[发明专利]生物滞留装置及其混合填料用镁改性生物炭的制备方法

说明书

本发明公开了一种生物滞留装置及其混合填料用镁改性生物炭的制备方法，装置包括：池体，上端设有开口，该池体内从上至下依次设置溢流层、蓄水层、镁改性混合填料层和砾石排水层；进水管，经池体的开口与该池体内的溢流层连接，进水管上设有进水泵；溢流口，设置在池体的上端，与池体内的溢流层连通；排水管，其进水口连接在池体的底部，与池体内的砾石排水层的底部连通，该排水管的出水口高于进水口400mm。通过在池体底部的排水管设置向上抬升400mm高度的出水口，能在反应器内部的底层产生相应深度的淹没区形成有利于反硝化的厌氧区，提升对氮素和磷的控制效果；采用镁改性混合填料层，为反硝化提供碳源的同时还能增加对氮磷的吸附效果。

技术领域

本发明涉及雨水控制设备领域，尤其涉及一种生物滞留装置及其混合填料用镁改性生物炭的制备方法。

背景技术

生物滞留池是一种典型的源头雨水控制措施，通常的生物滞留池主要由蓄水层、覆盖层、种植层、隔离层、排水层组成，具有较好的水量调控和水质净化作用。生物滞留池不仅能延迟洪峰时间、削减洪峰流量，对径流污染物也具有良好的控制效果。生物滞留池对径流雨水中总悬浮固体(TSS)、有机物、重金属及致病菌等的去除效果较好，去除率多在70％以上，而对氮、磷的去除率波动性很大，甚至出现氮、磷出流浓度远高于入流浓度的现象。

径流雨水中氮的存在形式包括无机氮-氨氮(NH₄⁺-N)、亚硝酸盐氮(NO₂^--N)、硝酸盐氮(NO₃^--N)和有机氮-溶解性有机氮(Dissolved organic nitrogen，DON)、颗粒态有机氮(Particulate organic nitrogen，PON)。其中，PON通过沉淀、过滤等作用去除，DON通过微生物的作用被转化成NH₄⁺-N和NO₃^--N；NH₄⁺-N部分被植物和微生物吸收利用，部分在硝化菌及亚硝化菌的作用下被转化成NO₃^--N，最终NO₃^--N通过反硝化作用被转化成N₂和N₂O释放到大气，从而达到脱氮的目的。增加碳源和设置淹没区创造厌氧环境是提高生物滞留池脱氮效率常采用的具体措施。径流雨水中的磷的存在形态包括颗粒态磷和溶解态磷，颗粒态的磷通过过滤沉淀作用易被去除，溶解态磷通过填料吸附与植物、微生物的吸收作用去除。填料的性质与组成对生物滞留池除磷至关重要。因此，填料改良和增设淹没区创造厌氧环境是提高生物滞留池脱氮除磷效率的重要措施。

目前对生物滞留池设计的改良方案，也主要集中在填料改良和增设淹没区。如田婧等人(参考文献：田婧.生物炭对生物滞留池水文效应和氮素去除影响的研究[D].西南交通大学,2016)使用木屑生物炭改良生物滞留池填料，配合淹没区的设置并向填料中添加零价铁，实现了生物滞留池在水文和水质性能方面的双重提高，但其主要关注于氮的去除，对磷的去除没有研究。熊家晴等人(参考文献：熊家晴,何一帆,白雪琛,王晓昌.改良填料生物滞留池对雨水径流中磷的去除效果[J].环境工程学报,2019,13(09):2164-2172)使用铁改性前后的生物炭用作生物滞留池的填料改良剂，分析了不同生物炭改良填料的生物滞留池在不同淹没区高度和不同落干期条件下对PO₄^3--P的去除效果，但并未分析生物滞留池对氮素的控制效果。

发明内容

针对现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种生物滞留装置及其混合填料用镁改性生物炭的制备方法，能解决现有生物滞留装置，所存在的无法兼顾脱氮和除磷的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种生物滞留装置，包括：

池体，上端设有开口，该池体内从上至下依次设置溢流层、蓄水层、镁改性混合填料层和砾石排水层；