CN106082526B - 一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带，包括U形透水槽、路沿砖、排水沟、排水沟的盖板、生态净化箱和植物；所述U形透水槽布置于隔离带中心地面下方，槽内填有种植土，并种植有植物，所述路沿砖安装于所述U型透水槽上表面两侧；所述排水沟开设于所述U形透水槽两侧；所述盖板设置于所述排水沟顶部；所述生态净化箱放置于所述排水沟底部靠近所述U形透水槽的一侧。该装置不但具有普通公路隔离带的安全防护功能，还可有效的降解路面降雨径流所携带的污染物，减少下游污水处理的负担，同时还具有储水和土壤保湿功能，延长隔离带植物维护周期，节约用灌溉用水。本发明制造简单、成本低、实施方便，适用于各等级城市道路。

Description

一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带
技术领域
本发明涉及一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带，属于环保技术领域。
背景技术
城市道路是城市发展及运行的核心，随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，汽车的保有量也在快速上升，同时各类污染物的排放量也在逐年攀升，城市路面上由于车辆漏油、尾气沉降、大气粉尘吸附等原因形成大量的污染，这些废气、废液和颗粒等最终都将通过自然沉降或雨水淋洗作用迁移至水环境中。由此导致路面雨水径流中含有大量重金属、碳氢化合物等对环境危害性较大的污染物质，对下游水体造成极大的危害。城市道路的路面径流污染属于面源污染的范畴，目前人们对城市道路面源污染已高度重视，在公路建设项目环境影响评价中,路面径流通常被作为影响地表水环境质量的重要带状污染源进行预测和评价。但由于道路分布广泛、交通状况复杂、污染物来源众多，对其进行有效的治理仍然是个难题。
随着城市建设生态化、景观化理念的深入，原有道路中心的隔离护栏已逐渐被生态型绿化隔离带所取代，这不但保证了行驶的安全，同时也提高了城市绿化面积和提升了城市景观性，绿化隔离带已成为城市道路中重要的基础设施。由于绿化隔离带特殊的地理位置，目前大多采用人工水车灌溉的办法。在干燥高温季节，植物需水量大，维护频繁，灌溉时水车长期占道，道路通行能力降低，且工作量大，耗水严重，还易造成人员伤亡，因此隔离带的安全灌溉以及如何延长灌溉周期一直是绿化管理部门日常养护过程中难以解决的问题。
生物净化技术是目前广泛使用的一种污染物原位拦截技术，生物填料表面形成的活性生物膜对水体中的氮、磷等营养物质进行截留和固定，并通过生物膜表面附着的微生物将污染物进行分解代谢成为无害物质重新释放到水中，从而实现水质净化的目的。目前生态净化技术已广泛的应用于城市和农村的各类污染治理场合，取得了较好的效果。
无机多孔材料通常具有孔隙率高、比表面积大的特点，广泛的应用于环保、建筑等多个领域，尤其是混凝土发泡而成的多孔材料更具有价格低廉、性能优良、制备简单的特点，近年来应用广泛。发泡混凝土又称泡沫水泥，是由骨料、水泥、水泥发泡剂和水通过高压发泡机混合浇筑成形，通过不同的工艺及配比，可使得材料内含有大量的闭气孔和开气孔。发泡混凝土不但重量轻，而且具有吸水、储水和透水的特点。同时还具有极大的比表面积，也成为生物净化技术的优良载体。但由于其基体结构特点使得其强度远低于普通混凝土构件，因此不能作为承载基体材料。
如果能将现有的生物净化技术与发泡混凝土技术相结合，运用在道路隔离带中，使得隔离带不仅具有安全和美化的功能，同时还具有净化、储水能力，这对生态型城市建设具有积极的意义。
发明内容
本发明提出了一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带，该装置不但具有普通公路隔离带的安全防护功能，还可有效的降解路面降雨径流所携带的污染物，减少下游污水处理的负担，同时还具有储水和土壤保湿功能，延长隔离带植物维护周期，节约用灌溉用水。本发明制造简单、成本低、实施方便，适用于各等级城市道路。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带，包括U形透水槽9、路沿砖5、排水沟17、排水沟17的盖板3、生态净化箱6和植物4；
所述U形透水槽9布置于隔离带中心地面下方，槽内填有种植土10，并种植有植物4，所述路沿砖5安装于所述U形透水槽9上表面两侧；所述排水沟17开设于所述U形透水槽9两侧；所述盖板3设置于所述排水沟17顶部；所述生态净化箱6放置于所述排水沟17底部靠近所述U形透水槽9的一侧。
进一步的，所述排水沟17由底面砖7和侧面砖2砌成。所述底面砖7和侧面砖2均采用混凝土浇筑成预制块，以方便安装。
进一步的，所述U形透水槽9为发泡混凝土预制块，按如下方法制备：将普通硅酸盐水泥、河砂、粉煤灰、水泥发泡剂、水按照20:40:15:5:200的质量比在水泥发泡机中混合发泡，把发泡好的水泥浆料和开孔型SiC泡沫陶瓷碎块按质量比5:2放入水泥搅拌机中混合，混合好的浆料在模具中浇筑并干燥成形。
进一步的，所述开孔型SiC泡沫陶瓷碎块是用平均孔径15～20PPI的泡沫陶瓷制成的碎块，其平均直径为20～30mm。
进一步的，所述路沿砖5为“L”型结构，采用砖石混凝土制成，对称安装于所述U形透水槽9上部两侧。
进一步的，所述盖板3采用钢筋混凝土浇筑成预制块，中部凹陷，并开设有漏水槽12，所述盖板3两端分别与所述路沿砖5和所述侧面砖2连接，所述盖板3的顶面与路面1平齐。
进一步的，所述生态净化箱6为透水结构，包括可开合的网箱盖14、生物填料球15、网箱体16和活性炭过滤层13；所述生物填料球15和活性炭过滤层13放置于网箱体16内；所述生物填料球15为由聚烯烃塑料制成的镂空球体，镂空球体内装有聚氨酯基体的生物填料，用来吸附水中的N、P等污染物质。可开合的网箱盖方便内部生物填料球15及活性炭过滤层13的更换。
本发明的工作原理：
一、在降雨期，雨水携带路面上的污染物通过盖板3上的漏水槽12流入到排水沟17中，污水流经沟内的生物净化箱6，生物填料球15中的生物膜可截留和吸附污水中的N、P等容易生物降解的有机物，而活性碳过滤层13能部分去除水体中的重金属元素、油脂、游离氯、酚等难降解有机物，同时还可滤除污水中的部分颗粒悬浮物。经过净化后的水大部分流向下游的污水处理厂进行二次净化处理，同时还有一部分水进入到U形透水槽9中，由于此时槽内的种植土10及外界的路基8土壤湿度均较大，因此水分会储存在U形透水槽9基体的孔隙中并处于吸水饱和状态，同时水中的污染物质在厌氧微生物的作用下进一步得到分解。
二、在干燥期，随着植物吸水及土壤水分蒸发，槽内种植土10的湿度不断降低，当种植土10的水分含量低于U形透水槽9内的水分含量时，U形透水槽9内的水分在界面渗透压的作用下向种植土10中迁移，以维持土壤和发泡混凝土中水分含量的平衡，从而使得槽内种植土10可在一段时期内维持植物所需的水分含量。由于路基8的土壤水分蒸发较少，湿度降低较慢，因此U形透水槽9中储存的水分大部分是向槽内种植土10迁移，对槽内种植土10的湿度维持时间较长。
三、在人工浇灌期及施肥期，种植土10内的水、肥含量高，多余的富营养水可进入到U形透水槽9内，一部分储存在U形透水槽9中，另一部分进入到路基8土壤中。富营养水在U形透水槽9内的渗透过程中，其中的N、P等有机物也可被厌氧微生物进行部分降解，从而减少了人工施肥对土壤及地下水的污染。
四、在暴雨期，排水沟17可协助道路排水***进行路面排水，减少城市内涝的风险。
本发明具有以下有益效果：
1)本发明可有效的对降雨径流形成的路面排水进行初级净化处理，降低路面排水水体中各类污染物的浓度，有利于减少沿程土壤对排水水体中污染物的吸收量，并减轻了下游污水处理厂的负担。
2)本发明中的U形透水槽采用发泡混凝土制成，具有吸水、透水和储水的功能，在降雨期能吸收和储存多余的水分，在干燥期可向土壤中释放所储存的水分，维持槽内种植土的水分含量，从而延长了隔离带植物浇灌周期，节约了灌溉用水。
3)发泡混凝土材料具有较大的比表面积，埋在湿润的土壤中也有益于其内部厌氧微生物的大量繁殖，使得水分通过U形透水槽时使水中的污染物得到进一步的降解，从而降低了路面排水中的油脂等污染物对隔离带植物的损害，同时也降低了植物施肥养护期间槽内的高浓度富营养水向周围土壤及地下水的扩散。
4)在暴雨期，本发明可进行协助路边排水***进行道路排水，降低了城市内涝的风险。
5)生物净化箱内的生物填料球及活性炭过滤层更换方便，定期更换可使得本发明维持较高的净化能力。
6)本发明制造简单、成本低、实施方便，适用于在各等级公路上进行改造实施。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
附图1是本发明横截面示意图；
附图2是本发明的U形透水槽示意图；
附图3是本发明的盖板示意图；
附图4是本发明的生态净化箱示意图；
图中：1是路面、2是侧面砖、3是盖板、4是植物、5是路沿砖、6是生态净化箱、7是底面砖、8是路基、9是U形透水槽、10是种植土、11是种植槽、12是漏水槽、13是活性炭过滤层、14是网箱盖、15是生物填料球、16是网箱体、17是排水沟。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
如图1至图4所示，一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带，包括U形透水槽(9)、路沿砖(5)、排水沟(17)、排水沟(17)的盖板(3)、生态净化箱(6)和植物(4)；所述U形透水槽(9)布置于隔离带中心地面下方，槽内填有种植土(10)，并种植有植物(4)，所述路沿砖(5)安装于所述U形透水槽(9)上表面两侧；所述排水沟(17)开设于所述U形透水槽(9)两侧；所述盖板(3)设置于所述排水沟(17)顶部；所述生态净化箱(6)放置于所述排水沟(17)底部靠近所述U形透水槽(9)的一侧。
进一步的，所述排水沟(17)由底面砖(7)和侧面砖(2)砌成，所述底面砖7和侧面砖2均采用混凝土浇筑成预制块，以方便安装。
进一步的，所述U形透水槽(9)为发泡混凝土预制块，按如下方法制备：将普通硅酸盐水泥、河砂、粉煤灰、水泥发泡剂、水按照20:40:15:5:200的质量比在水泥发泡机中混合发泡，把发泡好的水泥浆料和开孔型SiC泡沫陶瓷碎块按质量比5:2放入水泥搅拌机中混合，混合好的浆料在模具中浇筑并干燥成形。
进一步的，所述开孔型SiC泡沫陶瓷碎块是用平均孔径15～20PPI的泡沫陶瓷制成的碎块，其平均直径为20～30mm。
进一步的，所述路沿砖(5)为“L”型结构，采用砖石混凝土制成，对称安装于所述U形透水槽(9)上部两侧。
进一步的，所述盖板(3)采用钢筋混凝土浇筑成预制块，中部凹陷，并开设有漏水槽(12)，所述盖板(3)两端分别与所述路沿砖(5)和所述侧面砖(2)连接，所述盖板(3)的顶面与路面(1)平齐。
进一步的，所述生态净化箱(6)为透水结构，包括可开合的网箱盖(14)、生物填料球(15)、网箱体(16)和活性炭过滤层(13)；所述生物填料球(15)和活性炭过滤层(13)放置于网箱体(16)内；所述生物填料球(15)为由聚烯烃塑料制成的镂空球体，镂空球体内装有聚氨酯基体的生物填料，用来吸附水中的N、P等污染物质。可开合的网箱盖方便内部生物填料球(15)及活性炭过滤层(13)的更换。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明实施的范围，依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带，其特征在于，包括U形透水槽(9)、路沿砖(5)、排水沟(17)、排水沟(17)的盖板(3)、生态净化箱(6)和植物(4)；
所述U形透水槽(9)布置于隔离带中心地面下方，槽内填有种植土(10)，并种植有植物(4)，所述路沿砖(5)安装于所述U形透水槽(9)上表面两侧；所述排水沟(17)开设于所述U形透水槽(9)两侧；所述盖板(3)设置于所述排水沟(17)顶部；所述生态净化箱(6)放置于所述排水沟(17)底部靠近所述U形透水槽(9)的一侧；所述U形透水槽(9)为发泡混凝土预制块，按如下方法制备：将普通硅酸盐水泥、河砂、粉煤灰、水泥发泡剂、水按照20:40:15:5:200的质量比在水泥发泡机中混合发泡，把发泡好的水泥浆料和开孔型SiC泡沫陶瓷碎块按质量比5:2放入水泥搅拌机中混合，混合好的浆料在模具中浇筑并干燥成形。
2.根据权利要求1所述的一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带，其特征在于，所述排水沟(17)由底面砖(7)和侧面砖(2)砌成，所述底面砖(7)和侧面砖(2)均采用混凝土浇筑成预制块。
3.根据权利要求1所述的一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带，其特征在于，所述开孔型SiC泡沫陶瓷碎块是用平均孔径15～20PPI的泡沫陶瓷制成的碎块，其平均直径为20～30mm。
4.根据权利要求1所述的一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带，其特征在于，所述路沿砖(5)为“L”型结构，采用砖石混凝土制成，对称安装于所述U形透水槽(9)上部两侧。
5.根据权利要求2所述的一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带，其特征在于，所述盖板(3)采用钢筋混凝土浇筑成预制块，中部凹陷，并开设有漏水槽(12)，所述盖板(3)两端分别与所述路沿砖(5)和所述侧面砖(2)连接，所述盖板(3)的顶面与路面(1)平齐。
6.根据权利要求1所述的一种具有生态净化功能的储水型城市道路隔离带，其特征在于，所述生态净化箱(6)为透水结构，包括可开合的网箱盖(14)、生物填料球(15)、网箱体(16)和活性炭过滤层(13)；所述生物填料球(15)和活性炭过滤层(13)放置于网箱体(16)内；所述生物填料球(15)为由聚烯烃塑料制成的镂空球体，镂空球体内装有聚氨酯基体的生物填料。
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