一种海绵城市专用介质及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种海绵城市专用介质及其制备方法与应用，所述专用介质包括碳酸钙粉、褐煤粉、沸石粉、细河沙、珍珠岩、稻壳及碳化谷壳和/或活性炭。所述碳酸钙粉、褐煤粉、沸石粉、细河沙、珍珠岩、稻壳及碳化谷壳和/或活性炭的体积比为：(0.5～2)：(1～3)：(1～3)：(1～3)：(0.1～1)：(0.1～1)：(1～3)。该专用介质在制备海绵城市专用土壤介质中具有广泛的应用前景。与现有技术相比，该介质材料对重金属离子具有良好的吸附作用且可为植物提供多种矿质元素，极利于植物生长。

A Special Medium for Sponge City and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a special medium for sponge city and its preparation method and application. The special medium includes calcium carbonate powder, lignite powder, zeolite powder, fine river sand, perlite, rice husk, carbonized rice husk and/or activated carbon. The volume ratios of calcium carbonate powder, lignite powder, zeolite powder, fine river sand, perlite, rice husk and carbonized rice husk and/or activated carbon are: (0.5-2): (1-3): (1-3): (1-3): (0.1-1): (0.1-1):(1-3). The special medium has wide application prospects in the preparation of special soil media for sponge cities. Compared with the existing technology, the medium material has good adsorption for heavy metal ions and can provide a variety of mineral elements for plants, which is very conducive to plant growth.

【技术实现步骤摘要】
一种海绵城市专用介质及其制备方法与应用
本专利技术涉及环境科学
，具体涉及一种海绵城市专用介质及其制备方法与应用。
技术介绍
海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，遇到有降雨时能够就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水，补充地下水、调节水循环；在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来，并加以利用，从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”，不用以前下水道等“灰色设施”。“雨季一来，城市看海”，我国城市目前大多都是快排模式，雨水落在硬化地面上只能从管道中集中快排，强降雨一来，修再多管道也不够用。许多城市几十年前的地面径流系数是0.3，现在是0.7，也就是说现在一下雨70％的水要在地面流淌，许多严重缺水的城市就这么让70％的雨水白白流失了。针对传统城市开发模式的遗留问题，从“源头减排、过程控制、系统治理”着手，通过城市规划、建设的管控，综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等工程技术措施，控制城市雨水径流，实现低影响城市开发建设(LowImpactDevelopment，LID)，最大限度地减少由于城市开发建设行为对原有自然水文特征和水生态环境造成的破坏，将城市建设成“自然积存、自然渗透、自然净化”的“海绵体”是一种极佳的选择。海绵城市利用城市竖向与工程设施相结合，排水防涝设施与天然水系河道相结合，通过地面排水与地下雨水管渠相结合的方式来实现一般排放和超标雨水的排放，可以避免内涝等灾害，目前已成为我国生态城市建设规划中的一个重要组成部分。然而，我国海绵城市理念提出较晚，目前还处于研究初期，现有技术中关于海绵城市的专用介质研究还不够成熟，对环境改善的效果不佳，还需进一步提升。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种既能解决雨后城市内涝问题，又能使绿化植被更好生长的海绵城市专用介质及其制备方法与应用。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种海绵城市专用介质，包括碳酸钙粉、褐煤粉、沸石粉、细河沙、珍珠岩、稻壳及碳化谷壳和/或活性炭。进一步地，所述专用介质中各物料的粒径不大于10mm，总孔隙率不小于65％，饱和吸水倍率为200～550％，pH为6～7.5。优选地，所述专用介质总孔隙率为65～85％，pH值为6～7.2。进一步地，所述碳酸钙粉的粒度≥40目，褐煤粉的粒度≥80目，沸石粉的粒度≥80目。进一步地，所述稻壳经如下步骤进行预处理：测定稻壳中的含水量，若稻壳的含水量低于60％，则将水浸泡至稻壳中含水量达60～65％后，进行氨化处理，当稻壳表面呈浅棕色且温度降到30～40度之间时判定氨化处理完成；否则，直接进行氨化处理。优选地，所述氨化处理操作为将尿素溶液或家畜粪尿混合液洒在稻壳堆上。进一步地，碳酸钙粉、褐煤粉、沸石粉、细河沙、珍珠岩、稻壳及碳化谷壳/或活性炭的体积比为：(0.5～2)：(1～3)：(1～3)：(1～3)：(0.1～1)：(0.1～1)：(1～3)；优选地，所述体积比为：1：2：2：2：0.5：0.5：2。优选地，所述褐煤粉中腐殖酸质量含量在50％以上。优选地，所述沸石粉的比表面积不小于1000m2/g。进一步地，所述碳化谷壳为谷壳经过加热至其着火点温度以下，不充分燃烧而形成的木炭化物质；优选地，所述碳化谷壳为经过水洗后的碳化谷壳。优选地，所述碳化谷壳为碳化稻壳。本专利技术还包括上述海绵城市专用介质的制备方法，包括以下步骤：将所述珍珠岩粉碎后，与碳酸钙粉、褐煤粉、沸石粉、细河沙、稻壳及碳化谷壳和/或活性炭按比例混合后即得所述海绵城市专用介质。进一步地，所述比例为碳酸钙粉、褐煤粉、沸石粉、细河沙、珍珠岩、稻壳及碳化谷壳和/或活性炭的体积比为：(0.5～2)：(1～3)：(1～3)：(1～3)：(0.1～1)：(0.1～1)：(1～3)；优选地，所述体积比为：1：2：2：2：0.5：0.5：2。本专利技术还包括上述海绵城市专用介质在制备海绵城市专用土壤介质中的应用。进一步地，所述应用包括将海绵城市专用介质与土壤混合的步骤。进一步地，所述应用包括以下步骤：将待处理区域至少挖出35cm深的土壤后，将上述海绵城市专用介质与挖出的土壤按比例混合后，回填并在回填的土壤中载种植物。进一步地，所述海绵城市专用介质与土壤按体积比为(0.25～1)：1的比例混合。进一步地，若载种的植物为花、草和/或灌木，则所述挖出的土壤深度为35～50cm；所述回填厚度为45～55cm(优选为50cm)；若载种的植物为乔木类，则挖出的土壤深度为50cm以上。本专利技术的有益效果在于：本专利技术根据化学、物理学等学科理论为基础对土壤进行升级改良，可实现土壤性状改善，对水的渗透率、化学需氧量(ChemicalOxygenDemand，COD)去除率、出水SS去除率、总磷(TotalPhosphorus，TP)去除率、氨氮去除率的提升及土壤酸碱度的平衡。通过本专利技术方案介质升级改良后的土壤更适合城市污水(雨水等)的排放和净化，改善城市地下水水质，解决雨后城市内涝问题，使绿化植被更好的生长，具有较高的经济价值和社会价值。通过本专利技术方案改善后的土壤性状无块状物出现且土壤有机质含量(烧失量(Lossonignition，LOI％))为8～10％，土壤对水的渗透率(短期(三个月内)大于150mm/h，长期(六个月以上)不小于50mm/h)得到了极大提高，采用本发方案的土壤介质改良后的土壤COD去除率最大可达60％以上、出水SS去除率最大可达80％以上，TP去除率最大可达65％以上，氨氮去除率最大可达60％以上，平衡土壤酸碱度(pH6.5～7.5)。通过本专利技术方案介质改良后的土壤对植被生长具有良好的辅助促进作用，可为各类植物提供有益于其生长的有利条件(如各种矿质元素等)。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。本专利技术最关键的构思在于：本专利技术巧妙地将碳酸钙粉、褐煤粉、沸石粉、细河沙、珍珠岩、稻壳及碳化谷壳和/或活性炭复配成专用介质，褐煤粉、沸石粉、蛭石等对重金属离子具有良好的吸附效果，而且碳酸钙、珍珠岩等对土壤具有良好的疏松作用，专用介质中含有植物所需的钙、铁、锰、锌、钼、硼、氯等多种微量元素，极利于植物的生长。碳酸钙：白色固体，无味、无臭。有无定型和结晶型两种形态。结晶型中又可分为斜方晶系和六方晶系，呈柱状或菱形，相对密度2.71，难溶于水和醇，几乎不溶于水和土壤酸，提高土壤pH值；沉淀土壤水溶性磷；疏松土壤防止板结。褐煤粉：容重0.7g/cm3左右，褐煤粉以腐殖酸含量超过50％为宜。腐殖酸在土壤中形成胶体，吸附、络合金属阳离子和铵离子，使重金属惰化毒性减小，具有净化水质的作用；腐殖质吸水能力强，可达400％-600％；还可以改善土壤物理结构，增加土壤团粒结构，降低土壤容重，提高土壤持水量和孔隙度。沸石粉：是一种铝硅酸盐矿物，容重2.1g/cm3左右，具有架状多孔结构，吸水能力和吸附能力都较强。质量好的沸石比表面积以1000m2/g为宜，具有分子筛性质。离子交换量通常为100-320cmol/kg，可以吸附阴离子、阳离子，不仅能疏松土壤，还可以提高土壤缓冲性和离子交换容量，质量高的沸石粉可以吸附去除水体氨氮95％，水溶性磷60％，防止流失污染水体。蛭石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海绵城市专用介质，其特征在于：包括碳酸钙粉、褐煤粉、沸石粉、细河沙、珍珠岩、稻壳及碳化谷壳和/或活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种海绵城市专用介质，其特征在于：包括碳酸钙粉、褐煤粉、沸石粉、细河沙、珍珠岩、稻壳及碳化谷壳和/或活性炭。2.根据权利要求1所述的海绵城市专用介质，其特征在于：所述专用介质中各物料的粒径不大于10mm，总孔隙率不小于65％，饱和吸水倍率为200～550％，pH为6～7.5。3.根据权利要求1所述的海绵城市专用介质，其特征在于：所述稻壳经如下步骤进行预处理：测定稻壳中的含水量，若稻壳的含水量低于60％，则将水浸泡至稻壳中含水量达60～65％后，进行氨化处理，当稻壳表面呈浅棕色且温度降到30～40度之间时判定氨化处理完成；否则，直接进行氨化处理。4.根据权利要求1所述的海绵城市专用介质，其特征在于：碳酸钙粉、褐煤粉、沸石粉、细河沙、珍珠岩、稻壳及碳化谷壳和/或活性炭的体积比为：(0.5～2)：(1～3)：(1～3)：(1～3)：(0.1～1)：(0.1～1)：(1～3)；优选地，所述体积比为：1：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雨思，田维，王水良，唐泓麟，陈健，刘海洋，林路晨，
申请(专利权)人：珠海南德海绵城市建设管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44