CN112194315A - 一种抗融雪剂改良型生物滞留设施 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种抗融雪剂改良型生物滞留设施，包括：生物滞留设施，所述生物滞留设施从下至上依次设置排水层、阳离子吸附填充层和种植土层；至少一截流沟，所述截流沟设于所述生物滞留设施的侧壁，所述截流沟内从下至上依次设置阴离子吸附层和蓄水层，所述阴离子吸附层通过若干出水管与所述种植土层的上方相连通。本发明通过将阴离子吸附层和阳离子吸附填充层应用于生物滞留设施中，实现对含融雪剂径流的初期截流与净化，降低进入生物滞留设施主体的径流含盐率，最终提高融雪剂胁迫条件下，生物滞留设施运行的稳定性。

Description

一种抗融雪剂改良型生物滞留设施

技术领域

本发明涉及生态水处理设施的技术领域，尤其涉及一种抗融雪剂改良型生物滞留设施。

背景技术

生物滞留设施作为一种生态型水处理设施，被广泛应用于雨水径流的调蓄与净化目的。然而，冬季硬化路面，特别是以道路融雪剂的使用，向以绿地为主的生物滞留设施引入大量氯盐，造成生物滞留设施内部基质的盐碱化，对设施内植被和微生物群具有显著的生物毒性，甚至污染地下水源。目前传统的生物滞留设施尚未采取相应技术手段，以抵消融雪剂对设施正常功能的不利影响。

发明内容

针对现有的生物滞留设施存在的上述问题，现旨在提供一种抗融雪剂改良型生物滞留设施，通过将阴离子吸附层和阳离子吸附填充层应用于生物滞留设施中，能够充分利用离子吸附材料对水体阴、阳离子的吸附能力，将自硬化路面排入设施内的含融雪剂地面径流，对径流污染物经阴离子吸附材料脱除径流内氯离子后，通过基质内设置的阳离子吸附材料，对残留的融雪剂阳离子进行吸附脱除，从而实现对含融雪剂径流的初期截流与净化，降低进入生物滞留设施主体的径流含盐率，最终提高融雪剂胁迫条件下生物滞留设施运行的稳定性。

具体技术方案如下：

一种抗融雪剂改良型生物滞留设施，包括：

生物滞留设施，所述生物滞留设施从下至上依次设置排水层、阳离子吸附填充层和种植土层；

至少一截流沟，所述截流沟设于所述生物滞留设施的侧壁，所述截流沟内从下至上依次设置阴离子吸附层和蓄水层，所述阴离子吸附层通过若干出水管与所述种植土层的上方相连通。

上述的抗融雪剂改良型生物滞留设施，其中，所述生物滞留设施位于所述种植土层上设置表面滞水层，所述出水管的出口的底部与所述表面滞水层的常水位一致；

所述生物滞留设施内设有溢流雨水口，所述溢流雨水口的井口顶部与所述表面滞水层的常水位一致。

上述的抗融雪剂改良型生物滞留设施，其中，所述截流沟的顶部安装有若干格栅盖板，若干所述格栅盖板沿所述截流沟的长度方向设置。

上述的抗融雪剂改良型生物滞留设施，其中，所述蓄水层包括若干蓄水模块，所述阴离子吸附层包括若干阴离子吸附单元，若干所述蓄水模块沿所述截流沟的纵向设置，若干所述阴离子吸附单元沿所述截流沟的纵向设置。

上述的抗融雪剂改良型生物滞留设施，其中，每一所述阴离子吸附单元均通过所述出水管与所述表面滞水层相连通。

上述的抗融雪剂改良型生物滞留设施，其中，所述生物滞留设施的周壁设置防渗膜，所述防渗膜内从下至少依次设置所述排水层、所述阳离子吸附填充层、所述种植土层和所述表面滞水层，所述防渗膜的顶部与所述表面滞水层的常水位一致，所述防渗膜的底部设置素土地基。

上述的抗融雪剂改良型生物滞留设施，其中，所述截流沟包括池体，所述池体内从下至上依次设置所述阴离子吸附层和所述蓄水层，若干所述出水管的一端分别与所述阴离子吸附层，若干所述出水管的另一端分别穿过所述池体的侧壁，且与所述表面滞水层相连通。

上述的抗融雪剂改良型生物滞留设施，其中，所述阴离子吸附层的周壁、所述蓄水层的周壁、所述排水层与所述阳离子吸附填充层之间、所述阳离子吸附填充层与所述种植土层之间均设有透水土工布。

上述的抗融雪剂改良型生物滞留设施，其中，所述阴离子吸附层为强碱型阴离子交换树脂颗粒，所述阳离子吸附填充层为颗粒活性炭。

上述的抗融雪剂改良型生物滞留设施，其中，所述蓄水层为多孔纤维棉。

上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：

本发明通过将离子吸附材料应用于传统生物滞留设施中，能够充分利用离子吸附材料对水体阴、阳离子的吸附能力，将自硬化路面排入设施内的含融雪剂地面径流，首先导入沿生物滞留设施纵向两侧设置的截流沟内，并通过预制于截流沟内的蓄水层，对径流污染物进行初步的物理吸收和截流，随后经阴离子吸附层脱除径流内氯离子后，排入生物滞留设施内，径流在生物滞留设施内下渗的同时，通过设施内设置的阳离子吸附填充层，对残留的融雪剂阳离子进行吸附脱除，从而实现对含融雪剂径流的初期截流与净化，降低进入生物滞留设施主体的径流含盐率，最终提高在融雪剂胁迫条件下，生物滞留设施运行的稳定性。

附图说明

图1为本发明一种抗融雪剂改良型生物滞留设施的平面布置示意图；

图2为本发明一种抗融雪剂改良型生物滞留设施的图1中A-A方向的剖视图；

附图中：1、生物滞留设施；2、截流沟；5、溢流雨水口；6、透水土工布；11、排水层；12、阳离子吸附填充层；13、种植土层；14、表面滞水层；15、耐盐植物；16、防渗膜；17、素土地基；21、阴离子吸附层；22、蓄水层；23、格栅盖板；24、池壁；31、出水管；32、过水侧石；41、机动车道；42、慢行道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1为本发明一种抗融雪剂改良型生物滞留设施的平面布置示意图，图2为本发明一种抗融雪剂改良型生物滞留设施的图1中A-A方向的剖视图，如图1和图2所示，示出了一种较佳实施例的抗融雪剂改良型生物滞留设施，包括：生物滞留设施1和至少一截流沟2，生物滞留设施1从下至上依次设置排水层11、阳离子吸附填充层12和种植土层13，截流沟2设于生物滞留设施1的侧壁，截流沟2内从下至上依次设置阴离子吸附层21和蓄水层22，阴离子吸附层21通过若干出水管31与种植土层13的上方相连通。

优选地，生物滞留设施1的两侧均设有截流沟2，一截流沟2远离生物滞留设施1的一侧为机动车道41，另一截流沟2远离生物滞留设施1的一侧为慢行道42。

优选地，该一截流沟2靠近机动车道41的一侧设置过水侧石32。

优选地，过水侧石32为预制开孔侧石，混凝土材质，但不限于本材质，设置于硬化路面与截流沟2之间。

进一步，作为一种较佳的实施例，生物滞留设施1位于种植土层13上设置表面滞水层14，出水管31的出口的底部与表面滞水层14的常水位一致。

进一步，作为一种较佳的实施例，生物滞留设施1内设有溢流雨水口5，溢流雨水口5的井口顶部与表面滞水层14的常水位一致。

优选地，表面滞水层14用于受纳截流沟2处理出水，及漫流雨水径流。

优选地，生物滞留设施1内均匀种植耐盐耐水淹的耐盐植物15，位于种植土层13上。

优选地，表面滞水层14的常水位深度为5cm，其上通过放坡控制超高为20cm。溢流雨水口5设置于生物滞留设施1内，井口标高与表面滞水层14一致，内设雨水连管与市政雨水管道连通，用于控制生物滞留设施1内水位，并转输超量雨水。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

本发明的进一步实施例中，请继续参见图1、图2所示，截流沟2的顶部安装有若干格栅盖板23，若干格栅盖板23沿截流沟2的长度方向设置。

本发明的进一步实施例中，蓄水层22包括若干蓄水模块，阴离子吸附层21包括若干阴离子吸附单元，若干蓄水模块沿截流沟2的纵向设置，若干阴离子吸附单元沿截流沟2的纵向设置。

优选地，蓄水模块高30cm，阴离子吸附单元高50cm。

本发明的进一步实施例中，每一阴离子吸附单元均通过出水管31与表面滞水层14相连通。

本发明的进一步实施例中，生物滞留设施1的周壁设置防渗膜16，防渗膜16内从下至少依次设置排水层11、阳离子吸附填充层12、种植土层13和表面滞水层14，防渗膜16的顶部与表面滞水层14的常水位一致，防渗膜16的底部设置素土地基17。

优选地，防渗膜16位于生物滞留设施1的侧壁和生物滞留设施1的底部。

优选地，阳离子吸附填料层12位于种植土层13的下部，充填阳离子吸附材料，材质为颗粒活性炭，但并不限于本材质，充填于种植土层13下。阳离子吸附填料层12外围包覆透水土工布6。

优选地，排水层11位于阳离子吸附填料层12下部至植草沟素土地基17，充填粒径20cm～50cm砾石，排水层11底部及四周敷设防渗膜16至表面滞水层14常水位。

本发明的进一步实施例中，截流沟2包括池体24，池体24内从下至上依次设置阴离子吸附层21和蓄水层22，若干出水管31的一端分别与阴离子吸附层21，若干出水管31的另一端分别穿过池体24的侧壁，且与表面滞水层14相连通。

优选地，截流沟2为与生物滞留设施1合建，沿生物滞留设施1两侧纵向布置的线性池体，池体24断面形式为矩形，池顶通过格栅盖板23封闭、池体24材质为砖砌，但不仅限于此种材质。

优选地，生物滞留设施1为线性地表径流处理设施，断面形式为矩形，两侧与截流沟2相接。生物滞留设施1地下部分与素土地基17衔接处，敷设防渗膜16至表面滞水层14的顶部。

优选地，种植土层13位于生物滞留设施1顶部，充填营养土，深度30cm，成分配比为10％粗砂、70％草炭及20％蛭石，但不限制于本配比。

优选地，出水管31位于截流沟2底，经由截流沟2内侧池壁24向上至生物滞留设施1的表面滞水层14敷设。

优选地，格栅盖板23设置于截流沟池顶，沿截流沟2全线布置，强度满足行人安全站立要求，材质为不锈钢，但不限于此种材质。

本发明的进一步实施例中，阴离子吸附层21的周壁、蓄水层22的周壁、排水层11与阳离子吸附填充层12之间、阳离子吸附填充层12与种植土层13之间均设有透水土工布6。

本发明的进一步实施例中，阴离子吸附层21为强碱型阴离子交换树脂颗粒。优选地，但不限于此种材质，粒径0.5mm～1.0m，阴离子吸附层21置于截流沟2的底部，外包透水土工布6。

本发明的进一步实施例中，阳离子吸附填充层12为颗粒活性炭。

优选地，阳离子吸附填料层12位于种植土层13下部，深度30cm，充填阳离子吸附材料，材质为颗粒活性炭，填料层外包透水土工布6。

本发明的进一步实施例中，蓄水层22为多孔纤维棉。优选地，但不限于此种材质，蓄水模块设置于截流沟2内，阴离子吸附材料上部，外包透水土工布6。

系统运转时，含融雪剂的地表雨水径流经过水侧石32或以漫流方式，自两侧硬化地面进入抗融雪剂改良型生物滞留设施，进入设施内的雨水径流首先被导入两侧截流沟2内，并依次通过格栅盖板23、蓄水层22及阴离子吸附层21，大型杂质和垃圾首先被截流于格栅盖板23上，并定期清扫去除，格栅盖板23的下部蓄水层利用其材料高孔隙率和纤维毛细作用，吸收储存部分雨水径流，并通过物理过滤，去除部分中、小粒径径流悬浮颗粒污染物及附着其上的有机/无机沉积物，并为下部阴离子吸附层21发挥作用提供条件，经过初步过滤的径流在通过阴离子吸附层21时，通过材料表面活性基团的离子交换作用，吸附脱除含融雪剂径流中的大量氯离子，并将处理后的出水通过截流沟2下部的出水管31排入生物滞留设施1的表面滞水层14；

生物滞留设施1的表面滞水层14内的雨水径流，继续沿竖向，经种植土层13、阳离子吸附填料层12、排水层11逐次下渗，并在设施调蓄，溢流雨水则通过溢流雨水口5收集后排入市政雨水管道；

雨水径流在生物滞留设施1中下渗过程中，通过充填颗粒活性炭的阳离子吸附填料层12，吸收融雪剂所带来的大量阳离子(如Na，K等)，进一步降低设施内，特别是种植土层13内的盐碱程度，确保设施内生物的正常生理活动；

同时，在生物滞留设施1内种植抗盐碱能力较强，同时具有相对较好污染净化效果的耐盐植物15，来进一步增强设施整体的抗融雪剂危害能力。

本发明抗融雪剂改良型生物滞留设施，在传统生物滞留设施主体与两侧硬化地面间设置半隔离的截流沟2，并在其中充填径流调蓄和离子吸附材料。通过这一方式，将原本直接排入生物滞留设施内绿地的含融雪剂径流，在截流沟2中先期截流调蓄，并充分吸收其中的悬浮杂质和融雪剂带来的氯离子后，再排入生物滞留设施主体。这样可以有效降低进入设施表面滞水层14和种植土层13径流的氯离子浓度，削弱其生物毒性。同时，通过在种植土层13下部设置阳离子吸附剂，将融雪剂盐分中的阳离子有效吸附固定，从而降低设施基质孔隙水的碱性，为生物的正常生长创造条件。

本发明在传统生物滞留设施的雨水径流调蓄净化功能的基础上，强化了设施处理高盐度径流的能力，在冬季融雪剂等高盐物质大量使用的场景中，本发明具备较强的应用价值。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种抗融雪剂改良型生物滞留设施，其特征在于，包括：

生物滞留设施，所述生物滞留设施从下至上依次设置排水层、阳离子吸附填充层和种植土层；

至少一截流沟，所述截流沟设于所述生物滞留设施的侧壁，所述截流沟内从下至上依次设置阴离子吸附层和蓄水层，所述阴离子吸附层通过若干出水管与所述种植土层的上方相连通。

2.根据权利要求1所述抗融雪剂改良型生物滞留设施，其特征在于，所述生物滞留设施位于所述种植土层上设置表面滞水层，所述出水管的出口的底部与所述表面滞水层的常水位一致；

所述生物滞留设施内设有溢流雨水口，所述溢流雨水口的井口顶部与所述表面滞水层的常水位一致。

3.根据权利要求1所述抗融雪剂改良型生物滞留设施，其特征在于，所述截流沟的顶部安装有若干格栅盖板，若干所述格栅盖板沿所述截流沟的长度方向设置。

4.根据权利要求1所述抗融雪剂改良型生物滞留设施，其特征在于，所述蓄水层包括若干蓄水模块，所述阴离子吸附层包括若干阴离子吸附单元，若干所述蓄水模块沿所述截流沟的纵向设置，若干所述阴离子吸附单元沿所述截流沟的纵向设置。

5.根据权利要求4所述抗融雪剂改良型生物滞留设施，其特征在于，每一所述阴离子吸附单元均通过所述出水管与所述表面滞水层相连通。

6.根据权利要求2所述抗融雪剂改良型生物滞留设施，其特征在于，所述生物滞留设施的周壁设置防渗膜，所述防渗膜内从下至少依次设置所述排水层、所述阳离子吸附填充层、所述种植土层和所述表面滞水层，所述防渗膜的顶部与所述表面滞水层的常水位一致，所述防渗膜的底部设置素土地基。

7.根据权利要求2所述抗融雪剂改良型生物滞留设施，其特征在于，所述截流沟包括池体，所述池体内从下至上依次设置所述阴离子吸附层和所述蓄水层，若干所述出水管的一端分别与所述阴离子吸附层，若干所述出水管的另一端分别穿过所述池体的侧壁，且与所述表面滞水层相连通。

8.根据权利要求1所述抗融雪剂改良型生物滞留设施，其特征在于，所述阴离子吸附层的周壁、所述蓄水层的周壁、所述排水层与所述阳离子吸附填充层之间、所述阳离子吸附填充层与所述种植土层之间均设有透水土工布。

9.根据权利要求1所述抗融雪剂改良型生物滞留设施，其特征在于，所述阴离子吸附层为强碱型阴离子交换树脂颗粒，所述阳离子吸附填充层为颗粒活性炭。

10.根据权利要求1所述抗融雪剂改良型生物滞留设施，其特征在于，所述蓄水层为多孔纤维棉。

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