[发明专利]一种生物炭强化脱氮效果的渗透铺装结构

说明书

本发明涉及一种生物炭强化脱氮效果的渗透铺装结构，由自上而下设置的透水面层、找平层、透水土工布、以及设置有毛细柱的复合结构层组成，所述找平层由掺加有生物炭颗粒的砂砾铺设而成。本发明所用原料廉价易得、在新型渗透铺装构造的基础上建造方便、维护成本低，可以有效且简便地提高新型渗透铺装设施的脱氮效果。

技术领域

本发明属于绿色基础设施技术领域，涉及一种生物炭强化脱氮效果的渗透铺装结构。

背景技术

随着城市的不断发展，不透水下垫面面积快速增加，雨水径流冲刷不透水下垫面后将各种污染物带入水体，造成面源污染；降水下渗和土壤水分蒸发受阻，城市热岛效应日益严重。渗透铺装作为一种典型的低影响开发技术，已被广泛使用以替代部分传统不透水铺面。透水铺装具有滞留、积蓄雨水，截留地面径流污染，降低地表温度，缓解城市热岛问题等作用。

发明专利CN201711437591.9提出了一种新型渗透铺装设施，该设施在降雨时截留、存储大部分雨水径流，晴天时蓄滞的雨水通过毛细柱的毛细吸水作用向上传导，水分经面层蒸发后可降低面层温度，有效缓解城市热岛问题。蓄水层的设置保证了设施的水量供应，毛细柱的设置加强了蒸发效果，从而延长设施缓解热岛效应的作用时间。

雨水径流已被证实为重要的氮污染源，现有渗透铺装设施因内部缺乏反硝化作用发生的条件，难以去除径流中总氮。上述新型渗透铺装设施虽然蒸发效果强，有效减少了降雨事件中发生出流的频次与水量，但因设施在降雨间隔期不能发生脱氮反应，设施内积水中的氮素存在浓缩与累积现象。暴雨事件中设施发生溢流时，总氮含量高的出水排放，导致氮素的面源污染负荷并未降低。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种生物炭强化脱氮效果的渗透铺装结构，以有效提升新型渗透铺装设施脱氮能力，减少城市面源污染等

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种生物炭强化脱氮效果的渗透铺装结构，由自上而下设置的透水面层、找平层、透水土工布、以及设置有毛细柱的复合结构层组成，所述找平层由中砂铺设而成，且中砂中掺加有生物炭颗粒。

进一步的，所述的生物炭颗粒的粒径为0.5-3mm，找平层的中砂的粒径为 0.5-1.0mm。

进一步的，所述的找平层中，生物炭颗粒的质量占比为3％-15％。

进一步的，所述的生物炭颗粒为椰壳炭或竹炭。

进一步的，所述的生物炭颗粒的密度为0.8-1.5g/cm³。

进一步的，所述的找平层的厚度为25～30mm。

进一步的，所述的复合结构层由级配碎石、以及布置在级配碎石中的毛细柱组成，所述的复合结构层的底部还铺装有防渗膜，并在防渗膜的上方还设有溢流管，使得复合结构层的底部区域形成蓄水区，所述毛细柱的上端还连接所述透水土工布。

更进一步的，复合结构层中，毛细柱按照1/8～1/16的面积比分散布置。

更进一步的，所述的毛细柱由陶土烧制而成，其长度为250-350mm；

所述级配碎石的公称粒径为24-28mm。

进一步的，所述的透水面层采用陶土砖或砂基透水砖组成。

与现有技术相比，本发明利用生物炭良好的吸水性和保水性，配合新型渗透铺装的储水区存储雨水、毛细柱提升水分的作用，可使设施找平层在落干期保持湿润，有利于反硝化细菌在降雨期间快速恢复活性，从而提高新型渗透铺装设施对氮素的去除效果，此外，当雨水由透水面层流经找平层，氮素经生物炭的吸附作用和颗粒炭表面与内部空隙中微生物的生化作用得到去除，从而强化新型渗透铺装设施的除氮效果。减少设施溢流排放的含氮污染物，提高对城市面源污染的控制效果。

附图说明