生物滞留池砂基填料的配比方法技术

本发明专利技术提供一种生物滞留池砂基填料的配比方法，利用有机质含量和排空时间的限值要求，约束与指导填料组成和配比；通过调整不同介质的混合比例，使混合填料同时满足有机质含量和排空时间的双重要求，完成填料主基质配比。本发明专利技术通过调整混合填料的渗透系数能够控制设施的排空时间，按照排空时间配比的填料可以较大程度地满足径流控制、植物生长和设施卫生等方面的要求。有机质含量则直接决定着植物生长所需要营养状况以及营养物的淋洗情况，间接影响径流控制效果和设施卫生状况。排空时间和有机质含量是两个影响填料配比的关键参数，具有丰富的指标内涵，承载了填料的主要作用和功能，使其成为体现填料功能的两个关键性指标。标。标。

【技术实现步骤摘要】
生物滞留池砂基填料的配比方法


[0001]本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种生物滞留池砂基填料的配比方法。

技术介绍

[0002]在生物滞留技术发展早期，天然土壤的饱和渗透性能适中，有利于径流入渗，被推荐为生物滞留池设施填料，但壤土在长期使用过程中容易固结、缩减空隙率和降低处置性能。其后，为了增强填料土中微生物的生化作用以提高去污性能，以砂、土和有机质组成的混合填料得到了较为广泛的应用，这类填料渗透系数较高，有利于促进雨水的下渗，但有机质含量需要进行限制，含量高(20
‑
30％)，极易引起氮磷淋溶现象，导致生物滞留池的净水效果并不理想。
[0003]已有实践证明，填料的组成及配比是生物滞留系统功能发挥的关键因素，截止目前，相关的配比理论和方法还不完善。当前，填料配比主要依靠经验并通过实验来检验效果，并没有从理论上给予定量研究。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术提供一种生物滞留池砂基填料的配比方法，利用细砂渗透性好、成本低廉、方便易得的特点，建立一种以细沙为主体基质的填料配比方法，补充砂基生物滞留池填料配比理论，有效指导工程实践，具有重要的理论和现实意义，通过建议方法可以计算出与蓄水消纳时间所对应的高度，能够包含与水力停留时间和高度相关的参数，则可以进一步细化与完善生物滞留池的设计过程，为生物滞留池在海绵城市中的工程应用提供基础支撑和技术参考。
[0005]具体的技术方案为：
[0006]生物滞留池砂基填料的配比方法，利用有机质含量和排空时间的限值要求，约束与指导填料组成和配比；通过调整不同介质的混合比例，使混合填料同时满足有机质含量和排空时间的双重要求，完成填料主基质配比。
[0007]同时，为了提高填料的雨水净化能力，在主体基质中掺加性能较优的添加剂，并利用两大指标限值对添加剂的掺量加以控制。
[0008]具体的，生物滞留池砂基填料的配比方法，包括以下步骤：
[0009]首先，测定细砂和草炭土的有机质含量和渗透系数，细砂渗透性好，渗透系数为4.32
×
10
‑3cm/s，有机质含量为12.74g/kg；草炭土渗透性极差，渗透系数为4.28
×
10
‑4cm/s，有机质含量347.32g/kg，可知两者互补性强；
[0010]其次，以不同的质量比将草炭土掺入细砂中混匀，计算混合的主基质有机质含量并测定渗透系数；
[0011]由于生物滞留池通常是由填料层、粗砂过渡层和砾石排水层构成，按照成层土等效渗透系数公式1计算填料层整体的渗透系数：
[0012][0013]式中：K
e
‑
等效渗透系数，cm/s；H
f
‑
填料层厚度，cm；H
s
‑
粗砂层厚度，cm；H
g
‑
砾石层厚度，cm；K
f
‑
填料渗透系数，cm/s；K
s
‑
粗砂渗透系数，cm/s；K
g
‑
砾石渗透系数，cm/s；
[0014]计算过程中，填料层、粗砂层和砾石层厚度分别取50cm、15cm、和25cm，填料渗透系数即为测定的主基质渗透系数，粗砂和砾石的渗透系数经测定为8.53
×
10
‑2cm/s和2.60
×
10
‑2cm/s。
[0015]最后，根据等效渗透系数计算结果，利用公式2计算排空时间：
[0016][0017]式中：T
‑
排空时间，h；V
‑
设计有效调蓄容积，m3；α
‑
综合安全系数，一般取0.5
‑
0.8，本次取0.6；K
‑
填料渗透系数，m/s；J
‑
水力坡降，一般取1；A
s
‑
有效渗透面积，
㎡
。
[0018]还包括，确定添加剂的掺加量控制在总质量5
‑
10％；火山岩、绿沸石和煤渣，掺量为主基质质量的10％，蛭石和珍珠岩掺量为主基质质量的5％；加入添加剂后，填料有机质含量在2.63
‑
2.84％。
[0019]对于生物滞留池，排空时间和有机质含量是两个关键参数，两者的取值对生物滞留池的运行效果、植物生长和卫生状况等产生重大影响。排空时间是生物滞留设施的一个关键参数，本专利技术建议的排空时间为6
‑
48h。
[0020]有机质含量是衡量填料肥力的重要指标，是植物养分的主要来源，直接决定着植物的生长状况。填料的有机质含量过低，不能满足植物生长需要，进而影响植物的吸收作用，降低生物滞留池的径流控制效果；填料的有机质含量过高，易导致营养物淋洗，劣化生物滞留池出水水质，本专利技术的有机质含量范围为1.5
‑
5％。
[0021]本专利技术通过调整混合填料的渗透系数能够控制设施的排空时间，按照排空时间配比的填料可以较大程度地满足径流控制、植物生长和设施卫生等方面的要求。有机质含量则直接决定着植物生长所需要营养状况以及营养物的淋洗情况，间接影响径流控制效果和设施卫生状况。排空时间和有机质含量是两个影响填料配比的关键参数，具有丰富的指标内涵，承载了填料的主要作用和功能，使其成为体现填料功能的两个关键性指标。
附图说明
[0022]图1为实施例砂基填料生物滞留池对TP去除效果；
[0023]图2为实施例砂基填料生物滞留池对NH3‑
N去除效果；
[0024]图3为实施例砂基填料生物滞留池对TN去除效果；
[0025]图4为实施例砂基填料生物滞留池对COD去除效果。
具体实施方式
[0026]结合实施例说明本专利技术的具体技术方案。
[0027]细砂渗透性能好、价格低廉、方便易得，常用作生物滞留池的填料基质，但细砂作为生物滞留池主基质填料的配比方法亟待细化与规范。基于细沙广阔应用前景，利用介质
的互补性质，选择以细砂和草炭土作为配比生物滞留池主基质的填料，分别掺入五种常见的添加剂
‑
火山岩、绿沸石、煤渣、蛭石和珍珠岩，以较好地实现蓄渗雨水和滋养植物的功能。
[0028]首先，测定细砂和草炭土的有机质含量和渗透系数，细砂渗透性好，渗透系数为4.32
×
10
‑3cm/s，有机质含量为12.74g/kg；草炭土渗透性极差，渗透系数为4.28
×
10
‑4cm/s，有机质含量347.32g/kg，可知两者互补性强。
[0029]其次，以不同的质量比将草炭土掺入细砂中混匀，计算混合的主基质有机质含量并测定渗透系数。由于生物滞留池通常是由填料层、粗砂过渡层和砾石排水层构成，故本研究考虑按照成层土等效渗透系数公式(式1)计算填料层整体的渗透系数。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.生物滞留池砂基填料的配比方法，其特征在于，利用有机质含量和排空时间的限值要求，约束与指导填料组成和配比；通过调整不同介质的混合比例，使混合填料同时满足有机质含量和排空时间的双重要求，完成填料主基质配比。2.根据权利要求1所述的生物滞留池砂基填料的配比方法，其特征在于，在主体基质中掺加性能较优的添加剂，并利用两大指标限值对添加剂的掺量加以控制。3.根据权利要求1所述的生物滞留池砂基填料的配比方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，测定细砂和草炭土的有机质含量和渗透系数；其次，以不同的质量比将草炭土掺入细砂中混匀，计算混合的主基质有机质含量并测定渗透系数；最后，根据等效渗透系数计算结果，计算排空时间。4.根据权利要求3所述的生物滞留池砂基填料的配比方法，其特征在于，由于生物滞留池通常是由填料层、粗砂过渡层和砾石排水层构成，按照成层土等效渗透系数公式1计算填料层整体的渗透系数：式中：K
e
‑
等效渗透系数，cm/s；H
f
‑
填料层厚度，cm；H
s
‑
粗砂层厚度，cm；H
g
‑
砾石层厚度，cm；K

【专利技术属性】
技术研发人员：陆敏博，钱冬旭，杨烨，韩素华，何秋玫，曹倩男，马宇辉，陈旻皓，林子增，
申请(专利权)人：悉地苏州勘察设计顾问有限公司，
类型：发明
国别省市：