[發(fā)明專利]一種雨水花園系統(tǒng)及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010413107.4
• 申請(qǐng)日: 2020-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111456191A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何圣兵;唐利;王朝勇;吳菲;崔錫俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);上海市園林設(shè)計(jì)研究總院有限公司
• 主分類號(hào): E03F1/00
• 分類號(hào): E03F1/00;E03F5/10;C02F9/14;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/20;C02F101/38
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 李正

本發(fā)明提供了一種雨水花園系統(tǒng)及其應(yīng)用，屬于雨水處理技術(shù)領(lǐng)域，所述雨水花園系統(tǒng)包括雨水徑流收集系統(tǒng)、雨水凈化系統(tǒng)和儲(chǔ)存池；所述雨水徑流收集系統(tǒng)包括兩個(gè)坡底相對(duì)的斜坡草坪和位于斜坡草坪下的種植土壤；所述雨水凈化系統(tǒng)位于兩個(gè)斜坡草坪之間；所述雨水凈化系統(tǒng)自上而下依次包括種植土層、填料凈化層和排水層；所述儲(chǔ)存池位于雨水徑流收集系統(tǒng)種植土壤和排水層的正下方；所述填料凈化層填充天然沸石和鐵刨花。本發(fā)明所述雨水花園系統(tǒng)通過(guò)采用沸石和鐵刨花的混合介質(zhì)，強(qiáng)化雨水花園系統(tǒng)的氨氮吸附、自養(yǎng)反硝化脫氮和化學(xué)沉淀除磷功能，獲得低氮磷含量的優(yōu)質(zhì)出水。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雨水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雨水花園系統(tǒng)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，灰色基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，地表硬化面積比例增大，透水性能下降，地表徑流比重增加，城市排水系統(tǒng)負(fù)荷過(guò)大，難以滿足高強(qiáng)度暴雨的快速排放要求，導(dǎo)致“城市看海”現(xiàn)象頻繁發(fā)生。城市降雨徑流中攜帶大量的懸浮物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、重金屬、油脂和致病菌等，這些污染物通過(guò)地表徑流直接進(jìn)入城市受納水體中，不僅破壞水生態(tài)，還會(huì)威脅人類健康。

“海綿城市”是指在優(yōu)先利用自然排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)各種生態(tài)排水設(shè)施，使城市開(kāi)發(fā)建設(shè)前后的水文特征基本保持不變，從而實(shí)現(xiàn)緩解城市內(nèi)澇，削減徑流污染負(fù)荷和改善城市水環(huán)境的目標(biāo)。雨水花園是基于“海綿城市”理念下的一種集雨水滲透、收集、儲(chǔ)存和凈化為一體的新型綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用在居住區(qū)、街道、公園、校園和停車場(chǎng)等領(lǐng)域。

雨水花園指在有植物生長(zhǎng)的低洼地區(qū)，利用植物、土壤和微生物的作用凈化雨水水質(zhì)，通過(guò)增加雨水滯留時(shí)間和提高土壤滲透性能來(lái)減少?gòu)搅魍馀帕浚a(bǔ)給地下水或?qū)⑹占挠晁赜糜诰坝^綠化和沖廁等城市雜用水。雨水花園主要由5部分組成，自上而下依次為蓄水層、覆蓋層、種植土層、填料層和礫石排水層，通常還包括預(yù)處理設(shè)施和溢流設(shè)施等。每層結(jié)構(gòu)有不同的生態(tài)和結(jié)構(gòu)功能：①蓄水層：儲(chǔ)存暴雨徑流量，沉淀部分污染物；②覆蓋層：選擇樹(shù)皮，營(yíng)造利于微生物生長(zhǎng)的環(huán)境，減少?gòu)搅鲗?duì)填料及土壤的侵蝕；③種植土層：常用砂子、土壤或有機(jī)質(zhì)等，為植物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及生長(zhǎng)環(huán)境；④填料層：選用滲透性較強(qiáng)的天然或人工材料，主要是砂質(zhì)土壤、爐渣和礫石等，系統(tǒng)控制暴雨徑流和污染負(fù)荷；⑤礫石排水層：由粒徑較小的礫石或碎石組成，底部設(shè)排水管，排出下滲雨水。

大量研究表明，雨水花園通過(guò)填料的過(guò)濾及吸附、微生物的降解和植物的吸收等作用，可以有效去除降雨徑流中的懸浮物、重金屬、油脂、COD及致病菌，但對(duì)氮磷的去除率較低，去除效果不穩(wěn)定。而雨水花園的凈化出水往往會(huì)用作景觀水體的補(bǔ)充水，對(duì)于景觀水體而言，由于其流動(dòng)性較差，故對(duì)補(bǔ)充水的氮磷含量要求較高，目的是避免出現(xiàn)景觀水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。因此，對(duì)于傳統(tǒng)的雨水花園，需要進(jìn)一步提升其氮磷去除效能。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種雨水花園系統(tǒng)及其應(yīng)用；本發(fā)明所述雨水花園系統(tǒng)通過(guò)采用沸石和鐵刨花的混合介質(zhì)，強(qiáng)化雨水花園系統(tǒng)的氨氮吸附、自養(yǎng)反硝化脫氮和化學(xué)沉淀除磷功能，獲得低氮磷含量的優(yōu)質(zhì)出水。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種雨水花園系統(tǒng)，包括雨水徑流收集系統(tǒng)、雨水凈化系統(tǒng)和儲(chǔ)存池；所述雨水徑流收集系統(tǒng)包括兩個(gè)坡底相對(duì)的斜坡草坪和位于斜坡草坪下的種植土壤；所述雨水凈化系統(tǒng)位于兩個(gè)斜坡草坪之間；所述雨水凈化系統(tǒng)自上而下依次包括種植土層、填料凈化層和排水層；所述儲(chǔ)存池位于雨水徑流收集系統(tǒng)種植土壤和排水層的正下方；所述填料凈化層填充天然沸石和鐵刨花。

優(yōu)選的，所述天然沸石和鐵刨花的體積比為1：(1.2～1.8)。

優(yōu)選的，所述天然沸石的粒徑為20～50mm；所述鐵刨花的寬度為8～15mm，所述鐵刨花的長(zhǎng)度為150～250mm。

優(yōu)選的，所述填料凈化層的厚度為180～220mm。

優(yōu)選的，所述斜坡草坪的坡度為10～30°。