过少，导致有效孔隙率提高较少，防堵塞能力不够好，渗滤速度提高较少；如果聚酰胺生物陶粒的粒径过大或用量过多，则有效孔隙率过大，可能使雨水渗透速度过快而导致填料层来不及吸附并分解雨水中的污染物，从而无法较好的发挥生物滞留设施的作用。更优选地，所述聚酰胺生物陶粒的体积为0.3～0.8cm3，所述生物陶粒壳的厚度为1.0～2.0mm，所述聚酰胺生物陶粒与所述填料基质的质量比为1.0～1.5：100。通过控制聚酰胺生物陶粒的体积和使用量，其体积和用量在上述范围内时，可保证生物滞留设施具有合适的有效孔隙率以及防堵塞能力的同时，具有更好的吸附、分解雨水污染物的能力。优选地，所述生物陶粒壳为两端设有开口的中空管状结构。优选地，所述生物陶粒壳为设有多个开口的中空球壳。优选地，所述填料层还含有铁粉，所述铁粉与所述填料基质的质量比为2～4：100。铁粉能够促进雨水中磷的去除，通过在填料层中混合添加铁粉，使得生物滞留设施获得长期除磷的能力，从而进一步提高生物滞留设施除磷的能力。优选地，所述填料层的厚度为700～900mm。优选地，所述生物滞留设施还包括溢流管，所述溢流管的上端高出植土层10～70cm，所述溢流管的下端与市政管网连通。遭遇暴雨时，生物滞留设施来不及处理的雨水，则通过溢流管流入市政管网，避免生物滞留设施的植物被水淹没。优选地，所述植土层包括覆盖层和土壤层。植土层的覆盖层一般为树皮、树叶，覆盖层下是土壤层。生物滞留设施中的植物种植在土壤层，雨水进入生物滞留设施时，会被土壤和植物初步过滤、吸收，之后进入填料层进一步处理。优选地，所述植土层的厚度为100～200mm。优选地，所述排水层为砾石层。砾石的粒径一般为0.5～3.0cm，能够使填料层过滤后的雨水快速排走。优选地，所述排水层的厚度为200～300mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在香蒲基质土壤与细砂组成的填料基质中添加聚酰胺生物陶粒，有效提高填料层的有效孔隙率，改善填料层的渗滤性能，有效防止填料层堵塞，将提高生物滞留设施的雨水渗滤能力，使生物滞留设施不容易发生堵塞；而且本专利所述亲水聚酰胺泡沫特有的多孔结构，有利于植物根系的生长，在植物和多孔结构中微生物的协同作用下，将更有利于其对滞留设施中COD、N、P等污染物质的降解与吸收。附图说明图1为本专利技术的高渗透生物滞留设施的示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。1.本专利技术中使用的香蒲基质土壤可以采用本领域中常用的方法制备而成。实施例中的香蒲基质土壤采用如下制备方法：将香蒲剪成长3cm左右细条状，与土壤按质量比3:2混合均匀，该土壤的孔隙度为35％±5％。细砂采用市售的普通细砂。香蒲基质土壤和细砂的质量比为2:1，香蒲基质土壤和细砂混合组成填料基质。2.聚酰胺生物陶粒，实施例中聚酰胺生物陶粒的生物陶粒壳中采用设有两个开口的中空的球壳，然后将制备好的聚酰胺泡沫颗粒塞进球壳中；(1)生物陶粒壳采用如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高渗滤生物滞留设施，其特征在于，自上而下依次为植土层（1）、第一透水土工布层（2）、填料层（3）、第二透水土工布层（4）和排水层（5），四周和底部设有土工布（6），所述填料层（3）含有如下组分：填料基质、聚酰胺生物陶粒，所述填料基质由香蒲基质土壤与细砂混合而成，所述聚酰胺生物陶粒包括中空的生物陶粒壳、填充在所述生物陶粒壳内的亲水聚酰胺泡沫，所述生物陶粒壳设有能够露出所述亲水聚酰胺泡沫的至少一部分的开口。

【技术特征摘要】
1.一种高渗滤生物滞留设施，其特征在于，自上而下依次为植土层（1）、第一透水土工布层（2）、填料层（3）、第二透水土工布层（4）和排水层（5），四周和底部设有土工布（6），所述填料层（3）含有如下组分：填料基质、聚酰胺生物陶粒，所述填料基质由香蒲基质土壤与细砂混合而成，所述聚酰胺生物陶粒包括中空的生物陶粒壳、填充在所述生物陶粒壳内的亲水聚酰胺泡沫，所述生物陶粒壳设有能够露出所述亲水聚酰胺泡沫的至少一部分的开口。2.根据权利要求1所述生物滞留设施，其特征在于，所述聚酰胺生物陶粒的体积为0.1~1.0cm3，所述生物陶粒壳的厚度为1.0~2.0mm，所述聚酰胺生物陶粒与所述填料基质的质量比为0.5~1.8：100。3.根据权利要求2所述生物滞留设施，其特征在于，所述聚酰胺生物陶粒的体积为0.3~0.8cm3，所述生物陶粒壳的厚度为1.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文静，阳重阳，曹姝文，许嘉辉，刘小平，李锐敬，鲁坚伟，
申请(专利权)人：广州市环境保护工程设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44