CN208791293U

CN208791293U - 一种带有淹没层的雨水生物滞留池结构

Info

Publication number: CN208791293U
Application number: CN201821216523.XU
Authority: CN
Inventors: 胡玖坤; 李秀玉; 王淼; 张科峰
Original assignee: Jiangsu Easthigh Environment Holdings Ltd
Current assignee: Jiangsu Easthigh Environment Holdings Ltd
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2019-04-26
Anticipated expiration: 2028-07-30

Abstract

本实用新型提供一种带有淹没层的雨水生物滞留池结构，主要应用于雨水径流洪峰削减以及雨水径流带来的面源污染治理，包括城市和农村输入性面源污染净化，该滞留池从上至下依次设置为：滞留层、过滤层、过渡层和排水层，依次从下向上顺序构建；所述过渡层和排水层作为淹没层，具有有效蓄存雨水，提供厌氧环境，增强污染物去除能力；本实用新型的各层填料联合使用，保证生物滞留池能够长期、高效地处理雨水中的污染物质，尤其是对脱氮除磷有着显著的效果。

Description

一种带有淹没层的雨水生物滞留池结构

技术领域

本实用新型涉及水环境治理技术领域，尤其是一种能够用于有效降低雨水径流峰值和体积，并有效去除径流污染中所含固体悬浮物、氮、磷等营养物质、重金属、病原菌、碳氢化合物和一些微量有机污染物的过滤性设施的雨水生物滞留池，具体地说是一种带有淹没层的雨水生物滞留池结构。

背景技术

现阶段所实施的雨水生物滞留池大部分使用土壤或砂土混合物栽植植物，并通过植物根系处理池体中自然下渗的雨水,一般采用开放性设计，即通过池体表面收集雨水，自然下渗至周边土壤环境中。由于有限的下渗速率和储存空间，***中的雨水径流在无法储存过量雨水的情况下会发生外溢至池体周边，既无法收集处理大量的雨水，且对污染物的处理能力也极为有限，尤其在地下水位较浅的地区(河网地区)，对雨水处理的能力微乎其微。不仅如此，这种设计还会导致植物的生长环境不够稳定，在雨水较少的干旱地区，无法保蓄足够的水源，旱期时植物需要灌溉以保证生长需要。

而且，大量已经建造的雨水生物滞留池在实际运行中发生内部堵塞问题，对于雨水的处理产生了一定的消极影响，甚至造成二次污染。造成这种现象的原因主要是现有滞留设施的填料未充分考虑分层填料的性质，未进行科学的设计和测验。对于污染物输入较为集中的区域，原来的设计也无法实现高效的污染物去除。因此，为更好地满足雨水处理和水环境治理需求，需考虑以更大程度增强对雨水收集和污染物去除的效果，从而得到洁净的水源补充。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对传统雨水生物滞留池为开放性生物滞留***，经常发生内部堵塞，无法存蓄水源导致旱季植物生长困难，污染物处理效果差等问题，提出一种带有淹没层的雨水生物滞留池结构。

本实用新型的技术方案是：

一种带有淹没层的雨水生物滞留池结构，该滞留池内从上至下依次设置为：滞留层、过滤层、过渡层和排水层，前述过渡层和排水层作为淹没层，淹没层的高度通过集水管的出水口高度设置实现，前述集水管分为两部分，一部分位于排水层内，另一部分位于池体外部；集水管的末端连通至雨水收集井，雨水收集井内收集存蓄的雨水通过水泵抽取回用。

进一步地,集水管位于排水层内的管道采用穿孔管，位于池体外部的管道采用非穿孔管。

进一步地,所述的集水管出水口即非穿孔管末端的高度与淹没层的上表面相齐。

进一步地,集水管位于排水层内的管道为直管段，末端伸出排水层之后连接放空阀，直管段的后部，放空阀的前方集水管上通过弯管连接至雨水收集井的上表面。

进一步地,滞留层上方的滞留池侧壁上设有第一溢流口，所述第一溢流口通过管路连接至市政雨水管网；雨水收集井的侧壁设置第二溢流口，前述第二溢流口通过管路连接至市政雨水管网。

进一步地,第二溢流口的下表面不高于淹没层的上表面。

进一步地,滞留层高度为200-300mm；过滤层高度为400-600mm；过渡层高度为200-300mm；排水层高度为100-200mm。

进一步地,过滤层自上表面至下的0～100mm深度处添加供植物生长的肥料。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的雨水生物滞留池设置周围不可渗水外壁，保证生物滞留池内部为全不透水空间；排水管出水口设置在距底部400mm左右高处，这样可以保证生物滞留池底部保留有淹没层，淹没层的设置，保证了在非长期干旱情况下相应高度处持续有水，提供理想的厌氧环境，介质长期淹没至水中可以保证厌氧微生物的生长，增加硝化和反硝化作用，提升脱氮除磷能力。此外，通过设置淹没层，可以使生物滞留池储备水分，保证植物在旱期时可以持续生长。

本实用新型的池内采用复合填料，各层填料联合使用，能够提高对输入径流的处理效率；增强物理处理能力(吸附作用)，化学处理能力(氧化还原反应)，生物处理能力(微生物生化反应)，提高脱氮除磷效率；促进填料中良好生物生态环境形成，增强长时间脱氮除磷效率，可长时间保持净化能力，不易堵塞，形成良好的生物净化局部环境。

本实用新型所述带有淹没层的雨水生物滞留池，能够有效降低雨水径流峰值和体积，分散短时暴雨汇集水流，并提高对输入径流的处理效率；增强脱氮除磷效用的同时，可有效去除悬浮物、重金属、有机质、病原菌、碳氢化合物和一些微量有机污染物，净化径流雨水，实现水的回用；由于植物的作用增加了生物多样性，提供了景观效益，并改善当地微观气候，降低热岛效应。从经济性来讲，该滞留池性价比高，因其良好的性能可降低维护成本，并可进一步实现模块化批量生产。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型的结构示意图。

图2示出了候选介质的粒径分布曲线示意图。

图3示出实施例一中，五次连续自然降雨事件前后固体悬浮物TSS浓度对比曲线。

图4示出实施例一中，五次连续自然降雨事件前后总氮TN浓度对比曲线。

图5示出实施例一中，五次连续自然降雨事件前后总磷TP浓度对比曲线。

图6示出实施例二中，十二次降雨事件进水前后固体悬浮物TSS浓度对比曲线。

图7示出实施例二中，十二次降雨事件进水前后总氮TN浓度对比曲线。

图8示出实施例二中，十二次降雨事件进水前后总磷TP浓度对比曲线。

图9示出实施例三中，六次连续自然降雨事件前后固体悬浮物TSS浓度对比曲线。

图10示出实施例三中，六次连续自然降雨事件前后总氮TN浓度对比曲线。

图11示出实施例三中，六次连续自然降雨事件前后总磷TP浓度对比曲线。

图中：1、滞留层；2、过滤层；3、过渡层；4、排水层；5、淹没层；6、防渗层；7、鹅卵石；8、绿地；9、第一溢流口；10、集水管；11、雨水收集井；12、第二溢流口；13、水泵；14、放空阀；15、观测管。

具体实施方式

下面将描述本实用新型的优选实施方式，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。

一种带有淹没层的雨水生物滞留池结构，该滞留池内从上至下依次设置为：滞留层1、过滤层2、过渡层3和排水层4，前述过渡层3和排水层4作为淹没层5，淹没层5的高度通过集水管10的出水口高度设置实现，前述集水管10分为两部分，一部分位于排水层4内，另一部分位于池体外部；集水管10的末端连通至雨水收集井11，雨水收集井11内收集存蓄的雨水通过水泵13抽取回用。

进一步地，滞留层1上方的滞留池侧壁上设有第一溢流口9，所述第一溢流口9通过管路连接至市政雨水管网，排水层4的下方通过穿孔集水管10连通至雨水收集井1；淹没层5包括排水层4和过渡层3，高度通过集水管10的出水口高度设置实现；集水管10分为两部分，分布在池体底部的部分设计为穿孔管，池体外部分为非穿孔管；排水层4的下方通过集水管10连通至雨水收集井11，雨水收集井11内收集存蓄的雨水通过水泵13抽取回用；所述的集水管10出水口的高度与淹没层5的上表面相齐，前述集水管10的直管段设有放空阀14；滞留层1上方的滞留池侧壁上设有第一溢流口9，所述第一溢流口9通过管路连接至市政雨水管网；雨水收集井11的侧壁设置第二溢流口12，前述第二溢流口12通过管路连接至市政雨水管网；第二溢流口12的下表面不高于淹没层5的上表面。

池体中，滞留层1高度为200-300mm；过滤层2高度为400-600mm；过渡层3高度为200-300mm；排水层4高度为100-200mm。本实用新型的雨水生物滞留池设置周围不可渗水外壁，保证生物滞留池内部为全封闭空间；排水管出水口设置在距底部400mm左右高处，这样可以保证生物滞留池底部一定高度处持续有水；介质长期淹没至水中可以保证厌氧微生物的生长，增加硝化和反硝化作用，提升除氮能力。此外，通过设置淹没层5，可以使生物滞留池在旱期内储备水分，保证植物在旱期内可以持续生长，避免因为缺水导致的枯萎甚至死亡。

其中：滞留层1用于降雨事件时短期蓄存雨水；

过滤层2内设有具有常规过滤作用的填料，优选粒径小于3400μm的砂石；

过渡层3位于过滤层2和排水层3之间，设有常规填料，优选粒径大于过滤层2的填料；

排水层4设有常规用于埋置排水管的填料，优选粒径大于过渡层3的填料。

一种带有淹没层的雨水生物滞留池结构具体构建时，可以优选以下步骤：

S1、构建池体，池体侧壁设置防渗层6，池体内从从下到上依次布置为排水层4、过渡层3、过滤层2、滞留层1高度分别为：100-200mm；200-300mm、400-600mm、200-300m m；

S2、取介质原料进行编号，采用多层筛网对若干种介质原料进行过筛处理，得到各种介质原料的粒度分布曲线；多层筛网层数不少于6层，从上至下，孔径依次减小；其中，最大孔径的筛网约为3400微米，最小孔径的筛网约为50微米；

S3、根据前述粒径分布曲线分别获取各介质原料过筛处理时，能够使15％和85％质量的介质滞留的滤网尺寸D_15i和D_85i,i表示介质原料的编号；

S4、配置过滤层2的介质，优选表1的的粒径分布；

表1

	筛网尺寸(μm)	滞留筛网的百分比
			泥土	<50	<3％
极细颗粒	50-150	5-30％
			细颗粒	150-250	10-30％
中等细颗粒	250-500	40-60％
			粗颗粒	500-1000	25％
极粗颗粒	1000-2000	0-10％
			大颗粒	2000-3400	<3％

S5、过渡层3和排水层4的介质原料优选下述筛选条件：

D₁₅(过渡层)≤5×D₈₅(过滤层)；

D₁₅(排水层)≤5×D₈₅(过渡层)

其中：D₁₅表示使15％质量的介质滞留的滤网的尺寸；D₈₅表示使85％质量的介质滞留的滤网的尺寸；

S6、在符合排水层4的介质原料中选择至少一种作为对应的排水层4，进行排水层4填充；

S7、在符合过渡层3的介质原料中选择至少一种作为对应的过渡层3，以进行过渡层3填充；在过渡层3填料中添加缓释性碳源和复合微生物制剂或者由复合微生物制剂、缓释性碳源以及壳聚糖制备的多层包埋颗粒。多层包埋颗粒制备方法为将微生物制剂与缓释性碳源混合在一起，外层包裹壳聚糖制成多层包埋颗粒；前述缓释性碳源为制成颗粒的玉米芯、稻壳、木屑或者秸秆；复合微生物制剂采用陶厄氏菌剂、枯草芽孢杆菌剂和/或假单胞菌剂，当采用三种菌剂时，按3:2:1进行均匀混合，缓释性碳源、微生物制剂和壳聚糖的质量比分别为500:1:10，多层包埋颗粒用量在每立方米300～500g。

S8、过滤层2中，自上表面至下的0～100mm深度处添加供植物生长的肥料；每100m²表面积的填料中添加0～82kg供植物生长的肥料；所述的供植物生长的肥料中含有如下成分：动物有机粪肥61％，过磷酸钙2.4％，硫酸镁3.7％，硫酸钾2.4％，微量元素1.2％，氮磷钾肥4.9％，生石灰24.4％；过滤层2填料中层添加吸附颗粒，优选活性炭和零价铁混合物，或者沸石和零价铁混合物；二者质量比为5:1，混合物质量为过滤层填料质量的3％～5％，完成雨水生物滞留池的构建。

实施例1

在某城市道路旁，建立5m²小型生物滞留池以过滤净化来自两侧道路的雨水径流，净化后排至雨水管道。其中：滞留池总体高度1m，滞留层1高度200mm，过滤层高度为400mm，过渡层高度为300mm，排水层高度为100mm，最大渗透速率不超过360mm/hr，化学物质含量及粒径分布性质均符合要求参数；其中，在过滤层的0～100mm填料中增加3kg有机肥料，供植物生长存活；过滤层添加活性炭和零价铁混合物70kg；过渡层添加复合微生物包埋颗粒填料36kg。待该设施运行稳定后，对5次连续自然降雨事件测试净化前后雨水径流主要的污染物进行测试分析，如图3-5所示，主要污染物去除效率分别为TSS>99％，TN>75％，TP>70％，数据详见表2。

表2

实施例2

在某公园建立300m²大型生物滞留池，净化周边绿地、道路、停车场汇集的雨水径流，同时进水中混合周边小区部分漫流径流，净化后排入河道中。其中：滞留池总体高度1.35m，滞留层1高度250mm，过滤层高度为600mm，过渡层高度为300mm，排水层高度为200mm，最大渗透速率不超过500mm/hr，化学物质含量及粒径分布性质均符合文中所载要求参数，其中，在过滤层的0～100mm填料中均匀增加100kg有机肥料；过滤层添加沸石和零价铁混合物1000kg；过渡层添加复合微生物包埋颗粒填料100kg。待该设施运行稳定后，对12次降雨事件***进水前后主要的污染物进行测试分析，如图6-8所示，主要污染物去除效率分别为TSS>99％，TN>70％，TP>70％，数据详见表3。

表3

实施例3

在某大型停车场，建立20m²净化的生物滞留池，用于净化来自于停车场汇集的径流，净化后排入景观水池中。其中：滞留池总体高度1.2m，滞留层1高度300mm，过滤层高度为500mm，过渡层高度为300mm，排水层高度为100mm，最大渗透速率不超过500mm/hr，化学物质含量及粒径分布性质均符合文中所载要求参数，其中在0～100mm填料中增加12kg有机肥料；过滤层添加活性炭和零价铁混合物200kg；过渡层添加复合微生物包埋颗粒填料100kg。待该设施运行稳定后，对6次连续自然降雨事件测试净化前后雨水径流主要的污染物进行测试分析，如图9-11所示，主要污染物去除效率分别为TSS>99％，TN>75％，TP>70％，数据详见表4。

表4

本实用新型所述雨水生物滞留池，增加了淹没层的设置，一方面，为增加硝化反硝化反应提供了厌氧环境，增强了***脱氮除磷的功效；另一方面，为***中生长的功能性植物提供了水源，保证旱期对水的需求。同时，生物滞留池各层填料之间存在着内在的联系，并且对于填料有明确的粒径分布要求，细化至不同粒径范围内介质的百分比；同时还规定了介质中化学物质的具体含量、pH值的范围，以及介质的渗透系数，保证了***长期、稳定运行。此外，强化复合型填料混合活性炭或沸石、零价铁、天然有机碳源以及复合微生物制剂等，保证生物滞留池能够高效地处理雨水中的污染物质，尤其是对去除固体悬浮物、脱氮除磷有着显著的效果。

根据试验结果证实，本实用新型的生物滞留池对输入性面源径流污染物去除效果明显。

本实用新型所述带有淹没层的雨水生物滞留池，能够有效降低雨水径流峰值和体积，分散短时暴雨汇集水流，并提高对输入径流的处理效率，增强物理处理能力(吸附作用)，化学处理能力(氧化还原反应)，生物处理能力(微生物生化反应)，提高脱氮除磷效率；同时，有效去除悬浮物、重金属、有机质、病原菌、碳氢化合物和一些微量有机污染物，净化径流雨水，实现水的回用；由于植物的作用增加了生物多样性，提供了景观效益，并改善当地微观气候，降低热岛效应。由于***能够长时间保持良好使用性能，故可降低维护成本，并可实现模块化批量生产。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims

1.一种带有淹没层的雨水生物滞留池结构，其特征在于，该滞留池内从上至下依次设置为：滞留层(1)、过滤层(2)、过渡层(3)和排水层(4)，前述过渡层(3)和排水层(4)作为淹没层(5)，淹没层(5)的高度通过集水管(10)的出水口高度设置实现，前述集水管(10)分为两部分，一部分位于排水层(4)内，另一部分位于池体外部；集水管(10)的末端连通至雨水收集井(11)，雨水收集井(11)内收集存蓄的雨水通过水泵(13)抽取回用。

2.根据权利要求1所述的带有淹没层的雨水生物滞留池结构，其特征在于，集水管(10)位于排水层(4)内的管道采用穿孔管，位于池体外部的管道采用非穿孔管。

3.根据权利要求2所述的带有淹没层的雨水生物滞留池结构，其特征在于，所述的集水管(10)出水口即非穿孔管末端的高度与淹没层(5)的上表面相齐。

4.根据权利要求3所述的带有淹没层的雨水生物滞留池结构，其特征在于，集水管(10)位于排水层(4)内的管道为直管段，末端伸出排水层之后连接放空阀(14)，直管段的后部，放空阀(14)的前方集水管(10)上通过弯管连接至雨水收集井(11)的上表面。

5.根据权利要求1所述的带有淹没层的雨水生物滞留池结构，其特征在于，滞留层(1)上方的滞留池侧壁上设有第一溢流口(9)，所述第一溢流口(9)通过管路连接至市政雨水管网；雨水收集井(11)的侧壁设置第二溢流口(12)，前述第二溢流口(12)通过管路连接至市政雨水管网。

6.根据权利要求5所述的带有淹没层的雨水生物滞留池结构，其特征在于，第二溢流口(12)的下表面不高于淹没层(5)的上表面。

7.根据权利要求1所述的带有淹没层的雨水生物滞留池结构，其特征在于，滞留层(1)高度为200-300mm；过滤层(2)高度为400-600mm；过渡层(3)高度为200-300mm；排水层(4)高度为100-200mm。

8.根据权利要求7所述的带有淹没层的雨水生物滞留池结构，其特征在于，过滤层(2)自上表面至下的0～100mm深度处添加供植物生长的肥料。