[发明专利]一种高效防堵塞生物滞留系统

说明书

本发明公开了一种高效防堵塞生物滞留系统，所述生物滞留系统自上而下依次为植土层、第一透水土工布层、填料层、第二透水土工布层和排水层，四周和底部设有土工布，所述填料层包括填料基质和生物陶粒，所述生物陶粒包括中空的生物陶粒壳和填充在所述生物陶粒壳内的聚丙烯酸钠高吸水性树脂，所述生物陶粒壳设有开口。本发明提供了一种高效防堵塞生物滞留系统，通过生物陶粒壳和填充在生物陶粒壳内的聚丙烯酸钠高吸水性树脂组成生物陶粒，生物陶粒既能保证雨水存留时间，提升填料层的氮和磷的去除能力，同时又能保证足够的透水性和填料层的渗滤性能，有效防止填料层堵塞，从而提高生物滞留系统的雨水渗滤能力，使生物滞留系统在充分处理雨水的同时不容易发生堵塞。

技术领域

本发明涉及海绵城市雨水处理技术领域，更具体地，涉及一种高效防堵塞生物滞留系统。

背景技术

生物滞留设施是一种新兴的低影响开发原位径流雨水控制设施，有很好的径流污染控制效果、径流体积削减成果和峰值流量控制效果且经济适用，可广泛应用于城市绿化。但由于径流水质、水量变化的随机性和复杂性，现有生物滞留设施对径流雨水中污染物的去除率波动范围较大，对径流中氮、磷的去除效果不甚理想，且填料土容易发生堵塞，渗滤效果下降，制约了该设施的使用时间，使用很短的时间就需要换土。亟需加强对填料的性能的研究，设计出渗滤效果好、不容易发生堵塞的生物滞留设施系统。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种高效防堵塞生物滞留系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高效防堵塞生物滞留系统，自上而下依次为植土层、第一透水土工布层、填料层、第二透水土工布层和排水层，四周和底部设有土工布，所述填料层包括填料基质和生物陶粒，所述生物陶粒包括中空的生物陶粒壳和填充在所述生物陶粒壳内的聚丙烯酸钠高吸水性树脂，所述生物陶粒壳设有开口。

聚丙烯酸类高吸水性树脂有吸水倍数高、安全性能较好、产品质稳不腐败且合成工艺简单等优点，聚丙烯酸中含有羧基，羧基有较大极性，吸水性强，由聚丙烯酸钠高吸水性树脂制备的生物陶粒具有良好的保水透水性，渗滤性能优良，能显著改善填料层的渗滤性能。泡沫多孔结构和生物陶粒壳还可以提高填料层的含氧量，有利于微生物的粘附和生长，进而通过微生物的作用强化填料层的脱氮除磷能力，有效降低雨水COD。生物陶粒还有利于增加填料层的空隙率，有利于雨水流通，能有效防止生物滞留系统的堵塞。

雨水通过植土层的植物和土壤初步过滤、吸收后之后，渗透到填料层，在填料层中进一步过滤、吸收，进入排水层。底部为透水土工布时，水进入排水层之后能够透过透水土工布排出。

优选地，所述生物陶粒壳上设有≥2个开口。生物陶粒壳上的开口有利于增加多孔亲水材料对雨水的渗透吸附孔道，也利于吸附雨水的流通，可进一步提升生物滞留系统的渗滤畅通性。

优选地，所述聚丙烯酸钠高吸水性树脂的填充率为5％～20％。聚丙烯酸钠高吸水性树脂制备成微颗粒填充到生物陶粒壳中，由于聚丙烯酸钠高吸水性树脂具有较强的吸水能力，吸水后体积会增大，因此填充率不宜过大，部分填充即可保障生物陶粒的蓄水能力和透水渗滤能力。

优选地，所述生物陶粒的体积为0.3～0.7cm³，所述生物陶粒壳的厚度为1.0～2.0mm，所述生物陶粒质量为所述填料基质质量的1.0％～1.2％。

为了保障生物陶粒与土壤等材料能够充分混合均匀，生物陶粒的体积为0.3～0.7cm³。生物陶粒壳需要足够的耐压能力，不致破裂，所以厚度不宜过薄，为了保证填充足够的聚丙烯酸钠高吸水性树脂，生物陶粒壳的厚度也不宜过厚。使得生物滞留系统获得合适的渗滤速度，如果生物陶粒用量过低，则有效孔隙率低，防堵塞能力和渗滤速度不够。用量过高，则有效孔隙率过大，可能使雨水渗透速度过快而导致雨水中的污染物来不及被填料层吸附分解。

优选地，所述填料基质由香蒲基质土壤与细砂混合而成。