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一种去除雨水中氮磷的 生物滞留池

阅读：1023发布：2020-06-14

专利汇可以提供一种去除雨水中氮磷的生物滞留池专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，包括主体和回流附件；所述主体为圆台状的凹坑，凹坑内由上向下依次为植物层、种植土层、铁屑层、填料层和砾石层；所述的回流附件包括排水管、储水池、回流管；所述排水管和储水池设置在主体外，所述储水池通过回流管连接主体，所述排水管相切于储水池且位于其右上部，所述回流管连接凹坑的入口位于凹坑底部；所述回流管内从储水池到凹坑填充砾石。本发明针对现有技术中传统生物滞留池存在的不足之处，以生物滞留技术为基础，通过强化生物滞留池中的反硝化作用和填料吸附作用，同步提高生物滞留池对雨水中氮磷的去除效果。本生物滞留池造价低，维护管理方便，适合大规模推广应用。，下面是一种去除雨水中氮磷的生物滞留池专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，其特征在于：包括主体和回流附件；
所述主体为圆台状的凹坑，凹坑内由上向下依次为植物层(1)、种植土层(2)、铁屑层(3)、填料层(4)和砾石层(5)；
所述的回流附件包括回流管(6)、储水池(7)、排水管(8)；所述排水管(6)和储水池(7)设置在主体外，所述储水池(7)通过回流管连接主体，所述排水管(8)相切于储水池(7)且位于其右上部，所述回流管(6)连接凹坑的入口位于凹坑底部；所述回流管(6)内从储水池(7)到凹坑填充砾石。
2.根据权利要求1所述的一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，其特征在于：所述主体为上底大于下底的圆台状的凹坑。
3.根据权利要求1所述的一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，其特征在于：所述植物层(1)种植的植物一般要满足耐涝、耐旱、耐旱的要求。
4.根据权利要求1所述的一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，其特征在于：所述种植土层(2)由细沙、褐土、椰糠/草炭土按体积比4∶(3-4)∶(2-3)组成，厚度为150-250mm。
5.根据权利要求1所述的一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，其特征在于：所述铁屑层(3)采用工业废弃物铁屑，厚度为50mm，其中，所述工业废弃物铁屑为铁-碳合金，其对硝态氮有去除潜力，能将NO3--N还原成NH4+-N和N2，其反应式为：4Fe+NO3-+7H2O＝4Fe2++NH4++
10OH-，5Fe+2NO3-+6H2O＝5Fe2++12OH-+N2，另外铁屑可以通过电化学作用释放出的Fe3+与磷酸根离子在适宜条件下会生成铁盐沉淀，从而去除磷类污染物，其反应式为：2Fe3++2PO43-＝Fe2(PO4)3。
6.根据权利要求1所述的一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，其特征在于：所述填料层(4)由天然沸石、碎木屑、砾石、硫磺按体积比(10-20)∶(5-10)∶(30-40)∶(1-5)组成，厚度为
500-800mm；所述天然沸石粒径为1-5mm，所述碎木屑的粒径为2-10mm，所述砾石的粒径为1-
6mm，所述硫磺的粒径为1-5mm；所述碎木屑为刨木废料，是一种生物质材料，含有C、H、O等多种元素，其中C元素含量超过50％。
7.根据权利要求1所述的一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，其特征在于：所述砾石层(5)由粒径为20-50mm的碎砾石组成，厚度为200-300mm。
8.根据权利要求1所述的一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，其特征在于：所述回流管(6)直径为50-100mm，所述储水池(7)的高度和缺氧反应区顶部的高度相等，所述排水管(8)直径为50-100mm。
9.根据权利要求1所述的一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，其特征在于：所述回流管(6)内从储水池(7)到凹坑填充砾石的粒径为10-20mm。

说明书全文

一种去除雨水中氮磷的 生物滞留池

[0001] 本发明属于雨水处理领域，具体涉及一种去除雨水中氮磷的生物滞留池。

背景技术

[0002] 生物滞留池，也叫雨水花园，是20世纪90年代由美国马里兰州首次提出，是低影响开发系统的核心工程措施之一。生物滞留池在径流水量和水质控制方面效果显著，对径流雨水中总悬浮物、重金属以及病原菌等有较好的净化效果，去除率在90％以上。并且生物滞留设施应用灵活，不受场地的限制，建设费用低，管理运行维护简便，还可按城市景观的需要，以植被滞留带、雨水花园或者树池的形式建设在建筑物周围或者道路两边，可广泛应用于城市低空间的绿化。

[0003] 但是，生物滞留系统对径流雨水中氮、磷的去除还存在较多问题。生物滞留系统中，磷的去除效果不理想主要是填料含磷本底值偏高和磷的饱和解吸附引起的，而氮的去除率波动主要是因为传统的生物滞留设施的结构难以达到反硝化作用所必需的条件：缺氧环境和充足的碳源。

[0004] 目前，对氮和磷的去除的研究仍采用单一的模式，分别针对氮和磷的去除采取相应的改进措施进行研究，但是氮磷在生物滞留系统内的去除是相互影响的，单一模块的生物滞留池容易造成顾此失彼的现象。即使在单项技术方面，也存在填料选择单一，缺氧反应区设置随意性较大的问题。

发明内容

[0005] 针对现有技术中传统生物滞留池存在的不足之处，本发明的目的是针对生物滞留池对氮、磷的去除进行了优化改进，设计新型的能同步强化氮、磷去除的生物滞留池。

[0006] 实现本发明目的技术方案为；

[0007] 一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，包括主体和回流附件；

[0008] 所述主体为圆台状的凹坑，凹坑内由上向下依次为植物层、种植土层、铁屑层、填料层和砾石层；

[0009] 所述的回流附件包括回流管、储水池、排水管；所述储水池和排水管设置在主体外，所述储水池通过回流管连接主体，所述排水管相切于储水池且位于其右上部，所述回流管连接凹坑的入口位于凹坑底部；所述回流管内从储水池到凹坑填充砾石；储水池里的水可以通过回流管进入生物滞留池主体的缺氧区，这样就可以保证在缺氧区被水贮满之前，不会有水通过排水管排泄掉，于是生物滞留池主体的缺氧区持续的反硝化作用可以最大限度地降低排水管排泄径流的硝态氮的含量，同时雨水径流长期停留在缺氧区，干燥期水分可以通过毛细作用向生物滞留池上方移动的同时，水分中的营养盐又通过植物的根系和微生物的降解等作用得以去除。

[0010] 作为优选，所述主体为上底大于下底的圆台状的凹坑。

[0011] 作为优选，所述植物层种植的植物一般要满足耐涝、耐旱、耐旱的要求。

[0012] 作为优选，所述种植土层由细沙、褐土、椰糠/草炭土按体积比4∶(3-4)∶(2-3)组成，厚度为150-250mm。

[0013] 作为优选，所述铁屑层采用工业废弃物铁屑，厚度为50mm。

[0014] 其中，所述工业废弃物铁屑为铁-碳合金，其对硝态氮有去除潜力，能将NO3--N还原成NH4+-N和N2，其反应式为：4Fe+NO3-+7H2O＝4Fe2++NH4++10OH-，5Fe+2NO3-+6H2O＝5Fe2++12OH-+N2，另外铁屑可以通过电化学作用释放出的Fe3+与磷酸根离子在适宜条件下会生成铁盐沉淀，从而去除磷类污染物，其反应式为：2Fe3++2PO43-＝Fe2(PO4)3。

[0015] 作为优选，所述填料层由天然沸石、碎木屑、砾石、硫磺按体积比(10-20)∶(5-10)∶(30-40)∶(1-5)组成，厚度为500-800mm。

[0016] 进一步优选，所述天然沸石粒径为1-5mm，所述碎木屑的粒径为2-10mm，所述砾石的粒径为1-6mm，所述硫磺的粒径为1-5mm。

[0017] 进一步优选，所述天然沸石颗粒内部具备较发达的孔道和空旷的骨架结构，晶穴2
体积可以达到自身体积的40％-50％，其比表面积可以达到400-1000m /g，因此可以为吸附提供很多活性位点。

[0018] 进一步优选，所述碎木屑为刨木废料，是一种生物质材料，含有C、H、O等多种元素，其中C元素含量超过50％。

[0019] 作为优选，所述砾石层由粒径为20-50mm的碎砾石组成，厚度为200-300mm。

[0020] 作为优选，所述回流管直径为50-100mm，所述储水池的高度和缺氧反应区顶部的高度相等，所述排水管直径为50-100mm。

[0021] 作为优选，所述回流管内从储水池到凹坑填充砾石的粒径为10-20mm。

[0022] 本发明有益效果为：

[0023] 本发明公开了一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，铁屑层采用的工业废弃物铁屑，对硝态氮有去除潜力，能将NO3--N还原成NH4+-N和N2，另外铁屑可以通过电化学作用释放出的Fe3+与磷酸根离子在适宜条件下会生成铁盐沉淀，从而去除磷类污染物。

[0024] 本发明公开了一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，填料层的砾石起到支撑、截留和微生物附着作用，天然沸石起到吸附与截留作用，碎木屑为异养反硝化提供碳源，硫磺为自养反硝化提供硫源，填料层采用该填料可显著延长硝态氮盐和碎木屑释放碳源在生物滞留池内的停留时间，并可实现自养反硝化，提高生物滞留池的脱氮效果。

[0025] 本发明公开了一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，增加的回流附件能保证生物滞留池主体缺氧区处于缺氧状态，提高了对排泄径流中硝态氮的去除效果。，

[0026] 本发明公开了一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，此系统能同步脱氮除磷，使生物滞留池的出水达到排放标准，并且生物滞留池具有造价低，维护管理方便等特点，适合大规模推广应用。附图说明

[0027] 图1为本发明生物滞留池结构图；

[0028] 示意图中的标号说明：

[0029] 1、植物层；2、种植土层；3、铁屑层；4、填料层；5、砾石层；6、回流管；7、储水池；8、排水管。

具体实施方式

[0030] 为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

[0031] 实施例

[0032] 见图1，一种去除雨水中氮磷的生物滞留池，由主体和回流附件两部分组成。具体描述如下；

[0033] 作为优选，主体为上底大于下底的圆台状的凹坑，凹坑内由上向下依次为植物层1、种植土层2、铁屑层3、填料层4和砾石层5。

[0034] 作为优选，所述植物层1种植的植物一般要满足耐涝、耐旱、耐旱的要求。例如南京地区，可选用菖蒲、黄菖蒲、再力花、鸢尾、东方香蒲、水葱中的一种或多种。

[0035] 作为优选，所述种植土层2由细沙、褐土、椰糠/草炭土按体积比4∶3∶3组成，厚度为200mm。

[0036] 作为优选，所述铁屑层3采用工业废弃物铁屑、厚度为50mm。

[0037] 其中，所述的工业废弃物铁屑为铁-碳合金，其对硝态氮有去除潜力，能将NO3--N还原成NH4+-N和N2，其反应式为：4Fe+NO3-+7H2O＝4Fe2++NH4++10OH-，5Fe+2NO3-+6H2O＝5Fe2++12OH-+N2，另外铁屑可以通过电化学作用释放出的Fe3+与磷酸根离子在适宜条件下会生成
3+ 3-
铁盐沉淀，从而去除磷类污染物，其反应式为：2Fe +2PO4 ＝Fe2(PO4)3。

[0038] 作为优选，所述填料层4由天然沸石、碎木屑、砾石、硫磺按体积比15∶10∶35∶3组成，厚度为600mm。

[0039] 进一步优选，所述天然沸石粒径为2-4mm，所述碎木屑的粒径为3-5mm，所述砾石的粒径为3-5mm，所述硫磺的粒径为3-5mm。

[0040] 进一步优选，进一步优选，所述天然沸石颗粒内部具备较发达的孔道和空旷的骨架结构，晶穴体积可以达到自身体积的40％-50％，其比表面积可以达到400-1000m2/g，因此可以为吸附提供很多活性位点。

[0041] 进一步优选，所述碎木屑为刨木废料，是一种生物质材料，含有C、H、O等多种元素，其中C元素含量超过50％。

[0042] 作为优选，所述砾石层5由粒径为20-50mm的碎砾石组成，厚度为250mm。

[0043] 所述的回流附件包括回流管6、储水池7、排水管8；所述储水池7和排水管8设置在主体外，所述储水池7通过回流管6连接主体，所述排水管8相切于储水池7且位于其右上部，所述回流管6连接凹坑的入口位于凹坑底部；所述回流管6内从储水池7到凹坑填充砾石。

[0044] 作为优选，所述回流管6直径为60mm，所述储水池7的高度和缺氧反应区顶部的高度相等，所述的排水管8直径为60mm。

[0045] 所述回流管6内从储水池7到凹坑填充砾石的粒径为10-20mm。

[0046] 对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，本发明具体实现方式不受上述方式的限制。本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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