[发明专利]一种通过介质改性提高对雨水中氮磷污染物处理能力的人工快速渗滤系统

说明书

本发明公开一种通过介质改性提高对雨水中氮磷等污染物处理能力的人工快速渗滤系统。针对现有人工快速渗滤系统对氮磷去除效果较差的缺陷，通过壳聚糖改性蛭石以及系统工艺参数的优化来提高系统对氮磷的去除能力。该技术将改性后的蛭石与土壤河沙按比例混合，以水力负荷为2m/d，每48h布水一次，一次进水3h，落干45h，土层厚度为70～100cm，在土层下30cm处以2:1的比例分段进水，在该工艺条件下实现人工快速渗滤系统对氮磷污染物的达标处理。总体而言，结构简单，占地面积小，处理效果好。

技术领域

本发明涉及污水处理的技术领域，具体涉及一种通过介质改性提高对雨水中氮磷等污染物处理能力的人工快速渗滤系统。

背景技术

人工快速渗滤系统(Constructed rapid infiltration system，简称：CRI)为土地处理的一种类型，它是指有控制地将污水投放于人工构筑的渗滤介质的表面，使其在向下渗透的过程中经历不同的物理、化学和生物作用，最终达到净化污水的目的。它是在对各类土地处理和快速渗滤系统研究总结的基础上，针对传统污水土地处理系统普遍存在的水力负荷低、单位面积处理能力小等缺点，借鉴了污水快速渗滤土地处理系统和人工湿地系统的优点，逐步发展起来的一种具有自身特色的新型污水处理技术，具有广阔的发展空间。

该系统的特点是利用渗透性能较好的人工渗滤介质作为材料替代天然土，并加入一些特殊功能的填料，运行采用干湿交替方式进行，保证既有较高的水力负荷，又能满足出水的要求。目前国内外在对降雨径流污染控制技术上的研究进度不同，但是土地处理系统已成为各国控制和削减降雨径流污染的主要手段之一。这一技术既解决了采用沉淀池或调蓄池会造成旱天闲置、占地面积大且雨水直接利用可行性、经济性差的缺点；也充分利用了土壤的净化能力，从而达到削减降雨径流污染的目的。

由于受不同地区的气候以及土壤质地的影响，各地的最优工艺参数有所差异，由此导致对于人工快速渗滤系统的应用并没有确定的工艺参数范围，另外，现有技术中的人工快速渗滤系统对氮磷等污染物质去除效率仍然较低，经过人工快速渗滤系统的出水中污染物并未得到彻底的去除，从而造成出水排入自然水体后造成水体富营养化、黑臭等恶劣影响，基于此，现有技术中的人工快速渗滤系统并不能实现对雨水径流中污染物进行迅速彻底净化的目的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种通过介质改性提高对雨水中氮磷等污染物处理能力的人工快速渗滤系统，通过适宜的渗滤介质比例、工艺参数和运行方式的搭配，构建一套高效脱氮除磷的系统，实现人工快速渗滤系统对雨水径流中污染物的净化。

为实现上述目的，本发明提供一种通过介质改性提高对雨水中氮磷等污染物处理能力的人工快速渗滤系统，由上端的溢流层、中间介质层以及底部的排水层组成，其中介质层包含土壤、河沙、蛭石以及石灰石，在介质层表面以及介质层内部分别设置进水管，排水层底部一侧设置出水口。

优选的，介质层中介质为均匀混合，土壤经晾晒后过2mm筛、河沙、蛭石和石灰石的粒径均为1～2mm。

优选的，土壤和河沙的添加体积比为1:1，蛭石掺杂量为土壤和河沙总体积的15％，石灰石的掺杂量为土壤和河沙总体积的8％。

适当的蛭石掺杂比例可以在保证系统对污染物去除效率的同时保证经济性。

优选的，介质层厚度为70～100cm，溢流层厚度20～30cm，排水层厚度 20～30cm。

渗滤介质上铺一层小粒径的鹅卵石，有利于避免进水冲刷上层填料；底部设有承托排水层，填装空隙率大、渗透性能好的砾石层，该层的主要作用是支撑上部的渗滤介质、收集底层出水和让出水顺利流出系统。

优选的，排水层填充填料为鹅卵石，排水层填充的鹅卵石粒径为2～4cm。

优选的，在介质层与排水层铺设铁丝网以及土工布；其作用为承托介质层，防止介质层内介质落入排水层。