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一种将建筑废砖用于 生物滞留设施的方法

阅读：320发布：2023-03-08

专利汇可以提供一种将建筑废砖用于生物滞留设施的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，包括以下步骤：将建筑废砖粉碎、过筛，按照粒径分级后备用；准备土壤；砾石按照粒径分级后备用；准备砂子；将建筑废砖和/或土壤和/或砾石和/或砂子组成填料按照一定的比例填入滞留设施内。本发明将不同粒径以及不同配比的建筑废砖用于滞留设施中，进而评价建筑废砖用于生物滞留设施中的环境效应。建筑废砖不仅有较大的孔隙率，较好的渗透性能，对水中的污染物具有良好的去除效果，可将其作为再生资源重新利用，将其用于我国“海绵城市”所急需的生物滞留填料中，既满足了生态环境保护的需要，又实现了可持续发展的目标，对地表径流雨水起到截留控污的效果，也提高了建筑废砖的回收利用率。，下面是一种将建筑废砖用于生物滞留设施的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将建筑废砖粉碎、过筛，按照粒径分级后备用；
（2）准备土壤；
（3）砾石按照粒径分级后备用；
（4）准备砂子，砂子采用细砂和/或中砂；
（5）将建筑废砖和/或土壤和/或砾石和/或砂子组成填料按照一定的比例填入滞留设施内。
2.根据权利要求1所述的将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，其特征在于：步骤（2）中土壤采用田园土。
3.根据权利要求1所述的将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，其特征在于：所述步骤（1）中建筑废砖粉碎、过筛后按照粒径分级，选择0-5mm的粒径范围备用。
4.根据权利要求1所述的将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，其特征在于：所述步骤（3）中砾石按照粒径分级后，选择2-5mm的粒径范围备用。
5.根据权利要求1所述的将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，其特征在于：所述步骤（5）中所述滞留设施为有机玻璃柱，柱内径100mm，高1m。
6.根据权利要求1所述的将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，其特征在于：所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为300mm土壤、100mm砂子、250mm粒径为2 5mm砾石、~
250mm粒径为2 5mm的废砖。
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7.根据权利要求1所述的将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，其特征在于：所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为300mm土壤，100mm砂子，250mm粒径为2 5mm的砾石。
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8.根据权利要求1所述的将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，其特征在于：所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为300mm土壤，100mm砂子，250mm粒径为2 5mm的废砖。
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9.根据权利要求1所述的将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，其特征在于：所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为300mm土壤，100mm粒径为0 2mm的废砖，250mm粒径为~
2 5mm的砾石。
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10.根据权利要求1所述的将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，其特征在于：所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为300mm土壤，100mm粒径为0 2mm的废砖，250mm粒径~
为2 5mm的废砖。
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说明书全文

一种将建筑废砖用于生物滞留设施的方法

技术领域

[0001] 本发明属于固体废物综合利用技术领域，涉及一种将建筑废砖用于生物滞留设施的方法。

背景技术

[0002] 随着我国城市化进程的不断加快，建筑工程项目逐渐增多，建筑垃圾（以建筑废砖为主）的产生和排出量也快速增长。目前我国对于建筑垃圾的处置方式主要为填埋或堆放，不仅占用了大量的土地资源，而且对生态环境造成了一定的污染。

[0003] 生物滞留设施作为海绵城市主要设施，是比较流行的低影响开发雨洪管理措施，是具有发展前景的城市雨水处理设施之一。在生物滞留系统中，填料对整个设施的性能发挥起着重要作用。目前，国内许多地区使用渗透性较好的自然土壤，包括砾石、壤质砂土和砂质壤土等，然而此类填料对径流雨水中污染物的去除效果并不理想。氮和磷的存在容易导致水体富营养化，进而引发水体恶臭现象。

[0004] 建筑废砖不仅有较大的孔隙率，较好的渗透性能，对水中的污染物具有良好的去除效果，因此，可将其应用于生物滞留设施中。然而此种方法尚未有相关报道。

[0005] 专利申请号为03100396的发明专利公开了一种废砖块在废水处理中的应用，该申请公开了废砖块在废水处理中的应用,是利用建筑工地废弃的碎砖块,经一定程度机械破碎成颗粒吸附剂,它兼具有废水生物处理生物反应器填料的功能。可用于吸附去除废水中的磷等有害元素。该吸附剂对磷的最大吸附量分别为废水处理中常用吸附剂沸石和炉渣的传统活性氧化铝的80倍和20倍以上。但是该发明并没有公开建筑废砖如何用于生物滞留设施中实现氨氮、COD、总氮和总磷的去除，达到较好的去除效果。

[0006] 专利申请号为200610112781的发明专利公开了一种用于污染河水处理的渗流式生物床复合填料，是以建筑垃圾废砖块和工业废料废陶瓷为原料,经机械加工成适宜大小的颗粒,混合而成复合填料;其粒径在3CM～10CM范围内,其中废砖块和废陶瓷的体积比1.5∶1～3∶1。该复合填料结构稳定,孔隙率大,表面粗糙,适合微生物的生长，但是对于水体净化的效果并不理想。

发明内容

[0007] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，本发明将不同粒径以及不同配比的建筑废砖用于滞留设施中，并与砾石和砂子作比较，进而评价建筑废砖用于生物滞留设施中的环境效应。建筑废砖不仅有较大的孔隙率，较好的渗透性能，对水中的污染物具有良好的去除效果，可将其作为再生资源重新利用，将其用于我国“海绵城市”所急需的生物滞留填料中，既满足了生态环境保护的需要，又实现了可持续发展的目标，对地表径流雨水起到截留控污的效果，也提高了建筑废砖的回收利用率。

[0008] 本发明提供了如下的技术方案：一种将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，包括以下步骤：
（1）将建筑废砖粉碎、过筛，按照粒径分级后备用；
（2）准备土壤；
（3）砾石按照粒径分级后备用；
（4）准备砂子，砂子采用细砂和/或中砂；
（5）将建筑废砖和/或土壤和/或砾石和/或砂子组成填料按照一定的比例填入滞留设施内。

[0009] 优选的是，步骤（2）中土壤采用田园土。

[0010] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（1）中建筑废砖粉碎、过筛后按照粒径分级，选择0-5mm的粒径范围备用。

[0011] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（1）中建筑废砖粉碎、过筛后按照粒径分级，选择2-5mm的粒径范围备用。

[0012] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（1）中建筑废砖粉碎、过筛后按照粒径分级，选择0-2mm的粒径范围备用。

[0013] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（3）中砾石按照粒径分级后，选择2-5mm的粒径范围备用。

[0014] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（4）中采用0 2mm细砂和/或中砂。~

[0015] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（5）中所述滞留设施为有机玻璃柱，柱内径100mm，高1m。

[0016] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为土壤、砂子、砾石。

[0017] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为300mm土壤，100mm砂子，250mm粒径为2 5mm的砾石。~

[0018] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为土壤、砂子、废砖。

[0019] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为300mm土壤，100mm砂子，250mm粒径为2 5mm的废砖。~

[0020] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为土壤、废砖、砾石。

[0021] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为300mm土壤，100mm粒径为0 2mm的废砖，250mm粒径为2 5mm的砾石。~ ~

[0022] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为土壤、废砖、废砖。

[0023] 上述任一方案中优选的是，所述步骤（5）中填料从上往下的填充顺序依次为300mm土壤，100mm粒径为0 2mm的废砖，250mm粒径为2 5mm的废砖。~ ~

[0024] 有益效果（1）、以建筑废砖为填料，提高建筑废砖资源化利用，同时能够净化水质，由于建筑废砖具有一定的孔隙体积和较大的比表面积，有吸附剂的特性，成本低，可以用来作为一种填料用于生物滞留设施中，而且目前我国建筑垃圾量大，但是绝大多数都未综合利用，选择建筑废砖为填料可以将建筑废砖资源化利用。

[0025] （2）、建筑废砖代替原始的单纯采用砾石和砂子，对水质的净化并未因为更换填料而导致水质变差，相反，对水中污染物的去除效果甚至优于传统的砾石或砂子；（3）、以建筑废砖为填料用于生物滞留设施中，用于去除水中的常规污染物（氨氮、COD、总氮和总磷），起到较好的去除效果；
（4）、本发明实现水中氮素的高效去除，氨氮和总氮的去除效果极好，去除率最高分别可以达到100%、99.31%；
（5）、本发明实现水中磷素的高效去除，总磷的去除效果极好，去除率最高可以达到
99.48%；
（6）、本发明实现水中COD的高效去除，COD的去除效果极好，去除率最高可以达到100%。
附图说明

[0026] 图1为本发明对水中常规污染物去除装置的一优选实施例的结构示意图；图2为本发明实施例1的氨氮释放曲线图；
图3为本发明实施例1的COD释放曲线图；
图4为本发明实施例1的总氮释放曲线图；
图5为本发明实施例1的总磷释放曲线图；
图6为本发明实施例2的氨氮去除率曲线图；
图7为本发明实施例2的COD去除率曲线图；
图8为本发明实施例2的总氮浓度曲线图；
图9为本发明实施例2的总磷去除率曲线图；
图10为本发明实施例3的氨氮去除率曲线图；
图11为本发明实施例3的COD去除率曲线图；
图12为本发明实施例3的总氮去除率曲线图；
图13为本发明实施例3的总磷去除率曲线图。

具体实施方式

[0027] 为了进一步了解本发明的技术特征，下面结合具体实施例对本发明进行详细地阐述。实施例只对本发明具有示例性的作用，而不具有任何限制性的作用，本领域的技术人员在本发明的基础上做出的任何非实质性的修改，都应属于本发明的保护范围。

[0028] 实施例1一种将建筑废砖用于生物滞留设施的方法，包括以下步骤：
（1）将建筑废砖粉碎、过筛，按照粒径分级后备用，选择2-5mm的粒径范围备用。

[0029] （2）准备土壤，土壤采用田园土。

[0030] （3）砾石按照粒径分级后备用，选择2-5mm的粒径范围备用。

[0031] （4）准备砂子，砂子采用0-2mm细砂和/或中砂。

[0032] （5）将建筑废砖和/或土壤和/或砾石和/或砂子组成填料按照一定的比例填入滞留设施内。

[0033] 滞留设施为有机玻璃柱1，有机玻璃柱1内径100mm，高1m，如图1所示，有机玻璃柱1开口处设有布水网格2，有机玻璃柱1一侧和进水管3连通，进水管上设有阀门4，进水方式为人工进水，保持有机玻璃柱1内土壤层以上200mm的蓄水5。

[0034] 四组填料中，一组填料（A）从上往下的填充顺序依次为300mm土壤6，100mm砂子7，250mm粒径为2 5mm的砾石8。
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[0035] 二组填料（B）从上往下的填充顺序依次为300mm土壤6，100mm砂子7，250mm粒径为25mm的废砖9。
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[0036] 三组填料（C）从上往下的填充顺序依次为300mm土壤6，100mm粒径为0 2mm的废砖~9，250mm粒径为2 5mm的砾石8。
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[0037] 四组填料（D）从上往下的填充顺序依次为300mm土壤6，100mm粒径为0 2mm的废砖~9，250mm粒径为2 5mm的废砖9。
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[0038] 为了验证本实施例的净化效果，对生物滞留设施进行淋洗，配置人工模拟雨水，人工模拟雨水采用自来水进行配置，其中硝氮含量6mg/L，氨氮含量5 mg/L，TN含量11mg/L，COD含量400mg/L，TP含量1.5mg/L；本研究进水方式为人工进水，保持生物滞留模拟柱土壤层以上50 100mm的水头；~
具体步骤如下：
（1）、本实验使用自来水进行淋洗，调节pH值为6.0；
（2）、按照北京市年径流总量控制率的85%对应的设计降雨量进水，进水总量为2.64L，人工控制柱上水头为5 10 cm。
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[0039] 即实施例1通过自来水对装置中的填料进行淋洗，通过动态自上而下配水方式进水，初期即前6个小时，每半个小时采样一次，后期即后3个小时，每一个小时采样一次，总计9小时。其中，前2个小时不出水即不采样。结果表明，添加建筑废砖后氨氮的释放量变小，如图2所示；添加建筑废砖后COD的释放量变小，如图3所示；添加建筑废砖后总氮的释放量较不加建筑废砖稍大一些，如图4所示；4种构造对总磷基本不会析出，如图5所示。

[0040] 实施例2和实施例1的一种将建筑废砖用于生物滞留设施的制备方法相同。进一步验证净化效果。

[0041] （1）、人工配置模拟雨水，其中硝氮含量6mg/L，氨氮含量5 mg/L，TN含量11mg/L，COD含量400mg/L，TP含量1.5mg/L，调节pH值为6.0；（2）、按照北京市年径流总量控制率的85%对应的设计降雨量进水，进水总量为2.64L，人工控制柱上水头为5 10 cm，进水1次。
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[0042] 即实施例2通过动态自上而下配水方式进水，初期即前5个小时，每半个小时采样一次，后期即后2个小时，每一个小时采样一次，总计7小时。其，前1个小时不出水即不采样。结果表明，在不添加建筑废砖时，初期氨氮的去除中率为负值，说明氨氮依然属于释放过程，添加建筑废砖后，只有（土+建筑废砖+砾石）的还处在释放过程，说明砾石中存在较多的氨氮，且易释放，如图6所示；COD的去除效果不稳定，添加建筑废砖与无建筑废砖对COD的去除类似，如图7所示；在添加建筑废砖总氮的浓度比不加建筑废砖的浓度稍高一些，如图8所示；而对总磷的去除，在添加建筑废砖后对总磷的去除更稳定一些，且去除效果较好，如图9所示。

[0043] 实施例3和实施例1的一种将建筑废砖用于生物滞留设施的制备方法相同。进一步验证净化效果。

[0044] （1）、人工配置模拟雨水，其中硝氮含量6mg/L，氨氮含量5 mg/L，TN含量11mg/L，COD含量400mg/L，TP含量1.5mg/L，调节pH值为6.0；（2）、按照北京市年径流总量控制率的85%对应的设计降雨量进水，进水总量为2.64L，人工控制柱上水头为5 10 cm，每4天进水1次，进水10次。
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[0045] 即实施例2通过动态自上而下配水方式进水，每4天进水1次，进水10次。结果表明，在添加建筑废砖后的平均去除率均高于不添加建筑废砖时的平均去除率，且平均去除率均高于90%，如图10所示；而添加建筑废砖后的COD的去除效果也要好于未添加建筑废砖时的去除率，如图11所示；而对于总氮的去除，加入建筑废砖后的去除与为加入建筑废砖时的去除率相仿，说明建筑废砖完全可以代替砾石用于生物滞留设施中，如图12所示；对于总磷的去除，加入建筑废砖与未加入建筑废砖对总磷的去除效果没有本质的区别，对总磷的去除基本在96%以上。

[0046] 根据以上实验数据综合来讲，加入建筑废砖后的生物滞留设施会有更好的污染物去除效果，其中第四根柱子（300mm土壤，100mm粒径为0 2mm的废砖，250mm粒径为2 5mm的废~ ~砖）的整体效果最好。

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