[发明专利]用于处理水的生物滞留模块、方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及水处理，具体涉及生物滞留系统和方法。本发明尤其可用于处理雨水，并且便于描述与雨水相关的本发明。但应当注意，本发明并不限于处理雨水。

背景技术

雨水以及产生自暴雨事件的过量水可以对环境造成重大影响。如果没有从我们的城市水路中去除污染物，增加的营养负荷等则可以引起蓝-绿藻类在下游环境中爆发，这对海洋生态系统造成严重后果。

生物滞留是基于天然植物的技术，其用于去除包含于雨水径流中的沉积物、有机物、重金属、营养物和另一些污染物。在雨水业中，已知采用植物处理雨水污染的概念作为水敏感城市设计的一种类型。

生物滞留是随着流体(如水)流经介质或生物系统生物去除污染物或营养物的方法。微生物在过滤介质中生长增强了来自流向模块的水中的污染物的滞留和降解。污染物(如重金属)被截留在过滤介质中。在过滤介质中生长的植物的根还为生物膜生长提供表面，植物从该表面摄取营养物，从而将它们从过滤介质中去除。此外，植物根上的有益菌将可溶性污染物转化成无害形式。因此，生物滞留是环保型的水处理，其不使用有害或有毒的化学物质。

在生物滞留过程中，在暴雨事件之后，被污染的雨水流经人工植被的砂滤池并缓慢地过滤该水至接收水路。重金属被截留在砂介质中，植物根上的有益菌将可溶性污染物转化成无害形式。存在多种试图降低该影响的生物滞留系统设计。最常见的形式是生物滞留池，通常称为“雨水花园”，并且可以在过滤介质下方包括缺氧区用于附加处理和土壤水分储存容量。

雨水花园是基于土壤的系统，其通过在排入排水系统之前，经土壤介质过滤来处理径流。图1中示出雨水花园100的典型横截面，其由以下组成：

过滤层110-为土壤层，其作为污染物过滤层并支持植物生长。

过渡层111-位于过滤层110下方，用于将过滤层110与排水层112分离以避免排水管117堵塞。

排水层112-位于过渡层111下方，其为相对自由的排水层，包括多孔排水管117。

任选地，雨水花园还可以包括土壤覆盖层114，以抑制杂草并保持下方的过滤层中的水分。雨水花园还可以具有停留区115，在停留区115中，水可以累积在植物116的暴露部分118的基部。

图2示出包括缺氧区113的雨水花园的典型横截面。

雨水花园中的主要污染物去除机制是：在延伸的滞洪蓄水(detention storage)中沉降；通过过滤介质过滤；通过生物膜摄取营养物；通过土壤细菌进行营养物吸收和污染物分解；和通过过滤颗粒吸附金属和营养物。

这些现有类型的过滤和滞留系统有许多问题。当幼株在这些雨水花园中生长时，在去除污染物中它们不如完全建成的生物滞留系统有效。已经观察到一些雨水花园系统的幼株建立不良，幼株经受低于平均值的降雨量，导致幼苗在其达到成熟之前脱水并变干从而死亡。这些雨水花园系统还常常需要有效的维护，特别是在最开始建立时，并且如果未进行必要的维护的话，雨水花园将不能正常地运行，而在最坏的情况下则需要被更换。因此，采用这些系统的维护费用经常可能高。

现有系统的另一缺点是不能被容易地且有代表性地重置。如果系统存在问题，则需要更换整个系统。

传统的系统相对较小并且不能俘获大体积的雨水，因为浅的延伸深度(停留区)使水迅速地绕过处理设备。如果水绕过系统或直接流经系统而未经处理，则处理有效性降低，因为绕过的水受到很少受到或未受到处理。

湿地是一个替选的处理选择，但需要大量土地。当与雨水花园的大小相比时，湿地作为处理水的系统的效率要低得多。

在本说明书中包括文献、装置、条例或知识的任何讨论以解释本发明的上下文。其应当视为承认形成现有技术基础或相关领域的公知常识的一部分的任何所述材料在澳大利亚或任何其它国家在本文的权利要求优先权日或之前。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于处理水的生物滞留模块。该模块包括侧壁和其中具有排水口的基底。侧壁和基底配置成容纳使植物能够在其中生长的过滤介质。

侧壁优选地由多个可连接壁板构成，所述可连接壁板能够与另外的类似壁板锁定并且还可与基底锁定。优选地，该可连接壁板能够从基底移除。侧壁优选是不透水的。

优选地，基底的开放面积大于基底总面积的50％。基底优选地由多个基底板构成。

模块可以包括对准基底板交会处的至少一个分隔板。