[发明专利]一种具脱氮功能的生态滞留过滤系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种城市地表径流污染控制技术，主要利用城市景观绿地构建具有脱氮功能的生态滞留过滤系统，通过填充渗滤基质，并种植特定的植物对城市地表径流起到滞留与渗滤的作用，通过滞留区的设置延长地表径流在系统中的停留时间，从而强化对城市地表径流的脱氮功能，达到有效控制城市地表径流氮素污染的作用。

背景技术：

城市地表径流是影响城市水环境质量的第二大污染源，也是仅次于农业面源污染的第二大非点源污染源。随着城市工业废水和生活污水等点源治理力度的加大，城市地表径流污染问题将越来越突出。城市化进程的加速会带来城市土地利用/覆盖的变更，使城市中出现大量不透水地表，在改变区域水文过程同时也增加地表径流量，也增加了地表径流对水体带来污染的风险。城市化进程中大量不透水地表的出现，不仅在量上改变了区域地表径流，而且在质的方面也对其产生深刻的影响。因此，预防和减少城市发生洪水和污染风险，特别是初期径流污染已成为城市地表水环境管理的重要组成部分。传统的以暂时滞留与渗滤为原理的控制技术，由于水力停留时间短，脱氮作用不明显，通常不能有效去除城市地表径流中的氮素，甚至产生NO₃-N的淋溶输出，使出水中NO₃-N的浓度增加。因此，在能够满足处理地表径流高水力负荷的前提下，如何增加地表径流的水力停留时间，是有效控制城市地表径流氮污染的关键。

发明内容：

本发明的目的是提供一种具脱氮功能的生态滞留过滤系统，主要利用城市景观绿地构建具有脱氮功能的生态滞留过滤系统，通过填充渗滤基质，并种植特定的植物对城市地表径流起到滞留与渗滤的作用，通过滞留区的设置延长地表径流在系统中的停留时间，从而强化对城市地表径流的脱氮功能，达到有效控制城市地表径流氮污染的作用。

实现本发明的技术方案是：

生态滞留过滤系统主要由滞留区与过滤区组成。滞留区主要承担对城市地表径流初期重污染径流的过滤与脱氮功能。过滤区主要承担对后期地表径流的过滤吸附功能。当不透水地表产生径流时，首先初期重污染径流进入生态滞留过滤系统的滞留区，地表径流通过入渗、过滤、渗透至滞留区的中下部暂时储存滞留其中，通过底部设置在碎石层的集排水管控制其出水流量，使初期重污染径流能够

得到较长时间的停留，满足地表径流中NO₃-N还原所需时间。当滞留区初期地表径流达到饱和，并超过滞留区上部滞水层时，后期地表径流通过溢流进入过滤区，地表径流经过入渗、过滤、渗透至过滤区底部碎石层，通过碎石层中开孔集排水管排放至雨水市政管网。生态滞留过滤系统滞留区主要包括滞水层、植物层、种植基质层、滞留层、排水层。

生态滞留过滤系统主要优点：

(1)生态滞留系统采用分区设计，可更加针对初期重污染地表径流污染的控制；

(2)生态滞留系统采用分区设计，整体提高系统水力负荷，可应对高强度降雨；

(3)生态滞留系统采用分区设计中的滞留区，可增加地表径流在系统的停留时间，提高对地表径流氮素的去除效果。

附图说明：

图1：具脱氮功能的生态滞留过滤系统的整体结构示意图；

图中：1-片流进水、2-滞水层、3-植物层、4-种植基质层、5-土工布、6-滞留层、7-排水层、8-溢流堰、9-溢流井、10-过滤层、11-出水控制管、12-开孔集排水管。

具体实施方式：

为了提高城市地表径流氮污染的去除效果，本发面提供了一种具脱氮功能的生态滞留过滤系统，所述系统包括：滞留区，主要承担对城市地表径流初期重污染径流的过滤与脱氮功能；过滤区，主要承担对后期地表径流污染的过滤吸附功能。当不透水地表产生径流时，首先初期重污染径流进入生态滞留过滤系统的滞留区，地表径流通过入渗、过滤、渗透至滞留区的中下部暂时储存滞留其中，通过底部设置在碎石层的集排水管控制其出水流量，使初期重污染径流能够得到较长时间的停留，满足地表径流中NO₃-N还原所需时间。当滞留区初期地表径流达到饱和，并超过滞留区上部滞水层时，后期地表径流通过溢流进入过滤区，地表径流经过入渗、过滤、渗透至过滤区底部碎石层，通过碎石层中开孔集排水管排放至雨水市政管网。