一種高效脫氮除磷的雙層填料生物滯留裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高效脫氮除磷的雙層填料生物滯留裝置，涉及生物滯留設(shè)施，解決現(xiàn)有設(shè)施存在的去鱗、氮低，去除效果不穩(wěn)定的問題。為圓柱形結(jié)構(gòu)，自上而下由蓄水層、種植土層、填料層、排水層組成，填料層為雙層填料層，蓄水層高度250mm；種植土層高度230?280mm，表層為樹葉層，中下層為土壤層；填料層高度800?1000mm，在填料層內(nèi)自上而下間隔設(shè)置有十字交叉狀的集水管，每個(gè)集水管的上半部分打孔，在集水管末端的填料層側(cè)壁上開設(shè)有取樣口；排水層由上層的80?120mm的砂濾層和下層的80?120mm的礫石層組成。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)施和推廣，去除磷、氮的效果顯著。
【專利說明】
一種高效脫氮除磷的雙層填料生物滯留裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及生物滯留設(shè)施，具體涉及一種高效脫氮除磷的雙層填料生物滯留
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)，繼點(diǎn)源污染被有效控制之后，面源污染已成為城市水質(zhì)惡化的主要原因之一，城市地表徑流污染是僅次于農(nóng)業(yè)污染的第二大面污染源，而其中的磷被認(rèn)為是水體富營(yíng)養(yǎng)化的最主要因素。
[0003]生物滯留設(shè)施是一種新興的低影響開發(fā)原位徑流雨水控制措施，有很好的徑流污染控制效果、徑流體積削減效果和峰值流量控制效果，且經(jīng)濟(jì)適用，可廣泛應(yīng)用于城市低空間的綠化。然而，現(xiàn)有的設(shè)施對(duì)磷的處理存在去除率偏低、去除率波動(dòng)范圍較大、運(yùn)行效果不夠穩(wěn)定等問題，且應(yīng)用于工程中的生物滯留設(shè)施除磷效果更差，有時(shí)還出現(xiàn)出水污染負(fù)荷尚于進(jìn)水的情況。
[0004]國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要通過改良填料和改進(jìn)設(shè)施的結(jié)構(gòu)來提高生物滯留設(shè)施對(duì)地表徑流中磷的去除率。如在本地土壤填料中添加粘土、金屬、沸石、蛭石、石英砂、石灰石、鋼絲絨等;Lucas設(shè)計(jì)的高低出水口對(duì)磷的去除率達(dá)到90%以上，但這種設(shè)計(jì)復(fù)雜精細(xì)、造價(jià)高，目前在我國(guó)還較難應(yīng)用和推廣;Li增加淹沒厭氧區(qū)，但Hsieh和王文亮認(rèn)為該設(shè)計(jì)主要提高了氮的去除率，對(duì)改善除磷效果非常有限;Hsieh增設(shè)了一層滲透系數(shù)較高的本地土壤，除磷效果也僅可達(dá)到85%。
[0005]為了解決現(xiàn)有設(shè)施存在的上述缺陷，本實(shí)用新型研發(fā)了一種高效脫氮除磷的雙層填料生物滯留裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有設(shè)施存在的去鱗、氮低，去除效果不穩(wěn)定的問題，而提供了一種高效脫氮除磷的雙層填料生物滯留裝置。
[0007]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種高效脫氮除磷的雙層填料生物滯留裝置，為圓柱形結(jié)構(gòu)，自上而下由蓄水層、種植土層、填料層、排水層組成，所述的填料層為雙層填料層；
[0009]所述的蓄水層的高度為250mm;
[00?0]所述的種植土層的高度為230-280mm，表層為樹葉層，中下層為土壤層；
[0011]所述的填料層的高度為800-1000mm，在填料層內(nèi)自上而下間隔設(shè)置有十字交叉狀的集水管，每個(gè)集水管的上半部分打孔，在集水管末端的填料層側(cè)壁上開設(shè)有取樣口；
[0012]所述的排水層由上層80-120mm高的砂濾層和下層80-120mm高的爍石層組成；
[0013]所述的排水層下部鋪設(shè)有DN50的穿孔收集管，長(zhǎng)450mm。
[0014]本實(shí)用新型雙層填料生物滯留設(shè)施，蓄水層能夠?yàn)楸┯晏峁簳r(shí)的儲(chǔ)存空間，使部分沉淀物在此層沉淀，進(jìn)而促使附著在沉淀物上的有機(jī)物和金屬離子得以去除，其高度根據(jù)周邊地形和當(dāng)?shù)亟涤晏匦缘纫蛩囟?，但是較深的積水同時(shí)帶來了維護(hù)要求高及設(shè)施的堵塞問題，從氮磷去除的角度考慮，氮磷暫時(shí)存儲(chǔ)在填料層中比其積蓄在表面要好得多，因此本實(shí)用新型綜合考慮防止蚊蠅滋生、為下場(chǎng)降雨預(yù)留空積水時(shí)間、設(shè)施維護(hù)等問題，選取250_的積水深度;種植土層的表層為樹葉、樹皮等覆蓋物，主要作用為防止徑流對(duì)表面土層的直接沖刷，減少水土流失，同時(shí)保水蓄水，有效保持填料的濕度，避免表層填料板結(jié)而降低設(shè)施的滲透性能，也使植物根部保持潮濕狀態(tài)，為植被和微生物提供媒介和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有效過濾徑流中的污染物;種植土層的中下層為土壤，優(yōu)選PH為中性、含有機(jī)質(zhì)和金屬離子較多的本地土壤，本實(shí)用新型更優(yōu)選在中下部種植土層中添加玉米桿，在提高蓄水、凈化能力的同時(shí)，還可有效改變初期種植土層的孔隙結(jié)構(gòu)，通過構(gòu)筑根孔和自然根孔之間的過渡和不斷更新，降低設(shè)施發(fā)生堵塞的概率；植被主要選取多年生的、平均高度在100-200mm、莖部有較強(qiáng)韌性、能適應(yīng)雨水的短暫性浸泡造成的濕熱環(huán)境、根系比較發(fā)達(dá)、耐旱耐澇、需要的肥量較少的植物，與傳統(tǒng)的生物滯留設(shè)施植被相比，草類的根系較淺，所需的填料厚度也小，池深也淺，既節(jié)約了材料費(fèi)和人工費(fèi)，也降低了設(shè)施堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，易于管理維護(hù);種植土層一般厚度為230-300 mm左右;填料與填料厚度對(duì)排水、污染物負(fù)荷的去除、植物的生長(zhǎng)都很重要，生物滯留設(shè)施的主要成本是填料和挖掘池身的費(fèi)用，而且維護(hù)費(fèi)用也隨著池身的增加而增加，池身增加，也更容易引起堵塞和滋生蚊蠅，因此填料厚度需在不影響生物滯留設(shè)施性能的條件下盡可能地減小，本實(shí)用新型填料層總厚度設(shè)為SOO-1OOOmm左右，并依次設(shè)置有取樣口，以尋求去除地表徑流中氮磷所需的最佳填料厚度，另外，在種植土層與填料層間添加土工布用于防止種植土層被沖刷入填料層;排水層由砂濾層和礫石層組成，厚度應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕涤晏匦?、生物滯留設(shè)施的服務(wù)面積等確定，本實(shí)用新型沙濾層厚度為80-120mm，由粒徑為0.6-1mm的爍石組成，防止填料被沖刷出來，爍石層厚度為80-120mm，由粒徑為3_6mm的爍石組成，并在其中鋪設(shè)DN50的穿孔收集管，長(zhǎng)450mm。
[0015]經(jīng)驗(yàn)證，本實(shí)用新型裝置對(duì)磷的平均去除率都達(dá)到了90%以上，對(duì)總氮的平均去除率分別為86%，對(duì)NH4+- N的平均去除率分別為90%，對(duì)N03- -N的平均去除率分別為93%。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)施和推廣，去除磷、氮的效果顯著。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖2為集水管的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1所示的一種高效脫氮除磷的雙層填料生物滯留裝置，為圓柱形結(jié)構(gòu)，自上而下由蓄水層1、種植土層2、填料層3、排水層4組成，其特征在于，所述的填料層3為雙層填料層，上層填料層內(nèi)填充高透水性的填料，下層填料層內(nèi)填充低透水性的填料。
[0021 ]其中，蓄水層I厚度為250mm;種植土層2的表層為北京建筑大學(xué)校園內(nèi)法桐樹皮樹葉，中下層為PH為中性、含有機(jī)質(zhì)和金屬離子較多的褐土，且在褐土中添加了玉米秸桿，厚度為250mm,植被為羊茅草;填料層總厚度設(shè)為900mm，并在距填料表層200mm、250mm、300mm、500mm、700mm、900mm處依次設(shè)置取樣口，并在種植土層與填料層間添加200g/m2的土工布用于防止種植土層被沖刷入填料層，在填料層的取樣口位置設(shè)置有十字交叉狀的集水管5，每個(gè)集水管5的上半部分打孔，如圖2所示，取樣口處的圓柱形側(cè)壁內(nèi)焊接一圈PVC塑料細(xì)條，并在內(nèi)壁均勾粘附直徑為2-3 mm的小沙爍；排水層4的沙濾層厚度為10mm，由粒徑為0.6-1mm的爍石組成，防止填料被沖刷出來，爍石層厚度為10mm，由粒徑為3_6mm的爍石組成，并在其中鋪設(shè)DN50的穿孔收集管，長(zhǎng)450mm，其縱向坡度為0.5%，8卩2.25mm。
[0022]實(shí)施例2
[0023]—種高效脫氮除磷的雙層填料生物滯留裝置，為圓柱形結(jié)構(gòu)，自上而下由蓄水層、種植土層、填料層、排水層組成，其特征在于，所述的填料層為雙層填料層，上層填料層內(nèi)填充高透水性的填料，下層填料層內(nèi)填充低透水性的填料。
[0024]其中，蓄水層厚度為250mm;種植土層的表層為北京建筑大學(xué)校園內(nèi)樹皮樹葉的混合物，中下層為添加了玉米秸桿的普通土壤，厚度為230mm，植被為羊茅草;填料層總厚度設(shè)為1000mm，并在距填料表層250mm、250mm、300mm、500mm、700mm、100mm處依次設(shè)置取樣口，并在種植土層與填料層間添加200g/m2的土工布用于防止種植土層被沖刷入填料層.在填料層的取樣口位置設(shè)置有十字交叉狀的集水管，每個(gè)集水管的上半部分打孔，取樣口處的圓柱形側(cè)壁內(nèi)焊接一圈PVC塑料細(xì)條，并在內(nèi)壁均勻粘附直徑為2-3 _的小沙礫;排水層的沙濾層厚度為80mm，由粒徑為0.6-lmm的爍石組成，防止填料被沖刷出來，爍石層厚度為120mm，由粒徑為3_6mm的爍石組成，并在其中鋪設(shè)DN50的穿孔收集管，長(zhǎng)450mm，其縱向坡度為0.5%，即2.25mm0
[0025]實(shí)施例3
[0026]—種高效脫氮除磷的雙層填料生物滯留裝置，為圓柱形結(jié)構(gòu)，自上而下由蓄水層、種植土層、填料層、排水層組成，其特征在于，所述的填料層為雙層填料層，上層填料層內(nèi)填充高透水性的填料，下層填料層內(nèi)填充低透水性的填料。
[0027]其中，蓄水層厚度為250mm;種植土層的表層為北京建筑大學(xué)校園內(nèi)樹皮樹葉的混合物，中下層為添加了玉米秸桿的普通土壤，厚度為230mm，植被為羊茅草;填料層總厚度設(shè)為8000mm，并在距填料表層250mm、250mm、300mm、400mm、550mm、800mm處依次設(shè)置取樣口，并在種植土層與填料層間添加200g/m2的土工布用于防止種植土層被沖刷入填料層，在填料層的取樣口位置設(shè)置有十字交叉狀的集水管，每個(gè)集水管的上半部分打孔，取樣口處的圓柱形側(cè)壁內(nèi)焊接一圈PVC塑料細(xì)條，并在內(nèi)壁均勻粘附直徑為2-3 mm的小沙礫;排水層的沙濾層厚度為120mm，由粒徑為0.6-lmm的爍石組成，防止填料被沖刷出來，爍石層厚度為80mm，由粒徑為3-6mm的爍石組成，并在其中鋪設(shè)DN50的穿孔收集管，長(zhǎng)450mm，其縱向坡度為0.5%，即2.25mm0
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效脫氮除磷的雙層填料生物滯留裝置，為圓柱形結(jié)構(gòu)，自上而下由蓄水層、種植土層、填料層、排水層組成，其特征在于，所述的填料層為雙層填料層； 所述的蓄水層的高度為250mm ； 所述的種植土層的高度為230-280mm，表層為樹葉層，中下層為土壤層； 所述的填料層的高度為800-1000mm，在填料層內(nèi)自上而下間隔設(shè)置有十字交叉狀的集水管，每個(gè)集水管的上半部分打孔，在集水管末端的填料層側(cè)壁上開設(shè)有取樣口； 所述的排水層由上層80-120mm高的砂濾層和下層80_120mm高的爍石層組成； 所述的排水層下部鋪設(shè)有DN50的穿孔收集管，長(zhǎng)450mm。
【文檔編號(hào)】C02F3/30GK205556242SQ201620265080
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】羅艷紅, 陳富強(qiáng), 王文亮
【申請(qǐng)人】中北大學(xué)