一種雨水徑流中氮磷污染物處理設(shè)施的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生態(tài)處理技術(shù)，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種雨水徑流中氮磷營(yíng)養(yǎng)污染物的處理設(shè)施。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)與農(nóng)業(yè)污染導(dǎo)致城市雨水中富含各類氮磷污染物，這些營(yíng)養(yǎng)類污染物若不加以處理，直接排入水體后，會(huì)加重水體富營(yíng)養(yǎng)化，并引發(fā)一些列水環(huán)境問(wèn)題。我國(guó)現(xiàn)有的生化處理技術(shù)對(duì)氮、磷的去除效果較好，但對(duì)操作要求較高，且易受溫度、酸堿度，溶解氧等因素影向，對(duì)雨水徑流中氮磷污染物的去除應(yīng)用價(jià)值較低;采用化學(xué)法去除氮磷污染物，藥劑費(fèi)用高，容易產(chǎn)生二次污染;氣浮法對(duì)去除附著在懸浮物上的氮、磷的效果較好，對(duì)溶于雨水中的氮、磷去除率較低。目前許多國(guó)家都已實(shí)施了城市雨水低影響開發(fā)工作，其中綠色基礎(chǔ)設(shè)施中的填料與植物對(duì)氮磷有著一定的去除效果，但設(shè)施的構(gòu)造設(shè)置單一、植物沒(méi)有優(yōu)選，尤其填料缺乏改良，導(dǎo)致整體處理效果有限。泥炭和沸石等非金屬礦物材料價(jià)格低廉，是很好的吸附材料，對(duì)氮磷的吸附去除能力較好，可加以應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)雨水徑流中氮磷污染物對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的影響，本實(shí)用新型提供一種生態(tài)、節(jié)能的雨水徑流中氮磷污染物的處理設(shè)施與方法，可有效的處理雨水徑流中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不消耗化學(xué)藥劑、不需要電能，無(wú)二次污泥。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:雨水徑流由進(jìn)水管進(jìn)入生物滲透床開始下滲，先通過(guò)覆蓋層過(guò)濾和攔截大的污染物;接著通過(guò)植被層，在植物的吸收作用下進(jìn)行脫氮除磷，其中植物的同化作用是去除硝酸鹽的主要機(jī)制，植物根系及其分泌物可誘導(dǎo)污染物的微生物降解，并通過(guò)全面刺激菌群，增強(qiáng)氮磷的生物利用程度;雨水徑流繼續(xù)下滲至吸附層時(shí)，通過(guò)設(shè)置的改性泥炭和改性沸石共同吸附去除雨水徑流中的氮磷；雨水徑流繼續(xù)下滲，通過(guò)添加鐵鹽改良的砂層時(shí)，由設(shè)置的透氣設(shè)施保持好氧條件，一方面維持Fe3+狀態(tài)，防止磷吸附后的再度釋放，另一方面保障硝化反應(yīng)順利進(jìn)行;雨水徑流下滲至淹沒(méi)層時(shí)，淹沒(méi)層設(shè)有的木肩、報(bào)紙等有機(jī)物作碳源，為反硝化提供電子供體，加上淹沒(méi)層持有的缺氧條件，大大增強(qiáng)了反硝化時(shí)的脫氮效果，雨水徑流最后經(jīng)礫石層匯流后由出水管排出。
[0005]上述設(shè)施中優(yōu)選的生物滲透床，大小視匯流面積與降雨情況而定，由進(jìn)水管、覆蓋層、植被層、吸附層、鐵改良砂層、淹沒(méi)層、礫石層和出水管組成，其中主要的處理單元包括覆蓋層、植被層、吸附層，鐵改良砂層與淹沒(méi)層。
[0006]上述設(shè)施中優(yōu)選的覆蓋層主要由樹皮、樹葉組成，徑流沖刷嚴(yán)重的地區(qū)可增加礫石O
[0007]上述設(shè)施中優(yōu)選的植被層主要選用耐淹性強(qiáng)、易于生長(zhǎng)、根系發(fā)達(dá)的植物包括:苔草、柏油樹、金光菊、千屈菜和黃菖蒲。
[0008]上述設(shè)施中優(yōu)選的吸附層由改性泥炭與改性沸石混合組成，泥炭通過(guò)磺化改性，沸石通過(guò)焙燒改性，兩者改性后共同使用大大增強(qiáng)脫氮除磷的效果。
[0009]上述設(shè)施中優(yōu)選的鐵改良砂層主要選用鐵鹽改良后的砂，并設(shè)有透氣設(shè)施保持好氧條件。
[0010]上述設(shè)施中優(yōu)選的淹沒(méi)層通過(guò)設(shè)置淹沒(méi)出流以維持缺氧條件，通過(guò)添加的有機(jī)物作電子供體以保證脫氮效果。
[0011 ]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012](I)覆蓋層采用樹皮、樹葉可緩解雨水徑流的沖刷作用，截留徑流中大顆粒污染物質(zhì)。
[0013](2)植被層的植物通過(guò)生化作用能較好的去除氮磷污染物，多樣的植物保證了設(shè)施的生物多樣性，植物與設(shè)施內(nèi)微生物相互促進(jìn)共同作用，提高了設(shè)施對(duì)氮磷污染物的降解效果。
[0014](3)吸附層能很好的吸附氮磷污染物，泥炭與沸石兩種自然界物質(zhì)，通過(guò)改性后可大大增強(qiáng)自身活性基團(tuán)對(duì)氮磷污染物的吸附性能。
[0015](4)設(shè)有通氣設(shè)施的鐵改良砂層可維持Fe3+狀態(tài)，從而有效防止被吸附磷的再度釋放；同時(shí)在好氧條件下，由硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌的協(xié)同作用下，可將氨氮硝化轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮。
[0016](5)設(shè)有有機(jī)碳源作電子供體的淹沒(méi)層，通過(guò)淹沒(méi)出流持有的缺氧條件可有效發(fā)揮反硝化作用，保證脫氮效果。
[0017](6)按上述優(yōu)選的生物滲透床可充分發(fā)揮物理、化學(xué)及生物作用處理雨水徑流中的氮磷污染物，處理效果較好，不需要化學(xué)試劑與復(fù)雜的裝置，無(wú)二次污泥產(chǎn)生，維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)節(jié)能，從而有效避免雨水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)加重水體富營(yíng)養(yǎng)化。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型提供的雨水徑流中氮磷污染物處理設(shè)施的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種雨水徑流中氮磷污染物的處理設(shè)施，包括進(jìn)水管I和覆蓋層2，植被層3設(shè)置在覆蓋層2下方，吸附層4設(shè)置在植被層3的下方，鐵改良砂層5設(shè)置在吸附層4下方與淹沒(méi)層7上方，透氣設(shè)施6設(shè)置在鐵改良砂層5中，礫石層8設(shè)置在設(shè)施最下層，出水管9設(shè)置在礫石層8中。
[0021 ]本實(shí)用新型處理雨水徑流中氮磷污染物的工作過(guò)程為:
[0022](I)降雨開始后，地表徑流由所述的進(jìn)水管I進(jìn)入，先通過(guò)覆蓋層2過(guò)濾大顆粒的污染物質(zhì)。樹皮與樹葉形成的覆蓋層有利于緩解徑流對(duì)設(shè)施表面的沖刷作用。
[0023](2)雨水徑流接著下滲到所述植被層3，由設(shè)置的植物發(fā)揮植被層的吸收作用、內(nèi)皮層擴(kuò)散作用、根系固定作用，蒸騰作用去除雨水徑流中氮磷污染物;此外設(shè)施內(nèi)微生物在多樣植物的作用下，促進(jìn)了氮磷污染物的去除。
[0024](3)雨水徑流繼續(xù)下滲到所述吸附層4，改性的泥炭與改性沸石共同作用，能很好的發(fā)揮吸附層對(duì)氮磷污染物的吸附作用。
[0025](4)雨水徑流再進(jìn)入所述的鐵改良砂層5，除對(duì)雨水徑流過(guò)濾處理外，透氣設(shè)施6能保證硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌的好氧反應(yīng)條件，將氨氮硝化轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，并可維持Fe3+狀態(tài)以固定磷，防止被吸附的磷再度釋放后進(jìn)入出水管排出。
[0026](5)雨水徑流然后下滲至設(shè)有有機(jī)物作碳源的淹沒(méi)層7，有機(jī)碳源為反硝化反應(yīng)提供電子供體，淹沒(méi)層持有的缺氧條件為反硝化保證反應(yīng)條件，以確保良好的脫氮效果。
[0027](6)處理后的雨水徑流最終由礫石層8匯入到出水管9流入雨水管網(wǎng)或附近河道。
[0028]綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種生態(tài)、節(jié)能的雨水徑流中氮磷污染物處理設(shè)施，該設(shè)施作為一種生物滲透床將生態(tài)處理技術(shù)與吸附過(guò)濾技術(shù)相結(jié)合，擁有高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)，環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，不僅能有效處理雨水徑流中的氮磷污染物，還能起到美化環(huán)境的作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雨水徑流中氮磷污染物處理設(shè)施，包括進(jìn)水管、覆蓋層、植被層、吸附層、鐵改良砂層、淹沒(méi)層，礫石層與出水管，其特征是:進(jìn)水管設(shè)置在設(shè)施最上層，礫石層設(shè)置在設(shè)施最下層，出水管設(shè)置在礫石層中間；五個(gè)主要處理單元按雨水徑流下滲方向依次設(shè)置為覆蓋層、植被層、吸附層、鐵改良砂層，淹沒(méi)層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水徑流中氮磷污染物處理設(shè)施，其特征是:所述的植被層有笞草、柏油樹、金光菊、千屈菜和黃菖蒲。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水徑流中氮磷污染物處理設(shè)施，其特征是:所述的吸附層有改性沸石與改性泥炭。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水徑流中氮磷污染物處理設(shè)施，其特征是:所述的鐵改良砂層設(shè)有透氣設(shè)施。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種雨水徑流中氮磷污染物處理設(shè)施，包括進(jìn)水管、覆蓋層、植被層、吸附層，鐵改良砂層、淹沒(méi)層，礫石層與出水管。其中雨水徑流由進(jìn)水管流入，由出水管流出，礫石層設(shè)置在設(shè)施下方起支撐與匯流作用，設(shè)施中氮磷污染物的處理單元主要包括從上而下依次設(shè)置的覆蓋層、植被層、吸附層，鐵改良砂層與淹沒(méi)層。覆蓋層主要包括樹皮與樹葉。植被層由苔草、柏油樹、金光菊、千屈菜和黃菖蒲組成。吸附層由改性沸石與改性泥炭混合而成。鐵改良砂層不僅包含鐵鹽改良后的砂，還設(shè)有通氣設(shè)施。淹沒(méi)層設(shè)有木屑、報(bào)紙等有機(jī)物，通過(guò)淹沒(méi)出流維持缺氧條件。設(shè)施中處理單元通過(guò)物理、化學(xué)與生物作用，可有效去除雨水徑流中氮磷污染物。
【IPC分類】C02F9/14
【公開號(hào)】CN205368022
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521013966
【發(fā)明人】張軍, 董彩麗, 王崇
【申請(qǐng)人】無(wú)錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月7日