一种雨水径流净化装置及净化方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种雨水径流净化装置及净化方法，属于污水处理领域。本发明专利技术集集水、进水、净化以及排水系统为一体；装置中的净化滤池从上到下设立植物区、堆肥截留区、生物炭填料区以及排水区四层过滤区，将四种不同处理工艺及方法复合串联到一个系统内，且有机堆肥颗粒拥有较高的芳香性，可以以有机底物为碳源进行利用，还可产生独特的微生物菌属对污染物进行降解，从而达到了更好、更稳定的雨水径流净化处理效果；所用填料成本低廉，在保证污水处理效果的同时，大大降低了投资，本发明专利技术装置具有体积小、应用灵活广泛、结构简单、设计合理、易于制造的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种雨水径流净化装置及净化方法
本专利技术属于污水处理的设备及方法领域，更具体地说，涉及一种雨水径流净化装置及净化方法。
技术介绍
当今中国社会快速发展，城市化进程加快推进，导致城市不透水面积迅速增长，非点源污染日趋严重。21世纪以前研究重点多放于点源污染，随着科技水平的提升、治理措施的改进和治理投入的增加，点源污染得到有效控制，其对水体污染的贡献率逐年下降。与此同时，非点源污染在污染负荷中所占比重不断攀升，已超过点源污染，在水体污染的比例中高达60％。与点源污染相比，非点源污染具有随机性、范围广、成分复杂、时空差异大等特点，受到降雨条件、大气污染状况、土地功能类型和地表卫生等多种因素的影响，更加难以控制，因此可对生态环境造成不可逆的影响。尤其是造成水体的非点源污染，致使城市以及农村雨水径流中包含高浓度重金属、营养盐和多环芳烃等污染物质，而过量的有机毒物和N、P元素会导致水体富营养化，过量的重金属和部分有机毒物则会在自然生物和人体富集，严重影响人类的生存与发展。近年来，为了应对非点源污染以及水体的径流污染，各类水处理方法以及材料陆续出现，其中，生物炭因其制造过程简单，原料来源广，成为水体净化的主要材料之一。比如中国专利，申请号：CN201410120718.4，申请日：2014.03.27，公开了一种利用生物炭去除污水中除草剂的方法，将农林废弃物处理成干燥的粉末状生物质原材料，置入绝氧并通保护气体且密封的处理器中进行升温处理，后冷却至室温，得到的物质依次经过研磨过筛、活化剂活化2-6个小时、洗涤和烘干后得到固体生物炭。将固体生物炭和受农药污染的水按固液比例0.5％～10％充分混合，恒温避光振荡，以去除各种除草剂。该专利技术的方法成本低廉、处理效果好，且有益于农林废弃物资源化循环利用，其不足之处在于：该方法只是依靠活性炭的吸附作用处理污染水体，不能本质上解决水体污染物净化的问题。中国专利申请号：CN201610657157.0，申请日：2016.08.11，公开了一种利用猪粪生物炭去除污染水体中铅的方法。采集新鲜猪粪后粉碎、过筛，放入管式炉中通入氮气，升至300～700℃保持15min～4h，后冷却至室温碾碎，过60目筛制得猪粪生物炭，制备好的猪粪生物炭投加到含铅污染水体(pH为4～7，浓度50～1000mg/L)中，吸附去除铅。该专利技术提供一种操作简单、高效环保的利用猪粪生物炭去除污染水体中铅的方法，但同样是依据活性炭的吸附作用去除水体中的铅。目前，极少有研究评估溶解性有机碳(DOC)对废水和地表水中微生物群落和有机毒物(TOrCs)生物降解的影响，结果显示有机毒物可能受到微生物的总量增加以及其生长引起的微生物群落变化的影响。例如，在生物多样性更大的废水群落(即群落丰富度和均匀度)中，环境可利用的碳和氮更多，生物降解潜力更大。此外，DOC可以通过质量和组成影响生物膜的形成和结构来影响生物被膜的降解活性。例如，易于利用的碳基质可能会使微生物迅速增长，而更复杂的基质具有更高的底物利用潜力。渗滤DOC的碳氮比(C:N)也可通过建立碳限制或营养有限的生长条件来影响生长，进而影响有机碳的利用。近年来，生物滤池装置和工艺发展迅猛。生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来，使污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，使污水得到净化的人工生物处理技术。目前，大部分滤池的填充材料还是以碎石、碎钢渣、焦炭、活性炭、塑料滤料为主。比如，中国专利，申请号：CN200910193564.0，申请日：2009.10.31，公开了一种曝气生物活性炭滤池及应用其净化给水的方法，废水经沉淀池出水经过配水渠配水后，自下往上流经滤池的粗砂垫层和双层活性炭滤料，通过活性炭滤料及其附着微生物的截留过滤、吸附、生物降解等作用。但是，大部分的生物滤池只能去除径流水体中的污泥、悬浮物以及部分含碳(C)、氮(N)、磷(P)的有机污染物，而对于部分有毒有害的微量有机毒物(TOrCs)，由于这些物质由于使用性质等特质，较其他污染具有较流动的特征，去除效果并不理想。TOrCs包括除草剂(如氨磺灵(Oryzalin)、阿特拉津(atrazine)、敌草隆(diuron)、扑草通(Prometon)、2,4-二氯苯氧乙酸丁酯(2，4-D))、杀虫剂(如苯脲(phenylurea)和三嗪(triazine)、苯吡唑(phenylpyrazole)、氟虫腈(Fipronil))、阻燃剂(如三(氯异丙基)磷酸酯(TCPP)、(2-氯乙基)酯(TCEP)、有机磷酸酯(organophosphates))和汽车废液(如苯并三唑(benzotriazoles))等化学物质。并且，部分系统会因为不可降解金属或者悬物的积累堵塞而限制了滤池的使用寿命，使得去除污染物的效率降低。比如中国专利，申请号：CN201721074254.3，申请公告日：2017.08.25，公开了一种用于黑臭水体治理的生物炭滤池系统，该装置的生物炭填料由颗粒状或粉末状的生物炭构成，污水由填料的上方进入，流经生物炭填料再从填料下方的出水口流出，生物炭填料上方还设有反洗出水口，下方设有反洗进气口。该技术可长时间对黑臭水体河道进行净化处理，生物炭廉价高效并且绿色无污染，运行后可拆除生物滤池恢复河道原貌。其不足之处是生物炭需要定期更换且易造成堵塞，主要针对氮磷和悬浮物的去除。植物在污水处理过程中的作用早已为人所注意，一方面高等植物能够为其根系周围的异养微生物供应氧气，从而在还原性基质中创造一种富氧的微环境，微生物在水生植物的根系上生长，与植物建立共生合作关系，增加废水中污染物的降解速度，在远离根区的地方为兼氧和厌氧环境，有利于兼氧和厌氧净化作用，另一方面，水生植物根的生长有利于提高床基质层的水力传导性能。因此，将植物与先进高效的污水处理工艺相结合，不仅能够提高污水处理效率，还可以实现污水处理与景观生态建设的统一。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有技术只能除去雨水径流中的氮、碳、磷以及重金属，而对于指示菌以及微量有机有毒物质去除效果差，且所用装置寿命短，操作复杂，易堵塞的问题，本专利技术提供一种雨水径流净化装置及净化方法，既能有效的去除水中氮、碳、磷以及重金属，又能有效的去除指示菌以及微量有机有毒物质，具有持久的使用寿命和良好的水体净化效果。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种雨水径流净化装置，包括污水池、净化滤池以及排水系统；所述净化滤池从上到下依次划分为进水区、植物层、堆肥截留区、生物炭填料区以及排水区；所述排水系统设有排水管道；污水池通过进水管与进水区连接；排水系统通过排水管道与排水区连接；所述植物层包括浅根植物和深根植物，种植形成浅根区和深根区，所述堆肥截留区内填充有有机堆肥颗粒和河砂，所述生物炭填料区内填充有椰壳生物炭颗粒和基础填料；所述排水区内填充有鹅卵石和石英砂。优选地，所述浅根植物为包括苔藓、小麦以及菖蒲在内的吸水性能较好的草类，所述深根植物为包括牧草、芦苇以及雀麦在内的根系较长的本地植物；所述堆肥截留区内，有机堆肥颗粒和河砂以体积比(0.5～1):4的比例进行混合，填充孔隙度为25～45％，有机堆肥颗粒粒径&a本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雨水径流净化装置，其特征在于：包括污水池(6)、净化滤池以及排水系统；所述净化滤池从上到下设有进水区(1)、植物层(2)、堆肥截留区(3)、生物炭填料区(4)以及排水区(5)，所述污水池(6)通过进水管(12)与进水区(1)连接；所述排水系统通过排水管道与排水区(5)连接；所述植物层(2)包括浅根植物和深根植物，种植形成浅根区和深根区；所述堆肥截留区(3)填充有有机堆肥颗粒和河砂；所述生物炭填料区(4)填充有椰壳生物炭颗粒和基础填料；所述排水区(5)填充有鹅卵石和石英砂。

【技术特征摘要】
1.一种雨水径流净化装置，其特征在于：包括污水池(6)、净化滤池以及排水系统；所述净化滤池从上到下设有进水区(1)、植物层(2)、堆肥截留区(3)、生物炭填料区(4)以及排水区(5)，所述污水池(6)通过进水管(12)与进水区(1)连接；所述排水系统通过排水管道与排水区(5)连接；所述植物层(2)包括浅根植物和深根植物，种植形成浅根区和深根区；所述堆肥截留区(3)填充有有机堆肥颗粒和河砂；所述生物炭填料区(4)填充有椰壳生物炭颗粒和基础填料；所述排水区(5)填充有鹅卵石和石英砂。2.根据权利要求1所述的一种雨水径流净化装置，其特征在于：所述浅根植物为包括苔藓、小麦以及菖蒲在内的吸水性能较好的草类，所述深根植物为包括牧草、芦苇以及雀麦在内的根系较长的植物。3.根据权利要求1所述的一种雨水径流净化装置，其特征在于：所述堆肥截留区(3)内，有机堆肥颗粒和河砂以体积比为(0.5～1):4的比例进行混合，填充孔隙度为25～45％，有机堆肥颗粒粒径<1.68mm，河砂粒径为0.5～1.5mm；所述生物炭填料区(4)内，椰壳生物炭与基础填料以体积比为(0.5～1):4的比例进行混合，填充孔隙度为20～40％，椰壳生物炭占生物炭填料区内填料中的质量分数为0.25～0.75％wt，粒径为50～250μm，基础填料包括粒径为200～300μm的天然河砂、粒径为300～1000μm的沸石砂以及粒径为0.5～1.5mm的大理石砂；所述排水区(5)内，鹅卵石、石英砂的粒径为2～5mm。4.根据权利要求1或3所述的一种雨水径流净化装置，其特征在于：所述有机堆肥颗粒以富含木质素的木本材料沉积物为原料，利用浓缩后的溶解性有机碳提取物进行堆肥培育，通过周期性有氧培养制得。5.根据权利要求1或3所述的一种雨水径流净化装置，其特征在于：所述净化滤池堆肥截留区(3)占滤池总体积的10～20％，生物炭填料区(4)占滤池总体积的40～50％，排水区(5)占滤池总体积的10～20％；所述堆肥截留区(3)与生物炭填料区(4)之间安装有滤网；所述生物炭填料区(4)与排水区(5)之间安装有滤网。6.根据权利要求1所述的一种雨水径流净化装置，其特征在于：所述污水池(6)与净化滤池之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪龙眠，张毅敏，张爱国，徐问问，于江华，杨飞，彭福全，朱月明，许雪婷，
申请(专利权)人：环境保护部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32