一种生物滞留池填料制造技术

本发明专利技术公开一种生物滞留池填料，由黏土、水热炭、生物炭和砂壤土组成填料，体积比例为(30‑50)：(0‑30)：(0‑20)：(0‑20)，水热炭、生物炭和砂壤土的用量均不为零，填料高度为50‑80cm。该填料配比的使用能截留雨水中不溶性磷、有利于水解细菌生长、加速不溶性磷的水解反应过程、吸附溶解性磷，通过截留—水解—吸附过程实现磷的快速彻底去除。同时成本较低，原料易得，在实际推广中具有较大优势。

A Biological Retention Pool Packing

The invention discloses a bio-retention pond filler, which is composed of clay, hydrothermal carbon, biochar and sandy loam. The volume ratio is (30 50): (0 30): (0 20): (0 20). The dosage of hydrothermal carbon, biochar and sandy loam is not zero, and the height of the filler is 50 80 cm. The use of the filler ratio can intercept insoluble phosphorus in rainwater, facilitate the growth of hydrolytic bacteria, accelerate the hydrolysis reaction process of insoluble phosphorus, adsorb soluble phosphorus, and achieve rapid and complete removal of phosphorus through interception-hydrolysis-adsorption process. At the same time, the cost is low and the raw materials are easy to obtain, which has great advantages in practical promotion.

【技术实现步骤摘要】
一种生物滞留池填料
本专利技术属于水处理领域，具体是土壤渗透系数低的弱透水区域城市雨水中生物滞留池的磷污染物净化

技术介绍
城市雨水溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，降落地面后，又由于冲刷屋面、沥青混凝土道路等，使得雨水中含有大量的污染物质，从而使得受纳水体(湖泊、河流等)中磷含量增加，产生水体的富营养化。生物滞留池(又称雨水花园)是一种采用分散方法，从源头削减雨水和控制污染物迁移的高效雨洪控制措施。生物滞留池可以储存雨水，削减雨水洪峰，去除雨水中悬浮固体等污染物。但是生物滞留池却不能有效去除雨水中的磷，其出水中磷的浓度仍比较高。原因是雨水中磷主要以不溶性磷为主，虽然在降雨过程中，存在于悬浮固体中的不溶性磷可以被生物滞留池截留去除，但是在降雨后的干旱期，生物滞留池内的不溶性磷会发生水解反应，转化为可溶性磷，并造成下一次降雨后生物滞留池出水磷浓度高的问题。因此，提高生物滞留池磷去除效率的关键是提高水解后形成的溶解性磷的去除效率。为防止产生蚊蝇滋生等环境问题，生物滞留池一般要求积水在24h内排干，但对于土壤以黏土为主的弱透水区域而言，由于土壤渗透系数低，积水在24h内难以排干，限制了生物滞留池的使用。为解决弱透水区域生物滞留池应用过程中的磷去除的问题，可改良弱透水区域土壤基质，使其满足积水在24h内排干的要求，并能截留雨水中不溶性磷、加速不溶性磷的水解反应过程，吸附溶解性磷，实现磷的快速彻底去除。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生物滞留池填料，用于弱透水区域雨水中磷的去除。该填料配比的使用能截留雨水中不溶性磷、有利于水解细菌生长、加速不溶性磷的水解反应过程、吸附溶解性磷，通过截留—水解—吸附过程实现磷的快速彻底去除。同时成本较低，原料易得，在实际推广中具有较大优势。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种生物滞留池填料，由黏土、水热炭、生物炭和沙壤土组成，黏土、水热炭、生物炭和沙壤土的体积比为(30-50)：(0-30)：(0-20)：(0-20)，水热炭、生物炭和砂壤土的用量均不为零。在使用时，填料高度为50—80cm。而且，黏土、水热炭、生物炭和沙壤土的体积比为(40-50)：(20-30)：(10-20)：(10-20)。而且，黏土、水热炭、生物炭和沙壤土的体积比为40：30：20：10。而且，黏土颗粒粒径为1—2.5mm；沙壤土颗粒粒径为1—2.5mm；生物炭颗粒粒径为1.5mm以下，优选1—1.5mm；水热炭颗粒粒径为1.5mm以下，优选1—1.5mm。在进行使用时，由黏土、水热炭、生物炭和沙壤土混合均匀的填料在进行装填之前全部经过蒸馏水、超纯水洗涤，以2000—3000r/min的速率进行离心分离，并重复3—5次后在阴凉处自然风干后过2mm筛后进行装填。采用上述填料构建生物滞留池，用于弱透水区域雨水中磷的去除.本专利技术的优点在于：与普通的雨水生物滞留池应用区域不同，本次专利技术的填料是为了去除弱透水区域雨水中的磷，在选取过程中适当利用原有黏土，考虑到填料的综合利用效果，在透水性、蓄水性、净化水体等方面均有很高的性能。同时填料造价低，所用原料容易获得。雨水中的不溶性磷通过截留—水解—吸附过程去除，雨水中的磷含量在源头即能达到有效处理。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术专利作进一步的详细说明。在本专利技术的技术方案中，使用生物炭、水热炭、黏土和沙壤土四种组分进行配合，其中：(1)黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤，水分不容易从中通过才具有较好的可塑性，成分主要为氧化硅与氧化铝，选用粒径为1-2.5mm，购自天津市建材材料公司；(2)砂壤土(即沙壤土)—壤土指土壤颗粒组成中黏粒、粉粒、砂粒含量适中的土壤，沙土是指含沙量占80％，黏土占20％左右的土壤，沙壤土就是介于壤土与沙土之间的土壤。指土壤颗粒组成中黏粒、粉粒、砂粒含量适中的土壤。质地介于黏土和砂土之间，兼有黏土和砂土的优点，通气透水、保水保温性能都较好。这类土壤，含砂粒较多的称砂壤土(砂质壤土)，黏粒较多的称粘壤土(粘质壤土)，选用粒径为1-2.5mm，购自天津市建材材料公司；(3)生物炭：生物炭是生物有机材料(生物质)在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物，它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它农作物废物碳化形成的。使用的生物质原料为：小麦和玉米秸秆、玉米芯，采用高温分解法——在500℃到600℃的高温下，将有机物质置于缺氧状态下，对其有控制地进行高温分解予以制备，选用颗粒粒径为1.5mm以下，优选1—1.5mm，购自北京北方永邦科技股份有限公司；(4)水热炭：一种以生物质或其组分为原料，以水为溶剂和反应介质，在150～375℃和自生压力下，经水热反应得到的以碳为主体，含氧官能团丰富，热值(HHV)高的黑色固体产物，使用的生物质原料为：小麦和玉米秸秆、玉米芯，选用颗粒粒径为1.5mm以下，优选1—1.5mm，购自北京北方永邦科技股份有限公司。将上述4种填料按照不同的体积投加比例制成混合填料，投加比例如表1所示。所有的填料在进行装填实验之前全部经过蒸馏水、超纯水洗涤，以2500r/min的速率进行离心分离，并重复3次后在阴凉处自然风干后过2mm筛后进行装填。在所述混合填料层的下面设置承托层，承托层由石子组成。所述承托层的高度为5cm。实施例一将上述4种填料配比分别用于街道雨水(从天津市空港工业园区雨后予以采集)处理，填料配比(粘土：水热炭：生物炭：砂壤土)、出水磷浓度和去除率如下表所示。不同填料配比对街道雨水中磷的去除效果填料配比进水磷浓度(mg/L)出水磷浓度(mg/L)去除率4:3:2:13.440.7578.20％4:2:2:23.760.8876.60％4:3:1:23.120.7675.64％由实验数据可知，当填料配比粘土：水热炭：生物炭：砂壤土＝4:3:2:1时对街道雨水的磷的去除效果最好。实施例二将上述三种填料配比分别用于屋面雨水(从天津大学北洋园校区雨后采集)处理，填料配比(粘土：水热炭：生物炭：砂壤土)、出水磷浓度和去除率如下表所示。不同填料配比对屋面雨水磷的去除效果由实验数据可知，当填料配比生物炭：粘土：水热炭：生物炭：砂壤土＝4:3:2:1时对屋面雨水中磷的去除效果最好。实施例三将上述三种填料配比分别用于农田雨水(从天津市静海区台头镇农田雨后收集)处理，填料配比(粘土：水热炭：生物炭：砂壤土)、出水磷浓度和去除率如下表所示不同填料配比对农田雨水中磷的去除效果填料配比进水DON浓度(mg/L)出水DON浓度(mg/L)去除率4:3:1:23.980.9775.62％4:2:2:24.111.1172.99％4:3:2:14.131.1074.93％由实验数据可知，当填料配比为4:3:1:2时对农田雨水DON的去除率最高。但综合实施例一和实施例二中的街道雨水和屋面雨水处理能力，仍采取粘土：水热炭：生物炭：砂壤土＝4:3:2:1的填料配比。依照本
技术实现思路
的记载调整填料中各个组分的体积比例均可实现填料的制备，并表现出基本一致的性能。以上对本专利技术做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本专利技术的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物滞留池填料，其特征在于，由黏土、水热炭、生物炭和沙壤土组成，黏土、水热炭、生物炭和沙壤土的体积比为(30‑50)：(0‑30)：(0‑20)：(0‑20)，水热炭、生物炭和砂壤土的用量均不为零。

【技术特征摘要】
1.一种生物滞留池填料，其特征在于，由黏土、水热炭、生物炭和沙壤土组成，黏土、水热炭、生物炭和沙壤土的体积比为(30-50)：(0-30)：(0-20)：(0-20)，水热炭、生物炭和砂壤土的用量均不为零。2.根据权利要求1所述的一种生物滞留池填料，其特征在于，黏土、水热炭、生物炭和沙壤土的体积比为(40-50)：(20-30)：(10-20)：(10-20)。3.根据权利要求1所述的一种生物滞留池填料，其特征在于，黏土、水热炭、生物炭和沙壤土的体积比为40：30：20：10。4.根据权利要求1或者2或者3所述的一种生物滞留池填料，其特征在于，黏土颗粒粒径为1—2.5mm；沙壤土颗粒粒径为1—2.5mm；生物炭颗粒粒径为1.5mm以下；水热炭颗粒粒径为1.5mm以下。5.根据权利要求1或者2或者3所述的一种生物滞留池填料，其特征在于，生物炭颗粒粒径为1—1.5mm；水热炭颗粒粒径为1—1.5mm。6.如权利要求1或者2或者3所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王芬，宫浩斐，孙未，陈鑫露，孙畅，季民，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12