[发明专利]一种雨水径流中污染物处理设施

说明书

技术领域

本发明涉及污染物处理技术，属于环境保护技术领域，尤其是一种雨水径流中污染物处理设施。

在城市化发展进程中，不透水表面也不断增加(如路面、停车场和天台等)，导致雨水径流量相应增加。人们生活、生产活动导致了城市雨水径流中含有着大量的污染物，包括悬浮固体，营养物，有机物，病原体，重金属等，这些未经处理的污染物，如果直接排入水体，会造成各种受纳水体的环境问题(包括毒性、致病性和卫生性)。其中重金属物质不易被生物降解，在水体中可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物，并通过食物链进入人体，引发各种疾病或造成慢性中毒，从而危害人体健康；径流中的营养物主要指氮磷污染物，若不加以处理，排入水体后会加重水体富营养化，并引发水华、蓝藻等一些列水环境问题。

背景技术

目前对重金属污染物的处理技术主要采用物理化学法，通过化学药剂或吸附材料，由氧化、沉淀、还原、吸附作用去除金属污染物，此处理过程通常需消耗相应的化学药剂，适合于浓度较大的金属污染物处理。我国现有的生化处理技术对氮、磷的去除效果较好，但对操作与控制的要求较高，且易受温度、酸碱度，溶解氧等因素影响，对雨水径流中氮磷污染物的去除应用价值较低；采用化学法去除氮磷污染物，药剂费用高，容易产生二次污染；气浮法对去除附着在悬浮物上的氮、磷的效果较好，对溶于雨水中的氮、磷去除率较低；植物浮岛与生态湿地通常需要占用较大的面积，在道路两侧、小区与别墅等地实施较为困难，而设施中污染物降解菌易受土著菌竞争干扰，在新建地区设置时降解菌的培养需较长时间，且仅依靠生态处理，处理效果有限。生物脱氮对反应条件要求较高，硝化时需好氧条件，反硝化需缺氧条件，目前设施几乎未能有效创造出有效的反应条件。磷的吸附去除通常是可逆反应，生态处理设施中的植物凋落时也会出现磷的释放，通过添加廉价的铁屑，可生成磷酸铁沉淀，则能有效固定磷防止它再次渗出。活性炭作为吸附材料吸附效果虽然较好，但价格昂贵，泥炭和沸石等非金属矿物材料，对氮磷与有机物的吸附去除能力较好，是很好的吸附材料，两者价格远低于活性炭，泥炭中腐殖有机物质(如黄腐酸和腐殖酸)具有广泛的功能基团(如羧基、羟基、甲氧基，醌和酚类)吸附金属离子的能力比无机吸附剂强，将两者进行改性后吸附效果更佳、使用寿命更长。给水处理厂絮凝池污泥中含有铁盐、铝盐混凝剂残留物，通过沉淀、吸附作用可去除磷、有机物等，来源广泛。若引入生物强化技术快速繁殖有效的污染物降解菌，将生态处理技术与吸附处理技术有机结合，创造性的改变设施的层间结构与设置，为脱氮除磷提供保障，则能有效提高设施对雨水径流中污染物的整体处理效果。

发明内容

针对雨水径流中污染物种类多，直接排放会造成受纳水体的水质污染，本发明提供一种生态、节能的生物渗透床，作为雨水径流中污染物处理设施，可有效处理雨水径流中的有机物、营养物质、重金属、病原菌，且不消耗化学药剂、不需要电能，无二次污泥产生。

本发明采用的技术方案是：雨水径流由进水管进入生物渗透床开始下渗，在下渗过程中，通过各处理层对各类污染物进行处理。覆盖层过滤和拦截大颗粒有机物、营养物与各类病原体；植被层中设置的植物在生长过程中可利用各类污染物，植物的同化作用是去除硝酸盐的主要机制，植物根系可固定及吸收不同金属污染物，根系及其分泌物能全面刺激菌群，诱导植被层中微生物对污染物的降解，生物强化技术由培养基增殖培养后制成的降解菌固定化颗粒完成，引入降解菌固定化颗粒可加速菌种在新建地区繁殖，有效降解径流中各污染物；吸附层设置的改性泥炭和改性沸石有效吸附去除雨水径流中的有机物、重金属与氮磷污染物，为确保吸附层渗透能力的前提下，在改性泥炭中添加适量给水厂絮凝池污泥后去除能力更佳；铁屑改良的砂层，由设置的透气设施保持硝化反应的好氧条件，并维持Fe³+状态，进行二次除磷以防止磷再度排放到出水中，此外，透气设施在降雨强度较大时，也可作雨水下渗的特殊通道；淹没层主要进行反硝化反应，淹没层设有的木屑、报纸等有机物作碳源，为反硝化提供电子供体，加上淹没层持有的缺氧条件保证设施的脱氮效果；砾石层设置在设施底部，起支撑与汇流作用；处理后的水汇流后由出水管流出。

上述设施中优选的生物渗透床，大小视汇流面积与降雨情况而定，由进水管、覆盖层、植被层、吸附层、铁改良砂层、透气设施、淹没层、砾石层和出水管组成，其中主要的处理单元包括覆盖层、植被层、吸附层，铁改良砂层与淹没层。

上述设施中优选的覆盖层主要由硬木树皮、浅色砾石、表层砂土组成。