【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海绵城市技术，具体涉及一种脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园。
技术介绍
1、近年来，城市化进程加快，工程建设导致城市不透水面积大幅增加，城市下垫面环境受到极大影响，地表径流引发的面源污染问题亟待解决。溶解态氮是典型的面源污染物，包括氨氮、硝态氮（硝酸盐氮、亚硝酸盐氮）等无机氮和有机氮，随着径流冲刷进入城市水体，导致富营养化、黑臭水体等一系列水环境安全问题。2013年，我国首次提出“海绵城市”理念。海绵城市是一种雨水管理措施，是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的弹性，也被称为“水弹性城市”。雨水在流经海绵城市的过程中自然存积、自然渗透、自然净化，实现雨量削减、雨水渗蓄、缓排、面源污染控制和水资源回用等目的。
2、雨水花园是海绵城市的重要组成部分，也称为生物滞留设施、雨水生物滤池等，是一种集蓄渗、净化为一体的径流处理设施，由植物、基质和微生物联合作用，通过植物吸收、截留吸附和生物降解等作用净化水质。氧化亚氮（n2o）是雨水花园处理径流脱氮过程的副产物和中间产物，它是一种强温室效应气体，为了评价各种温室气体对气候变化影响的相对能力，人们采用了一个被称为“全球增温潜势”（global warming potential，gwp）的参数。全球增温潜势是指某一给定物质在一定时间积分范围内与二氧化碳相比而得到的相对辐射影响值。氧化亚氮百年内全球增温潜势是二氧化碳（co2）的296倍，导致全球气候变暖和臭氧层破坏。
3、中国专利文献cn110012770b公开了
4、现有的雨水花园技术存在两个问题：第一，有的雨水花园净水过程是以物理过滤为主，通过填料截留过滤去除雨水中的颗粒态污染物，而难以去除溶解态污染物，尤其是溶解态氮；第二，有的雨水花园在构造上改良，在其内部设置好氧及缺氧/厌氧区或延长滞水时间，促进了系统反硝化脱氮，但却忽视了脱氮过程的中间产物和副产物氧化亚氮n2o，目前未见任何有关雨水花园温室气体n2o减排的研究成果报道。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，它能解决雨水花园系统运行后既去除溶解态氮，又减少强温室效应气体n2o排放的问题。
2、本专利技术所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括生物滞留区和雨水回用区，生物滞留区由下至上依次为砾石层、过渡层、黄铜矿基质层、生物炭基质层、种植层、覆盖层和蓄水层；砾石层中设有第一穿孔排水管，第一穿孔排水管抬升出水口高度与黄铜矿基质层顶部齐平，第一穿孔排水管出水口接入雨水回用区。
3、优选地，还包括泥沙沉淀区和初期弃流区，泥沙沉淀区和初期弃流区设置在生物滞留区的覆盖层外圈，泥沙沉淀区位于在初期弃流区外围，泥沙沉淀区和初期弃流区内部填装卵石，初期弃流区为斜坡式，初期弃流区内部设置有垂直的溢流管和平铺在底部的第二穿孔排水管，溢流管与第二穿孔排水管连通，第二穿孔排水管出水口接入市政雨水管网。
4、优选地，雨水回用区底部设置有潜流泵，潜流泵的出水口连接回流管，雨水回用区顶部设有检查井，雨水回用区壁上设有排水管，排水管接入市政雨水管网或景观用水。
5、本专利技术的优点是：
6、1、泥沙沉淀区和初期弃流区有效拦截了雨水径流中携带的泥沙和大颗粒杂物，减缓生物滞留区基质层堵塞，同时弃流初期高污染雨水，有利于雨水花园植物生长健康。
7、2、生物滞留区独特的生物炭基质层和黄铜矿基质层协同脱氮：上层生物炭的复杂多孔结构和表面带负电荷的特性增强了雨水花园对有机氮和氨氮的去除；下层黄铜矿溶解产生硫促进自养反硝化脱氮，同时结合覆盖层有机物形成自养反硝化与异养反硝化混养体系，进一步强化雨水花园对硝态氮的去除。
8、3、生物滞留区的黄铜矿基质层溶解产生铜，促进氧化亚氮还原酶合成，提高氧化亚氮还原酶活性，同时黄铜矿作为一种金属矿物具有导电性，促进体系中电子在四种反硝化功能酶间传递，增强氧化亚氮还原酶得电子能力。氧化亚氮被还原为氮气，从而减少雨水花园氧化亚氮气体排放。
9、4、雨水回用区收集处理后的干净雨水，通过潜流泵将雨水回流至覆盖层灌溉植被，实现了雨水原位处理并回用。
10、5、雨水花园绿色低碳、经济高效、运行维护简单。
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1.一种脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，包括生物滞留区（18）和雨水回用区（12），其特征是：生物滞留区（18）由下至上依次为砾石层（10）、过渡层（9）、黄铜矿基质层（8）、生物炭基质层（7）、种植层（6）、覆盖层（5）和蓄水层（17）；砾石层（10）中设有第一穿孔排水管（11），第一穿孔排水管抬升出水口高度与黄铜矿基质层（8）顶部齐平，第一穿孔排水管（11）出水口接入雨水回用区（12）。
2.根据权利要求1所述的脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，其特征是：还包括泥沙沉淀区（1）和初期弃流区（2），泥沙沉淀区（1）和初期弃流区（2）设置在生物滞留区（18）的覆盖层外圈，泥沙沉淀区（1）位于在初期弃流区（2）外围，泥沙沉淀区（1）和初期弃流区（2）内部填装卵石，初期弃流区（2）为斜坡式，内部设置有垂直的溢流管（16）和平铺在底部的第二穿孔排水管（3），溢流管与第二穿孔排水管连通，第二穿孔排水管（3）出水口接入市政雨水管网。
3.根据权利要求1或2所述的脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，其特征是：雨水回用区（12）底部设置有潜流泵（13），潜流
4.根据权利要求3所述的脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，其特征是：黄铜矿基质层（8）厚度为300~500mm，填充有黄铜矿和石英砂，黄铜矿粒径为0.5~2mm，石英砂粒径为0.4~0.6mm，二者按体积比1:10混合，填料的渗透速率大于250mm/h。
5.根据权利要求4所述的脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，其特征是：生物炭基质层（7）厚度为200~300mm，填充有生物炭和石英砂，生物炭粒径为0.5~1mm，石英砂粒径为0.4~0.6mm，二者按体积比1:10混合，填料的渗透速率大于200mm/h。
6.根据权利要求5所述的脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，其特征是：种植层（6）厚度大于300mm，填充有沙壤土和石英砂，沙壤土粒径为0.1~0.5mm，石英砂粒径为0.4~0.6mm，二者按体积比1:5混合，填料的渗透速率大于150mm/h；所述的种植层（6）中种有植物。
7.根据权利要求6所述的脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，其特征是：覆盖层（5）厚度为50~100mm，选用碎木屑、树皮中一种或两种的有机物覆盖。
8.根据权利要求7所述的脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，其特征是：过渡层（9）为基质保护层，厚度为50~100mm，填充有石英砂，粒径为0.4~0.6mm；砾石层（10）为排水层，厚度为200~300mm，砾石粒径为50~80mm。
...【技术特征摘要】
1.一种脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，包括生物滞留区（18）和雨水回用区（12），其特征是：生物滞留区（18）由下至上依次为砾石层（10）、过渡层（9）、黄铜矿基质层（8）、生物炭基质层（7）、种植层（6）、覆盖层（5）和蓄水层（17）；砾石层（10）中设有第一穿孔排水管（11），第一穿孔排水管抬升出水口高度与黄铜矿基质层（8）顶部齐平，第一穿孔排水管（11）出水口接入雨水回用区（12）。
2.根据权利要求1所述的脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，其特征是：还包括泥沙沉淀区（1）和初期弃流区（2），泥沙沉淀区（1）和初期弃流区（2）设置在生物滞留区（18）的覆盖层外圈，泥沙沉淀区（1）位于在初期弃流区（2）外围，泥沙沉淀区（1）和初期弃流区（2）内部填装卵石，初期弃流区（2）为斜坡式，内部设置有垂直的溢流管（16）和平铺在底部的第二穿孔排水管（3），溢流管与第二穿孔排水管连通，第二穿孔排水管（3）出水口接入市政雨水管网。
3.根据权利要求1或2所述的脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，其特征是：雨水回用区（12）底部设置有潜流泵（13），潜流泵的出水口连接回流管（4），雨水回用区（12）顶部设有检查井（15），雨水回用区壁上设有排水管（14）。
4.根据权利要求3所述的脱氮又减排温室气体氧化亚氮的雨水花园，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴宏祥，肖欢，马海元，程呈，赵文麟，邵知宇，陈磊，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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