[发明专利]新型雨水花园

说明书

技术领域

本发明涉及炭材料制备，特别涉及利用新型生物炭材料的雨水花园。

背景技术

雨水花园是自然形成的或人工挖掘的浅凹绿地，被用于汇聚并吸收来自屋 顶或地面的雨水，通过植物、沙土的综合作用使雨水得到净化，并使之逐渐渗 入土壤，涵养地下水，或使之补给景观用水、厕所用水等城市用水。是一种生 态可持续的雨洪控制与雨水利用设施。在实际构造中，雨水花园往往包括砾石 层、砂层、种植土壤层、覆盖层及蓄水层。作用大致涵盖水量和水质两部分控 制：水量上一部分是滞蓄，也就是保证一定的水力停留时间，减少城市排水压 力，是一个“缓释剂”。水质的控制是最难实现的，由于雨水污染物众多，成分 复杂，传统的去除方法机理和土壤去除污染物的机理相当，但土壤对于污染物 的去除能力有限，特别是对于一些重金属或有机污染物的吸附能力较低，因而 会引起含有污染物的水体透过土壤滤层、砂层进入到地下水，造成地下水污染。 此外，由于在雨水花园上需要种植景观植物，植物的作用一方面可以吸收水体 中的污染物，另一方面也可起到景观美化作用，但在植物养护方面需要喷施农 药、化肥，随降雨的径流会进入到地下水，从而会加剧对地下水的污染。

因此，目前传统的雨水花园存在着以下不足：对雨水中含有的重金属、有 机污染物的去除能力有限；雨水花园中的植物能有效吸收污染物质；还有，农 药、化肥的施入又会带来新的污染源；再有，雨水花园在晴天时，由于土壤的 保水能力较差，因而需要不定时的进行浇注，造成水资源的浪费。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种净化能力强、营 养丰富、变废为宝的新型生物炭材料的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型雨水花园，所述雨水花园包括自上而下的覆盖层和砾石层；所述 新型雨水花园进一步包括：

混合层，所述混合层处于所述覆盖层和砾石层之间，所述混合层包括生物 炭材料和土壤，所述生物炭材料为颗粒状，其中碳含量在55％-65％，有机质含 量在35-40％，营养元素在5％-10％。

根据上述的新型雨水花园，可选地，所述新型雨水花园进一步包括：

土壤层，所述土壤层处于所述混合层和砾石层之间。

根据上述的新型雨水花园，可选地，所述新型雨水花园进一步包括：

生物炭层或砂层，所述生物炭层或砂层处于所述土壤层和砾石层之间，所 述生物炭层包括生物炭材料。

根据上述的新型雨水花园，优选地，所述生物炭材料的制备方式为：

(A1)将秸秆、市政污泥和粪便送搅拌器内搅拌；

(A2)搅拌后的混合物干化；

(A3)干化后的混合物送炭化炉内碳化。

根据上述的新型雨水花园，优选地，送入所述搅拌器内的秸秆、污泥和粪 便的质量比为1-3:1-2:1。

根据上述的新型雨水花园，优选地，在步骤(A2)中，干化的环境为：

干化温度为120-150度，停留时间为3-5小时。

根据上述的新型雨水花园，优选地，在步骤(A3)中，碳化的温度呈阶梯 式递增。

根据上述的新型雨水花园，优选地，所述阶梯式递增的具体方式为：

以ΔT₁/min升温到T₁，并停留时间t₁；再以ΔT₂/min升温到T₂，再停留时间t₂， ΔT₁＞ΔT₂。

根据上述的新型雨水花园，优选地，所述T₁为200度，所述T₂为550度。

根据上述的新型雨水花园，优选地，所述t₁为0.5小时，所述t₂为2小时。

根据上述的新型雨水花园，优选地，所述ΔT₁为10度，所述ΔT₂为5度。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.该生物炭材料中碳含量能维持在60％左右，由于碳结构具有较大的比表 面积，对重金属或有机污染物的吸附能力非常强，是普通土壤吸附能力的400 倍，能有效截留雨水中的污染物，且不易形成脱附现象，避免雨水中的污染物 穿透土壤层进入到地下水，对地下水造成污染；