一种可用于面源径流污染处理的强化复合填料制造技术

本发明专利技术提供一种可用于面源径流污染处理的强化复合填料，主要应用于雨水径流带来的面源污染治理，包括城市和农村输入性面源污染净化。该填料从上至下依次设置为：过滤层填料、过渡层填料和排水层填料；本发明专利技术的各层填料之间存在着内在的联系，并且对于填料有明确的粒径分布要求，细化至不同粒径范围内介质的百分比；同时还规定了介质中化学物质的具体含量、pH值的范围，以及介质的渗透系数。此外，强化复合型填料不同分层混合有供植物生长的肥料、吸附颗粒、缓释性碳源和复合微生物制剂，保证生物滞留池能够长期、高效地处理雨水中的污染物质，尤其是对脱氮除磷有着显著的效果。

An Enhanced Composite Filler for Non-point Source Runoff Pollution Treatment

The invention provides an enhanced composite filler for non-point source runoff pollution treatment, which is mainly applied to the treatment of non-point source pollution caused by rainwater runoff, including urban and rural input non-point source pollution purification. The filler is arranged from top to bottom in turn as follows: filter layer filler, transition layer filler and drainage layer filler; there is an inherent relationship among the layers of fillers in the present invention, and there is a clear particle size distribution requirement for fillers, which refines the percentage of medium in different particle size range; at the same time, the specific content of chemical substances in the medium, the range of pH value and the permeation of the medium are specified. Coefficient. In addition, strengthened composite fillers are mixed in different layers with fertilizers for plant growth, adsorbed particles, slow-release carbon sources and composite microbial agents to ensure that biological retention ponds can treat pollutants in rainwater for a long time and efficiently, especially for nitrogen and phosphorus removal.

【技术实现步骤摘要】
一种可用于面源径流污染处理的强化复合填料
本专利技术涉及水环境治理
，尤其是一种能够用于有效降低雨水径流峰值和体积，并有效去除径流污染中所含悬浮物、氮、磷等营养物质、重金属、病原菌、碳氢化合物和一些微量有机污染物的过滤性设施的填料，具体地说是一种可用于面源径流污染处理的强化复合填料。
技术介绍
现阶段所实施的雨水滞留设施填料大部分均使用土壤或砂土混合物养殖植物，并通过植物生长促进雨水的处理，少部分雨水生物滞留填料使用分层结构。目前，现有分层结构的雨水滞留设施的填料设置只关注于每层填料的性质，并没有关注于各层填料之间的关系，这样导致了大量滞留设施内的堵塞，对于雨水径流的处理产生了一定的消极影响，需要考虑不同层之间的关系，保证一定的渗透速率，以达到顺畅排水的效果。另外，现有滞留设施的填料未充分考虑分层添加不同功能性的物质，并有针对性地对不同污染物进行去除，为更好地满足水环境治理需求，需考虑以更大程度增强脱氮除磷的效果，从而得到洁净的水源。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对填料不同分层之间的关系以及增强填料长时间发挥作用效率问题，提出一种可用于面源径流污染处理的强化复合填料；从填料长时间发挥净化作用的角度，为增加污染物去除效果，增加缓释性碳源和复合微生物制剂，为微生物生长提供条件，形成有益的生态环境，增强脱氮除磷的效能，使填料能够持续发挥良好的污染物去除能力，得到干净的水源。本专利技术的技术方案是：本专利技术提供一种可用于面源径流污染处理的强化复合填料，该填料从上至下依次设置为：过滤层填料、过渡层填料和排水层填料，填料中分层添加供植物生长的肥料、吸附颗粒、缓释性碳源和复合微生物制剂；过渡层填料和过滤层填料所选用的介质原料满足下述筛选条件：D15(过渡层填料)≤5×D85(过滤层填料)；过渡层填料和排水层填料所选用的介质原料满足下述筛选条件：D15(排水层填料)≤5×D85(过渡层填料)。其中，D15表示使15％质量的介质滞留的滤网的尺寸，D85表示使85％质量的介质滞留的滤网的尺寸；进一步地，过滤层填料、过渡层填料和排水层填料均满足下述条件：pH：5.5～7.5；总氮含量<1000mg/kg；磷酸盐含量<80mg/kg；有机质含量<5％,其中过滤层填料介质的粒径分布应满足表1要求；表1筛网尺寸(μm)滞留筛网的百分比泥土<50<3％极细颗粒50-1505-30％细颗粒150-25010-30％中等细颗粒250-50040-60％粗颗粒500-100025％极粗颗粒1000-20000-10％大颗粒2000-3400<3％进一步地，复合填料的介质渗透系数不超过500mm/hr，最优范围为100～500mm/hr。进一步地，过滤层填料高度为400～600mm；过渡层填料高度为200～300mm；排水层填料高度为100～200mm。进一步地，过滤层填料自上表面至下的0～100mm深度处添加供植物生长的肥料；每100m2表面积的填料中添加0～82kg供植物生长的肥料；所述的供植物生长的肥料中含有如下成分：动物有机粪肥61％，过磷酸钙2.4％，硫酸镁3.7％，硫酸钾2.4％，微量元素1.2％，氮磷钾肥4.9％，生石灰24.4％。进一步地，过滤层填料中层添加吸附颗粒，优选活性炭和零价铁，或者沸石和零价铁；为过滤层填料质量的3％～5％；为经济性考虑，沸石和零价铁的组合为性价比最优选择。进一步地，在过渡层填料中添加缓释性碳源，优选植物生物质天然碳源，植物生物质天然碳源优选玉米芯、稻壳、木屑或者秸秆，或者由玉米芯、稻壳、木屑或者秸秆经过加工产生的固体碳源；添加的缓释性碳源质量占过渡层填料的1％～3％。进一步地，过渡层填料中添加复合微生物制剂或者由复合微生物制剂、缓释性碳源以及壳聚糖制备的多层包埋颗粒。一种面源径流污染处理的强化复合填料的筛选方法，该方法包括以下步骤：S1、取介质原料进行编号，采用多层筛网对若干种介质原料进行过筛处理，得到各种介质原料的粒度分布曲线；S2、根据前述粒径分布曲线分别获取各介质原料过筛处理时，能够使15％和85％质量的介质滞留的滤网尺寸D15i和D85i,i表示介质原料的编号；S3、配置过滤层填料介质；S4、根据各介质原料的D15i和D85i筛选能够填充过渡层填料和排水层填料的介质原料，过渡层填料和排水层填料所选用的介质原料分别满足下述筛选条件：D15(过渡层填料)≤5×D85(过滤层填料)D15(排水层填料)≤5×D85(过渡层填料)其中：D15表示使15％质量的介质滞留的滤网的尺寸；D85表示使85％质量的介质滞留的滤网的尺寸；S5、在符合过渡层填料的介质原料中选择至少一种作为对应的过渡层填料；在符合排水层填料的介质原料中选择至少一种作为对应的排水层填料，完成复合填料的筛选。进一步地，多层筛网层数不少于6层，能够灵活设置；其中，最大孔径的筛网约为3400微米，最小孔径的筛网约为50微米。本专利技术的有益效果：本专利技术的复合填料能够以预制的模块结构进行填充，且各层填料之间存在着内在的联系，并且对于填料有明确的粒径分布要求，细化至不同粒径范围内介质的百分比；同时还规定了介质中化学物质的具体含量、pH值的范围，以及介质的渗透系数，以保证输入性径流能够在有效时间内得到过滤处理，并且长时间运行不至于堵塞。此外，强化复合型填料中还混合活性炭、零价铁、缓释性碳源和复合微生物制剂，保证能够高效地处理雨水中的污染物质，尤其是对脱氮除磷有着显著的效果。本专利技术的复合填料能够提高对输入径流的处理效率，增强物理处理能力(吸附作用)，化学处理能力(氧化还原反应)，生物处理能力(微生物生化反应)，提高脱氮除磷效率；促进填料中良好生物生态环境形成，增强长时间脱氮除磷效率。本专利技术的复合填料主要应用于雨水径流带来的面源污染治理，包括城市和农村输入性面源污染去除和水质净化，涉及道路、停车场、广场、屋顶、绿地、农田等场地的雨水、以及雨污混合污水，应用场景包括生物滞留设施、过滤树池、道路过滤设施、垂直流湿地等过滤性净化设施，该复合填料可长时间保持净化能力，不易堵塞，形成良好的生物净化局部环境；从经济性来讲，该填料性价比高，因其良好的性能可降低维护成本，并可进一步实现工厂化生产。本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了候选介质的粒径分布曲线示意图。图2示出实施例一中，五次连续自然降雨事件前后固体悬浮物TSS浓度对比曲线。图3示出实施例一中，五次连续自然降雨事件前后总氮TN浓度对比曲线。图4示出实施例一中，五次连续自然降雨事件前后总磷TP浓度对比曲线。图5示出实施例二中，十二次降雨事件进水前后固体悬浮物TSS浓度对比曲线。图6示出实施例二中，十二次降雨事件进水前后总氮TN浓度对比曲线。图7示出实施例二中，十二次降雨事件进水前后总磷TP浓度对比曲线。图8示出实施例三中，六次连续自然降雨事件前后固体悬浮物TSS浓度对比曲线。图9示出实施例三中，六次连续自然降雨事本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于面源径流污染处理的强化复合填料，其特征在于，该填料从上至下依次设置为：过滤层填料、过渡层填料和排水层填料；过渡层填料和过滤层填料所选用的介质原料满足下述筛选条件；D15(过渡层填料)≤5×D85(过滤层填料)；过渡层填料和排水层填料所选用的介质原料满足下述筛选条件：D15(排水层填料)≤5×D85(过渡层填料)；其中，D15表示使15％质量的介质滞留的滤网的尺寸，D85表示使85％质量的介质滞留的滤网的尺寸；

【技术特征摘要】
1.一种可用于面源径流污染处理的强化复合填料，其特征在于，该填料从上至下依次设置为：过滤层填料、过渡层填料和排水层填料；过渡层填料和过滤层填料所选用的介质原料满足下述筛选条件；D15(过渡层填料)≤5×D85(过滤层填料)；过渡层填料和排水层填料所选用的介质原料满足下述筛选条件：D15(排水层填料)≤5×D85(过渡层填料)；其中，D15表示使15％质量的介质滞留的滤网的尺寸，D85表示使85％质量的介质滞留的滤网的尺寸；2.根据权利要求1所述的可用于面源径流污染处理的强化复合填料，其特征在于，过滤层填料、过渡层填料和排水层填料均满足下述条件：pH：5.5～7.5；总氮含量<1000mg/kg；磷酸盐含量<80mg/kg；有机质含量<5％,其中过滤层填料介质的粒径分布应满足下表：筛网尺寸(μm)滞留筛网的百分比泥土<50<3％极细颗粒50-1505-30％细颗粒150-25010-30％中等细颗粒250-50040-60％粗颗粒500-100025％极粗颗粒1000-20000-10％大颗粒2000-3400<3％3.根据权利要求1所述的可用于面源径流污染处理的强化复合填料，其特征在于，复合填料的介质渗透系数不超过500mm/hr，最优范围为100～500mm/hr。4.根据权利要求1所述的可用于面源径流污染处理的强化复合填料，其特征在于，过滤层填料高度为400～600mm；过渡层填料高度为200～300mm；排水层填料高度为100～200mm。5.根据权利要求1所述的可用于面源径流污染处理的强化复合填料，其特征在于，过滤层填料自上表面至下的0～100mm深度处添加供植物生长的肥料；每100m2表面积的填料中添加0～82kg供植物生长的肥料；所述的供植物生长的肥料中含有如下成分：动物有机粪肥61％，过磷酸钙2.4％，硫酸镁3.7％，硫酸钾2.4％，微量元素1.2％，氮磷钾肥4.9％，生石灰24.4％。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀玉，胡玖坤，王淼，张科峰，
申请(专利权)人：大江环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32