一種適用于南方紅壤區的多介質生物滯留設施的制作方法

技術領域：
本發明涉及的一種徑流雨水處理設施，屬于環境保護領域。
背景技術：
：城鎮化是當今世界社會經濟發展的一個主要趨勢，其水平的提高是衡量一個國家經濟發展和現代文明水平的重要標志。但隨著城市化水平的提高，在改善人類物質生活條件的同時，也給城市帶來了嚴重的水文及水質問題。為緩解城市化帶來的各種環境問題，住建部于2014年11月發布了《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建（試行）》，要求各地在城市化建設過程中，推廣和應用低影響開發模式，緩解城市內澇、削減徑流污染負荷、節約水資源等。其中生物滯留設施是低影響開發中應用較為廣泛的技術，目前已有部分專家學者在生物滯留設施方面申請了專利，如，余雪松發明了一種簡單的處理徑流雨水的生物滯留設施（公布號：CN104652596A），該發明雖然簡單，但卻沒有針對性，不適宜生物滯留設施在特定地方的推廣，而傅大放等人公布了發明了一種適用于蘇南農村地區徑流雨水的生物滯留設施（公布號：CN105236587A），該發明雖然有一定的針對性，但該發明需要有一定的水力停留時間，這不利于徑流雨水水量的調控。生物滯留設施在不同的氣候條件，不同的地區，其污染物去除效果有一定的差異，生物滯留設施的構建應該因地制宜，切不可照搬照抄。為海綿城市的構建，生物滯留設施在南方紅壤區的應用，根據南方紅壤區的氣候條件、土壤特性等對生物滯留池進行本土性的優化改進，推廣其在南方紅壤區的應用，并解決城市化帶來的面源污染及水文問題。南方紅壤具有有機質低、滲透能力弱、易板結等缺點，其中紅壤的滲透系數僅為1.5×10-6m/s，不適宜單獨用于生物滯留設施的構建，通過在紅壤中添加一定的有機質以及沸石等功能性吸附材料，以增加其污染物去除效果，滲透性能，并為植物的生長提供必要的營養。技術實現要素：本發明針對現有技術的不足以及南方紅壤區的地域特色，提供了一種采用紅壤、沸石和落葉堆肥作為復合介質、結構簡單、管理方便、脫氮除磷效果好的雨水徑流生物滯留設施。徑流雨水進入前置池后，再流入生物滯留池主體，通過復合介質層強化對雨水徑流中氮磷污染物的去除效果。所述生物滯留設施包括進水管、前置池、生物滯留設施主體；所述生物滯留設施主體，從上至下依次為存水區、樹皮覆蓋層、復合介質層、過濾砂層、礫石排水層和穿孔PVC排水管；所述存水區為20cm，樹皮覆蓋層為5cm，復合介質層為35cm，過濾砂層為10cm，礫石排水層為20cm，穿孔PVC排水管直徑為150mm；所述穿孔PVC排水管穿孔孔徑為15mm，礫石級配要求滿足<5%通過20mm篩孔。所述復合介質層包括紅壤、沸石和落葉堆肥，沸石粒徑為2~4mm，紅壤、沸石和落葉堆肥三者的體積比例為7:12:1；復合介質的滲透系數為5.58×10-5m/，較紅壤的1.5×10-6m/s滲透系數有了較大的改善。所述復合介質層上種植凈化污染物能力強，并耐旱耐澇適宜本地環境的植物，如菖蒲、鳶尾、美人蕉、蘆葦等。本發明的有益效果：徑流雨水中的氮磷等污染物通過復合介質層的凈化可以得到有效的去除，雨水經過生物滯留設施得以下滲，削減徑流流量以及延遲洪峰，并在復合介質層上種植植物，具有一定的景觀效益。本發明利用紅壤區的區域優勢和多介質的優化組合，實現對雨水徑流中氮磷等污染物的高效凈化，設施設計簡單靈活，適用性強。附圖說明圖1為本發明的結構示意圖；圖2為穿孔排水管示意圖；圖中：1—進水管；2—前置池；3—水生植物；4—清淤立管；5—存水區；6—樹皮覆蓋層；7—復合介質層；8—過濾砂層；9—礫石排水層；10—穿孔PVC排水管；11—雨水篦子；12—地面；13—堵頭；14—直徑15mm的鉆孔；圖3為本發明模擬多介質生物滯留設施對各種污染物的處理效果圖；圖中橫坐標為污染物種類:A—總氮；B—氨氮；C—硝氮；D—總磷；E—生化需氧量；F—總顆粒懸浮物;縱坐標為去除率。具體實施方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。本發明為一種適用于南方紅壤區的多介質生物滯留設施，包括進水管、前置池、生物滯留設施主體。生物滯留設施進水處設有進水管（1）和前置池（2），路面徑流雨水經進水管(1)收集后排入至前置池(2)，徑流雨水得以消能并進入生物滯留設施主體。生物滯留設施主體從上至下依次為存水區(5)、樹皮覆蓋層(6)、復合介質層(7)、過濾砂層(8)以及礫石排水層(9)。復合介質層(7)上種植凈化污染物能力強，并耐旱耐澇適宜本地環境的植物，如菖蒲、鳶尾、美人蕉、蘆葦等。生物滯留設施底部的礫石排水層(9)設置有穿孔PVC排水管(10)，雨水徑流經過生物滯留設施主體凈化后由穿孔排水管收集并排出。本發明處理雨水徑流的工作過程是：徑流雨水由進水管(1)或直接由地面流入前置池(2)，由前置池消能調節后再進入生物滯留設施主體。徑流雨水中的氮磷等污染物經過復合介質層(7)的過濾吸附作用以及植物(3)的同化吸收作用得以去除。設施穩定后，植物不斷的吸收復合介質層中的氮磷等污染物，從而使復合介質層的吸附能力得以恢復。經過處理后的徑流雨水在礫石排水層(9)中，由穿孔PVC排水管(10)收集并排出。采用直徑200mm的PVC管構建模擬生物滯留設施土柱，通過人工模擬徑流雨水的進水方式，測試生物滯留設施對總氮、氨氮、硝氮、總磷、生化需氧量和總顆粒懸浮物的去除效果。每次進模擬徑流雨水9L，水流由上而下流過生物滯留設施主體，收集出水水樣并監測其污染物濃度，去除率的計算公式為：去除率=(進水體積×進水濃度—出水體積*出水濃度)/(進水體積×進水濃度)×100%。模擬徑流雨水水質及經過本發明處理后的出水水質見表1。表1多介質生物滯留設施進出水水質水質指標總氮(mg/L)氨氮(mg/L)硝氮(mg/L)總磷(mg/L)生化需氧量(mg/L)總顆粒懸浮物(mg/L)模擬徑流雨水濃度6.003.003.001.00150.00250.00平均出水濃度3.650.472.870.0434.633.71城鎮污水處理廠一級A標準155—0.55010地表水Ⅴ類標準22—0.440—當前第1頁1 2 3