[发明专利]一种生物滞留池过滤层填料及加工方法

说明书

本发明公开一种生物滞留池过滤层填料及加工方法，其中生物滞留池过滤层填料由天然有机质和连续级配的粗砂、连续级配的中砂以及连续级配的细沙组成，其中粗砂、中砂、细砂以及天然有机质的重量百分比为：粗砂45~60%，中砂10~25%，细砂25~35%，天然有机质1~2%。本发明采用连续级配的砂料，相比现有的配比结构层更加稳定，在保证植物生长的前提下去掉了原土的成分，解决了生物滞留池运行过程中由于土壤板结造成的堵塞问题。同时本发明还公开了这种配合比的工厂化加工方法，将码头运来的原材烘干到含水率1~3%，即可搅拌均匀，且初始渗透系数也满足技术要求。本发明所述的配比使用的原料为连续级配，免去了筛分的过程，工厂化生产无需完全烘干，简化了工序，降低了成本。

技术领域

本发明涉及海绵城市建设领域，尤其涉及一种采用本土化材料的生物滞留池过滤层填料及加工方法。

背景技术

现有的生物滞留池技术，主要是针对城市化不断发展，不透水面积快速增长所导致的雨水径流污染以及城市内涝频发等问题而产生的一种雨洪管理的新技术，也是海绵城市建设中一项关键技术。

常用的生物滞留池结构如图1所示，自上而下分别是滞留层、过滤层、过渡层、保水层和排水层。滞留层是系统预留的调蓄容积，有缓解洪峰的作用；过滤层是通过物化、生物处理等作用去除雨水径流中的污染物，同时也有缓解洪峰流量的作用；过渡层主要用于防止过滤层填料的冲刷损失；保水区(又叫淹没区)由粗砂和碳源或碎石和碳源组成，包含一个永久的含水区，在干旱季节用以植物和微生物群落的生长，同时提高了氮的去除率，保水层根据当地土壤类型和气候条件决定是否需要。本发明主要针对生物滞留池的过滤层提出一种填料的配合比。

生物滞留池过滤层主要通过填料的截留作用来去除雨水中的污染物，同时也是植物和微生物生长的载体，通过生物处理去除雨水中的污染物；生物滞留池过滤层还能通过滞留洪峰径流来减少生物滞留系统的进流和出流，缓解暴雨事件下城市市政排水系统的排涝压力。

过滤层填料的渗透系数需要满足一定的要求，在满足一定停留时间的同时也要达到一定的水力负荷要求；昆山地区目前多以澳大利亚生物滞留池设计指南为指导，过滤层渗透系数推荐范围是100～300mm/h。澳大利亚全年降雨较少，而昆山地区雨量充沛，雨季瞬时降雨负荷较大，渗透系数不宜过小；渗透系数也不宜过大，这会降低填料层的保水性，不利于植物的生长，所以设计渗透系数定为200～400mm/h。

昆山地区现有的生物滞留池过滤层材料由原土、细砂、中砂组成，参考成分为每100体积单位原土中添加150体积单位粗砂(粒径在1～2mm之间)、695体积单位中砂(粒径在0.25～1mm之间)，该配比使用原材料为断级配砂料，所得的混合料的结构稳定性差，雨水冲刷下填料损失严重，渗透系数难以保持稳定，运行一段时间水文水质效应退化明显。运行前后级配曲线如图2所示，运行前0.3mm以下的砂占比为48.4％，运行一段时间后占比降为22.8％，损失率为52.9％，细级料的损失严重。

现有的生物滞留池过滤层配合比为了保证植物生长，掺配一定比例(10～15％)的原土，比例较大，但是填料的初始渗透系数达到800～1000mm/h，超出了设计要求；昆山地区土壤为黏性土壤，渗透系数较小，运行一段时间土壤会出现板结问题，渗透系数降至100mm/h一下，波动幅度大，后期水文、水质效果差。

现有的生物滞留池过滤层配合比工厂化生产过程中，需要对原料进行筛分，原土进行粉碎烘干在混合搅拌，增加了生产的难度和成本。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对上述现有生物滞留池过滤层配合比存在的不足，而提供一种原材料易得，水文水质效应持久，工厂化生产工序简单、成本较低的生物滞留池过滤层填料及加工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：