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同步脱氮除磷的生物滞留池

阅读:768发布:2020-05-08

专利汇可以提供同步脱氮除磷的生物滞留池专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种同步脱氮除磷的 生物 滞留 池,包括从上至下分布于生物滞留池本体中的超高层、淹没层、 覆盖 层 、 铁 改性 生物炭 填料层、砾石排 水 层和出水口;在滞留池本体中设有检查井,检查井顶部设有雨水篦子,底部设有溢流出水口, 侧壁 与出水口连通;生物滞留池本体中超高层与淹没层的高度h为砾石排水层高度a+1/5铁改性生物炭填料层的高度b;淹没层高度为1/3铁改性生物炭填料层高度;通过从底部上翻的出水口收集距底部高度a+1/5b高度处淹没层的出水;超出淹没层高度的雨水,从雨水篦子经检查井的溢流出水口排出。本实用新型同步提高生物滞留池对径流雨水氮磷的去除率,增强脱氮除磷效果。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利,下面是同步脱氮除磷的生物滞留池专利的具体信息内容。

1.一种同步脱氮除磷的生物滞留池,其特征在于,包括生物滞留池本体,以及从上至下分布于生物滞留池本体中的超高层(1)、淹没层(2)、覆盖层(3)、改性生物炭填料层(4)、砾石排层(5)和出水口(6);在滞留池本体中设有检查井(8),检查井(8)顶部设有雨水篦子(7),底部设有溢流出水口(9),侧壁与出水口(6)连通;通过从滞留池本体底部上翻的出水口(6)收集距底部a+1/5b高度处淹没层的出水;超出淹没层(2)高度的雨水,从雨水篦子(7)经检查井的溢流出水口(9)排出。
2.根据权利要求1所述的一种同步脱氮除磷的生物滞留池,其特征在于,所述生物滞留池本体中超高层(1)与淹没层(2)的高度h为砾石排水层(5)高度a与1/5铁改性生物炭填料层(4)的高度b之和。
3.根据权利要求1所述的一种同步脱氮除磷的生物滞留池,其特征在于,所述淹没层(2)的高度为1/3铁改性生物炭填料层(4)的高度。
4.根据权利要求1所述的一种同步脱氮除磷的生物滞留池,其特征在于,所述生物滞留池本体中超高层(1)与淹没层(2)高度h≥150mm。
5.根据权利要求1所述的一种同步脱氮除磷的生物滞留池,其特征在于,所述铁改性生物炭填料层(4)的高度为600~800mm。
6.根据权利要求1所述的一种同步脱氮除磷的生物滞留池,其特征在于,所述覆盖层(3)的高度为100~150mm;所述覆盖层(3)采用粒径为10~15mm的碎石。
7.根据权利要求1所述的一种同步脱氮除磷的生物滞留池,其特征在于,所述砾石排水层(5)的高度为150~200mm;所述砾石排水层(5)采用粒径为30~45mm的砾石。
8.根据权利要求1所述的一种同步脱氮除磷的生物滞留池,其特征在于,所述上翻的出水口(6)与砾石排水层(5)连通,上翻的出水口的高度为砾石排水层(5)高度a+铁改性生物炭填料层(4)的高度的1/5。
9.根据权利要求1所述的一种同步脱氮除磷的生物滞留池,其特征在于,所述生物滞留池本体还包括植物(10),所述植物(10)设于所述覆盖层(3)的表面。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种同步脱氮除磷的生物滞留池,其特征在于,所述生物滞留池本体形状为矩形或圆形。

说明书全文

同步脱氮除磷的生物滞留池

技术领域

[0001] 本实用新型涉及雨处理技术领域,尤其涉及一种高效同步脱氮除磷的生物滞留池。

背景技术

[0002] 各国雨洪管理理念各有其特色,LID理念更为符合中国国情,国内研究者针对LID在中国的应用做出了许多努,提出了许多适合国内利用的LID措施来实现雨洪管理目标。生物滞留池作为一种典型源头控制的LID措施,在全球范围内得到广泛应用,能有效缓解城市雨水径流对水文、水质及水生态带来的冲击。一般生物滞留池其对于一些重金属、悬浮物等的去除效果良好,但对N、P等营养物的去除效果波动较大。有研究表明,填料性能特别是填料的化学吸附特性是决定生物滞留池脱氮除磷效果的最主要因素。为此,有研究力图通过改良填料以提高N、P的去除效果,通过在生物滞留池中添加5%的水处理残渣或10%硫酸处理过的蒙脱石提高对N、P的去除效果。生物滞留池中磷的去除主要依靠填料中化物的吸收,并且填料中铁的含量对填料吸附磷的效果具有一定影响。另一方面,不同淹没深度对N、P的去除效果也有一定的影响。
实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种高效的同步脱氮除磷的生物滞留池,结构简单合理,成本低,生态、卫生、节能,尤其适于在干旱半干旱气候下雨水径流营养物处置推广。本实用新型通过改良填料结构,提高铁改性生物炭在1/5填料层高度处淹没区出水条件下对雨水径流中N、P等营养物的去除,解决生物滞留设施N、P高效同步去除难题,减少雨水污染物,避免水体的富营养化。
[0004] 为达到上述目的,本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0005] 根据本实用新型提供的一个实施例,本实用新型提供了一种同步脱氮除磷的生物滞留池,包括生物滞留池本体,以及从上至下分布于生物滞留池本体中的超高层、淹没层、覆盖层、铁改性生物炭填料层、砾石排水层和出水口;在滞留池本体中设有检查井,检查井顶部设有雨水篦子,底部设有溢流出水口,侧壁与出水口连通;通过从底部上翻的出水口收集距底部高度a+1/5b高度处淹没层的出水;超出淹没层高度的雨水,从雨水篦子经检查井的溢流出水口排出。
[0006] 对于上述技术方案,本实用新型还有进一步优选的方案:
[0007] 所述生物滞留池本体中超高层与淹没层的高度h为砾石排水层a高度与1/5铁改性生物炭填料层的高度b之和。
[0008] 所述淹没层高度为1/3铁改性生物炭填料层高度;所述生物滞留池本体中超高层与淹没层高度h≥150mm。
[0009] 所述铁改性生物炭填料层高度为600~800mm。
[0010] 所述覆盖层高度为100~150mm;所述覆盖层采用粒径为10~15mm的碎石。
[0011] 所述砾石排水层高度为150~200mm;所述砾石排水层采用粒径为30~45mm的砾石。
[0012] 所述上翻的出水口与砾石排水层连通,上翻的出水口的高度为砾石排水层a高度+铁改性生物炭填料层的高度的1/5。
[0013] 所述生物滞留池本体还包括表面植物,所述表面植物设于所述覆盖层的表面。
[0014] 所述生物滞留池本体形状为矩形或圆形。
[0015] 与现有雨水集水井相比,本实用新型的有益效果如下:
[0016] 本实用新型在不同淹没区高度条件下,设置1/3填料高度淹没区,铁改性生物炭改良填料能有效提高生物滞留池对N、P的去除。综合考虑雨水径流中N、P去除效果以及干旱半干旱气候下生物滞留池的运行效果,带有1/5铁改性生物炭填料层高度+砾石排水层为生物滞留池下凹深度的设计,以及从滞留池本体底部上翻的出水口收集距底部高度a+1/5b高度处淹没层的出水,是铁改性生物炭改良均质填料生物滞留池是一种最有效的改良措施,该淹没深度对N、P的去除能够达到最佳效果。
[0017] 本实用新型还设置溢流管,避免由于雨量较大引起的中期与后期雨水溢流而造成的路积水。附图说明
[0018] 图1为本实用新型带有1/3填料层高度淹没区的铁改性生物炭改良均质填料生物滞留池示意图;
[0019] 图2为图1的侧视示意图;
[0020] 图3为图1的俯视示意图。
[0021] 图中:1—超高层,2—淹没层,3—覆盖层,4—铁改性生物炭填料,5—砾石层,6—出水口,7—雨水篦子,8—检查井,9—溢流出水口,10—植物,11—放空管。

具体实施方式

[0022] 下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型,在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型,但并不作为对本实用新型的限定。
[0023] 如图1所示,本实施例给出一种同步脱氮除磷的生物滞留池,包括生物滞留池本体,以及从上至下分布于生物滞留池本体中的超高层1、淹没层2、覆盖层3、铁改性生物炭填料层4、砾石排水层5和出水口6;在滞留池本体中设有检查井8,检查井8顶部设有雨水篦子7,底部设有溢流出水口9,侧壁与出水管6连通;生物滞留池本体还包括设于覆盖层3的表面植物10。
[0024] 其中生物滞留池下凹深度(超高层1与淹没层2的高度)h≥150mm,h=a+1/5b,砾石排水层高度a为150~200mm;铁改性生物炭填料层高度b为600~800mm;覆盖层高度c为100~150mm。从柱底部设有上翻的出水口6用于收集距底部高度a+1/5改性生物炭填料层高度b处淹没层的出水。超出淹没层高度的雨水,从雨水篦子7经检查井8溢流出水口9排出。
[0025] 如图2所示,在砾石排水层5下方设有放空管11。
[0026] 如图3所示,生物滞留池形状不一,如矩形、圆形,本实用新型针对生物滞留池结构形式和填料类型进行设计,本实施例取为圆形。若干个上翻的出水口6沿检查井8外周分布,溢流出水口9连通至市政下水管道。
[0027] 其中,覆盖层采用粒径为10~15mm的碎石。砾石排水层采用粒径为30~45mm的砾石。上翻的出水口与砾石排水层连通,上翻的出水口的高度为砾石排水层高度a+铁改性生物炭填料层4的高度的1/5。
[0028] 其中,当淹没区高度为300mm时,本实用新型对于NO3--N的平均去除率达到了80%以上。本实用新型下部添加生物炭,生物炭可以采用由满缘公司(中国,上海市)提供的稻壳生物炭,即能够为反硝化作用提供充足源,也能为微生物的附着和生长提供适宜的生存-环境,对于NO3-N的去除,相比于土壤吸附和化学沉淀作用,土壤微生物扮演重要色,随着微生物的生长,土壤下层反硝化作用非常明显,此时对于NO3--N的去除,归功于微生物利用NO3--N进行同化和异化作用。本实用新型反硝化酶活性较高。
[0029] 其中,本实用新型在不同落干期条件下N的进出水浓度,当落干期由6天增加为7天- + - -时,本实用新型出水NO3-N浓度降低,NH4-N浓度升高,同时NO2-N浓度升高,这说明NO3-N浓度的降低一方面是因为填料中吸附的NH4+-N未能及时转化为NO3--N,一方面是进水中及填料中的NO3--N及时通过反硝化反应转化为NO2--N和N2。这一现象本实用新型比较明显。总体而言,随着干旱期的延长,尤其是当干旱期长于6天时,本实用新型对于NO3--N的去除效果越好,这对于中国干旱半干旱地区来说尤为重要。
[0030] 其中,淹没层高度为1/3铁改性生物炭填料层高度时,本实用新型铁改性生物炭改良填料可以显著减少PO43--P的淋失。是因为淹没区的设置,一方面淹没区的设置产生的厌氧条件或许会引起溶解磷以及随后总磷的淋出,是由于铁还原菌造成的,另一方面淹没区造成的低氧条件有可能导致滤料中离子键磷的移动和排出,这种在厌氧条件下从滤料中土壤束缚磷的释放已经被研究。而本实用新型因为铁改性生物炭的改良,使得磷和填料形成更加牢固的化合键,不易脱落。
[0031] 本实用新型在低、中、高各区对于PO43--P的截流均有较好的效果。其中,淹没层高度为1/3铁改性生物炭填料层高度时,试验柱对于TP的去除效果差异显著,去除效果较好,证明铁改性生物炭改良填料显著减少有效磷PO43--P的淋失。因为淹没区的设置,一方面淹没区的设置产生的厌氧条件或许会引起溶解磷以及随后总磷的淋出,使得磷和填料形成更加牢固的化合键,不易脱落。另一方面淹没区造成的低氧条件有可能导致滤料中离子键磷的移动和排出,这种在厌氧条件下从滤料中土壤束缚磷的释放已经被研究。
[0032] 本实用新型控制不同落干期不同试验柱进水和出水PO43--P的浓度,各试验柱均未发生填料中PO43--P的淋出现象,且随着落干期的延长,各试验柱出水PO43--P的浓度均呈降低趋势。在落干期延长至6天以上时,各试验柱出水PO43--P的浓度相差不大,且均低于0.5mg·L-1,说明对于干旱气候来说,本实用新型生物滞留池的滞P效果较好。
[0033] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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