[發明專利]一種通過介質改性提高對雨水中氮磷污染物處理能力的人工快速滲濾系統

有效

• 申請號: 201911201218.2
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110746057B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 王輝;王沐晴;卞兆勇
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/16;C02F101/10
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本發明公開一種通過介質改性提高對雨水中氮磷等污染物處理能力的人工快速滲濾系統。針對現有人工快速滲濾系統對氮磷去除效果較差的缺陷，通過殼聚糖改性蛭石以及系統工藝參數的優化來提高系統對氮磷的去除能力。該技術將改性后的蛭石與土壤河沙按比例混合，以水力負荷為2m/d，每48h布水一次，一次進水3h，落干45h，土層厚度為70～100cm，在土層下30cm處以2:1的比例分段進水，在該工藝條件下實現人工快速滲濾系統對氮磷污染物的達標處理。總體而言，結構簡單，占地面積小，處理效果好。

技術領域

本發明涉及污水處理的技術領域，具體涉及一種通過介質改性提高對雨水中氮磷等污染物處理能力的人工快速滲濾系統。

背景技術

人工快速滲濾系統(Constructed rapid infiltration system，簡稱：CRI)為土地處理的一種類型，它是指有控制地將污水投放于人工構筑的滲濾介質的表面，使其在向下滲透的過程中經歷不同的物理、化學和生物作用，最終達到凈化污水的目的。它是在對各類土地處理和快速滲濾系統研究總結的基礎上，針對傳統污水土地處理系統普遍存在的水力負荷低、單位面積處理能力小等缺點，借鑒了污水快速滲濾土地處理系統和人工濕地系統的優點，逐步發展起來的一種具有自身特色的新型污水處理技術，具有廣闊的發展空間。

該系統的特點是利用滲透性能較好的人工滲濾介質作為材料替代天然土，并加入一些特殊功能的填料，運行采用干濕交替方式進行，保證既有較高的水力負荷，又能滿足出水的要求。目前國內外在對降雨徑流污染控制技術上的研究進度不同，但是土地處理系統已成為各國控制和削減降雨徑流污染的主要手段之一。這一技術既解決了采用沉淀池或調蓄池會造成旱天閑置、占地面積大且雨水直接利用可行性、經濟性差的缺點；也充分利用了土壤的凈化能力，從而達到削減降雨徑流污染的目的。

由于受不同地區的氣候以及土壤質地的影響，各地的最優工藝參數有所差異，由此導致對于人工快速滲濾系統的應用并沒有確定的工藝參數范圍，另外，現有技術中的人工快速滲濾系統對氮磷等污染物質去除效率仍然較低，經過人工快速滲濾系統的出水中污染物并未得到徹底的去除，從而造成出水排入自然水體后造成水體富營養化、黑臭等惡劣影響，基于此，現有技術中的人工快速滲濾系統并不能實現對雨水徑流中污染物進行迅速徹底凈化的目的。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種通過介質改性提高對雨水中氮磷等污染物處理能力的人工快速滲濾系統，通過適宜的滲濾介質比例、工藝參數和運行方式的搭配，構建一套高效脫氮除磷的系統，實現人工快速滲濾系統對雨水徑流中污染物的凈化。

為實現上述目的，本發明提供一種通過介質改性提高對雨水中氮磷等污染物處理能力的人工快速滲濾系統，由上端的溢流層、中間介質層以及底部的排水層組成，其中介質層包含土壤、河沙、蛭石以及石灰石，在介質層表面以及介質層內部分別設置進水管，排水層底部一側設置出水口。

優選的，介質層中介質為均勻混合，土壤經晾曬后過2mm篩、河沙、蛭石和石灰石的粒徑均為1～2mm。

優選的，土壤和河沙的添加體積比為1:1，蛭石摻雜量為土壤和河沙總體積的15％，石灰石的摻雜量為土壤和河沙總體積的8％。

適當的蛭石摻雜比例可以在保證系統對污染物去除效率的同時保證經濟性。

優選的，介質層厚度為70～100cm，溢流層厚度20～30cm，排水層厚度 20～30cm。

滲濾介質上鋪一層小粒徑的鵝卵石，有利于避免進水沖刷上層填料；底部設有承托排水層，填裝空隙率大、滲透性能好的礫石層，該層的主要作用是支撐上部的滲濾介質、收集底層出水和讓出水順利流出系統。

優選的，排水層填充填料為鵝卵石，排水層填充的鵝卵石粒徑為2～4cm。

優選的，在介質層與排水層鋪設鐵絲網以及土工布；其作用為承托介質層，防止介質層內介質落入排水層。