一种用于处理初期雨水的海绵城市设施的制作方法

1.本实用新型涉及海绵城市技术领域，具体涉及一种用于处理初期雨水的海绵城市设施。


背景技术：

2.近几年凭借我国海绵城市的建设东风，海绵城市设施在国内得到了迅速的发展。海绵城市设施的设计十分灵活，可以有效地控制面源污染，并且在地下水补给和径流水量控制方面都展现出明显的优势。但在实际工程应用中也存在对雨水径流中部分污染物去除效果较差的情况，尤其是对雨水径流中氮磷污染物的去除较差，氮磷污染物浓度较高的雨水径流排入水域会对其生态环境造成破坏。
3.传统海绵城市设施的缺陷在于，设计过程未考虑设计缺氧区，内部无法形成稳定的缺氧环境。微生物的反硝化过程受到限制，导致反硝化脱氮效果不稳定。
4.铝污泥主要来源于给水处理，源水中的污染物质主要包括浊度、色度、腐殖质等，没有有毒物质，因此在国际上铝污泥并没有被划归有毒有害废物之列。铝污泥可作为生物膜附着生长的载体，适宜海绵城市设施内植物生长，对氮、磷等污染物质均可有效去除。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种用于处理初期雨水的海绵城市设施，提高海绵城市设施的雨水下渗能力，同时降低设施堵塞的风险。
6.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
7.一种用于处理初期雨水的海绵城市设施，包括由上至下依次布置的景观蓄水层、种植土层、排水层、淹没层和砾石层。
8.按照上述技术方案，景观蓄水层的高度为20～30cm，景观蓄水层的坡度为1:3。
9.按照上述技术方案，种植土层的填料为原状土，高度为30～50cm。
10.按照上述技术方案，排水层的高度为20cm。
11.按照上述技术方案，排水层包括填料和排水管，排水管布置于排水层填料内，排水管外包裹有透水土工布，排水层的填料为粗砂，排水管为穿孔管。
12.按照上述技术方案，穿孔管的开孔率3％，透水土工布搭接宽度不应少于300mm。
13.按照上述技术方案，淹没层的高度为30～60cm，
14.按照上述技术方案，淹没层包括填料和包裹于填料外的透水土工布，淹没层的填料为铝污泥颗粒。
15.按照上述技术方案，铝污泥颗粒内掺杂有木屑。
16.按照上述技术方案，砾石层的高度为20～30cm。
17.按照上述技术方案，砾石层的砾石粒径为10～20mm。
18.本实用新型具有以下有益效果：
19.1.通过由上至下分层设置的景观蓄水层、种植土层、排水层、淹没层和砾石层，利用上下层渗透率不同的结构层，一方面提高海绵城市设施的雨水下渗能力，另一方面，可以降低设施堵塞的风险。
20.2.淹没区中铝污泥对磷具有较强的吸附作用，吸附寿命可达9～40年，不仅提高了海绵城市设施对磷的去除效果，而且大大地延长整个海绵城市设施的使用寿命；通过提高海绵城市设施出水口的位置，在其填料内部形成一定深度的淹没区域，营造缺氧环境并提供碳源，更有利于微生物的反硝化过程。
21.3.设置淹没区使下层填料中形成一个厌氧环境，添加木屑作为碳源可以为反硝化作用提供电子供体，有利于反硝化过程所需微生物群落的形成，最终强化海绵城市设施脱氮效果。其次，淹没区能使海绵城市设施抵抗干旱期带来的不利影响，设置淹没区的海绵城市设施在重新进水时能快速恢复脱氮性能。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例中用于处理初期雨水的海绵城市设施的立面图；
23.图2是本实用新型实施例中用于处理初期雨水的海绵城市设施的横向截面图；
24.图3是图2的1
‑
1剖面图；
25.图4是本实用新型实施例中排水管的结构示意图；
26.图5是图4的1
‑
1剖视图；
27.图6是图4的2
‑
2剖视图；
28.图中，10
‑
景观蓄水层；11
‑
植物；20
‑
种植土层；21
‑
原状土；30
‑
排水层；31
‑
粗砂；32
‑
排水管；40
‑
淹没层；41
‑
铝污泥；42
‑
透水土工布；50
‑
砾石层；51
‑
砾石。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
30.参照图1～图3所示，本实用新型提供的一种实施例中用于处理初期雨水的海绵城市设施，包括由上至下依次布置的景观蓄水层10、种植土层20、排水层30、淹没层40和砾石层50。
31.进一步地，汇水区域内雨水汇入海绵城市设施内，自上而下依次通过各级填料层，下渗的雨水优先积蓄在排水层30下的淹没区，过量的雨水通过排水层30的排水管32接入市政管道。
32.进一步地，景观蓄水层10的高度为20～30cm，提供雨水滞蓄空间和植物生长空间，景观蓄水层10的坡度为1:3，便于周边雨水向海绵城市设施内部汇集，同时防止雨水对土层的冲刷。
33.进一步地，种植土层20的填料为原状土21，高度为30～50cm。
34.进一步地，种植土层20种植有种植耐涝或耐旱的植物品种；种植土层20的填料为当地原状土21，为植物根系提供生长环境和附着空间。
35.进一步地，排水层30的高度为20cm。
36.进一步地，排水层30包括填料和排水管32，排水管32布置于排水层30填料内，排水管32沿纵向布置，排水管32为穿孔管，排水管32外包裹有透水土工布，排水层30的填料为粗
砂31。
37.进一步地，排水管32采用de110mm硬聚氯乙烯(upvc)穿孔管，穿孔管的开孔率3％，用于排出超量雨水；透水土工布搭接宽度不应少于300mm，防止污染物和填料堵塞穿孔管。
38.进一步地，排水管32的上沿长度方向依次交替间隔分布有第一穿孔组和第二穿孔组，第一穿孔组和第二穿孔组均包括沿排水管32周向分布的多个穿孔，第一穿孔组的穿孔和第二穿孔组的穿孔不在轴线上，交错布置，如图4～6所示。
39.进一步地，淹没层40的高度为30～60cm。
40.进一步地，淹没层40包括填料和包裹于填料外的透水土工布42，淹没层40的填料为铝污泥颗粒。
41.进一步地，铝污泥颗粒内掺杂有5％的木屑提供碳源，填料中添加铝污泥可使海绵城市设施保持对磷高效的吸附能力，设置淹没区能有效解决氮去除不稳定的问题，提高海绵城市设施对氮、磷的去除效果和稳定性，能有效控制雨水径流污染。透水土工布42包裹淹没层40，防止污泥和木屑扩散，影响水质净化效果。
42.进一步地，砾石层50的高度为20～30cm。
43.进一步地，砾石层50的砾石粒径为10～20mm。
44.进一步地，砾石层50由多个砾石铺设堆积而成，砾石选用渗透性较强的天然或人工材料，提高海绵城市设施雨水下渗的能力。
45.以原状土21、粗砂31、铝污泥41、砾石等作为填料，设置多级填料层，分层级填料具有较高的下渗、过滤和蓄水能力，淹没层40为反硝化过程提供无氧环境和碳源，提高脱氮效果，铝污泥41具有较高的吸附性，能够使海绵城市设施保持对磷高效的吸附能力。本实用新型能够有效防止城市内涝，净化初期雨水，改善城市水环境。
46.本实用新型的工作原理：一种设置淹没区的海绵城市设施结构，包括景观蓄水层10、种植土层20、排水层30、淹没层40和砾石层50。种植土层20、排水层30、淹没层40和砾石层50的内部填料依次为原状土21、粗砂31、铝污泥41和木屑的混合物、砾石51。种植土层20种植耐涝、耐旱的植物11，植物根系有利于填料稳定。汇水区域内雨水汇入海绵城市设施内，自上而下依次通过各级填料层，下渗的雨水优先积蓄在排水层30下的淹没区，过量的雨水通过排水层30的排水管32接入市政管道。透水土工布42包裹淹没层40，防止污泥和木屑扩散，影响水质净化效果。排水管采用de110mm硬聚氯乙烯(upvc)穿孔管，开孔率3％，外包透水土工布，防止污染物和填料堵塞穿孔管。土工布搭接宽度不应少于300mm。
47.植物对污染物净化效果，同时能够起到景观作用；分层填料具有较高的下渗和过滤能力；淹没层40在排水层30之下，为反硝化过程提供无氧环境和碳源，提高脱氮效果；铝污泥具有较高的吸附性，能够使海绵城市设施保持对磷高效的吸附能力。本海绵城市设施制作方法能够有效防止城市内涝，净化初期雨水，改善城市水环境。
48.综上所述，本实用新型公开一种用于处理初期雨水的海绵城市设施结构，尤其是提供一种具有滞蓄、雨水径流处理、控制面源污染等功能的海绵城市设施的制作方法，能够有效防止城市内涝，净化初期雨水，改善城市水环境，属于海绵城市、河道整治和城市景观技术领域。结构主要包括：景观蓄水层10、种植土层20、排水层30、淹没层40和砾石层50。底部砾石层50铺设渗透性较强的砾石材料；淹没层40设计为铝污泥颗粒和木屑混合，并包裹透水土工布；排水层30为粗砂31和穿孔排水管，排水管包裹透水土工布；种植土层20种植耐
涝、耐旱的植物品种，填料结合植物需要选用当地原状土；景观蓄水层10设计高度20～30cm，提供雨水滞蓄空间和植物生长空间。通过对传统海绵城市设施的结构及填料类型进行改良与优化，设置多级填料层和淹没区，提供无氧环境和碳源，强化海绵城市设施过滤、吸附和硝化反硝化能力，提高除磷脱氮效果，以期能够在海绵城市建设中得到更好的利用。
49.以上的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。