一种径流雨水净化系统技术方案

一种径流雨水净化系统包括蓄水渠、净化湿地、湿地植物；蓄水渠位于河岸上，与河道平行，净化湿地为梯田式结构，位于蓄水渠和河道之间，与蓄水渠平行，蓄水渠底部有出水口将雨水排入净化湿地；净化湿地包括砂石层、改良基质层、穿孔导气管、防渗层、种植层；砂石层由砂石组成，内部设置若干穿孔导气管，均匀分布，改良基质层由改良基质、细砂和粗砂混合组成，底部为防渗层；种植层由下至上为改良基质与细砂混合层和淤泥层，种植有湿地植物；净化系统去除径流雨水中磷元素效果明显，达到了对污染物的拦截和净化的目的，保护水环境。

【技术实现步骤摘要】
一种径流雨水净化系统
本专利技术涉及水环境治理和河流生态修复
，尤其是一种径流雨水净化系统。
技术介绍
城市化的高速发展，使得天然流域被开发，植被受到破坏，土地利用状况改变，自然景观改变。混凝土建筑、道路、商业区、住宅区、停车场等不透水地面大量增加，使得降水渗入地下、蒸发的部分减少，因而地表雨水径流大量增加。由于地表雨水径流冲刷下垫面会携带大量的污染物进入受纳水体，导致水体的物理、化学性质和微生物特性发生变化，甚至成为影响水质的主导因素，一些重金属、有毒有机物及无机污染物(磷等)会对水生生态系统产生严重的影响，并可能产生潜在的二次污染，是典型的城市非点源污染。含磷洗衣粉、餐具清洗剂、卫生间洗涤剂、地毯洗涤剂、金属洗涤剂和油污洗涤剂等的大量使用容易造成磷污染。磷能够引起水中藻类疯长，水中的氮、磷、钾超过一定含量即为水质的富营养化，会导致水藻因养分过足而迅速生长繁殖。一部分大量生长繁殖，另一部分大量死亡，使清澈碧绿的水质变得混浊不堪，就出现了藻华现象。磷是所有的生物生长所需的重要元素，它还会导致湖中细菌大量繁殖。磷也是鱼类甚至湖泊的杀手，大量增殖得细菌消耗了水中的氧气，使依赖氧气生存的鱼类死亡，随后细菌也会因缺氧而死亡，最终是湖泊老化、死亡。磷还可对热带地区的海滨水域造成与上述情况相似的水体富营养化的威胁。因此，对地表雨水径流中磷污染进行有效控制可有效保障受纳水体水质，抑制水体富营养化。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决径流雨水中所含的磷污染河道及湖泊的问题，解决磷污染造成的水体富营养化和藻华等环境问题，本专利技术提供一种径流雨水的分级净化系统，设计科学合理，布置方便，运行成本低。本专利技术的专利技术目的是通过如下技术方案实现的：一种径流雨水净化系统，包括蓄水渠、净化湿地、湿地植物。所述的蓄水渠位于具有坡度的河岸上，并与河道平行设置。所述净化湿地为梯田式结构，位于所述蓄水渠和河道之间，与蓄水渠平行，所述净化湿地上还种植有绿化植物。所述蓄水渠和净化湿地相连，所述的蓄水渠墙体底部设有若干雨水出水口，将雨水排入净化湿地。所述的蓄水渠上设置有盖板，盖板上设置有长方形进水口，进水口用于接纳地面的径流雨水，通过蓄水渠墙体底部出水口将雨水排入所述净化湿地，所述蓄水渠建造材料由秸秆和混凝土复合而成。为减少泥土淤积和确保水流通畅，作为优选，所述的蓄水渠底部设置有向河道倾斜的斜坡。所述蓄水渠建造材料由秸秆和混凝土复合而成，制备方法为：(1)作物秸秆的挑选、晾晒、破碎、过筛；(2)筛分后的秸秆浸入质量浓度2～4％的氢氧化钠溶液中8～12小时，然后对浸泡后的秸秆冲洗；(3)把冲洗后的秸秆浸入质量浓度1～2％的硅酸钠或硫酸铜溶液中5～10分钟，再放置8～12小时；(4)把步骤(3)的产物与水泥、偏高岭土按质量比5％：65％：30％混合均匀，再加水搅拌5～10分钟成秸秆复合浆料；(5)根据蓄水渠规格，浇筑成型、脱模、养护。作为优选，所述蓄水渠和河道之间设置有若干人行台阶，方便系统的管理和行人参观行走。所述净化湿地为梯田式结构，分为三个阶梯，第一阶梯与所述蓄水渠相连，接纳蓄水渠中的雨水，包括砂石层、穿孔导气管。砂石层主要填充砾石颗粒，粒径为5～10mm，孔隙率为0.45，砂石层深度根据实地情况确定，一般在0.8～1.2m。在砂石层设置若干内径25mm的穿孔导气管，提高湿地内部含氧量以增加基质微生物数量和活性，促进径流雨水中有机磷的转化，为径流雨水中有机磷的无机化提供有利条件。导气管四周均匀穿孔，孔径为5mm，相邻孔隙间隔为40mm，穿孔导气管长度与砂石层深度相同，竖直穿过砂石层，相邻两个穿孔导气管间距100mm，均匀分布，砂石层上部覆盖卵石。所述净化湿地第二阶梯包括改良基质层。改良基质层由改良基质、细砂和粗砂混合组成，改良基质、细砂和粗砂体积配比为2:2:1，改良基质层深度根据实地情况确定，一般在0.5～1.5m，上层覆盖种植土壤，种植绿化植物。所述改良基质层中改良基质为载铁锰复合氧化物火山岩陶粒，制备方法为：(1)筛选粒径为2～4mm的火山岩陶粒先用自来水清洗三次去除表面杂质，自然风干；(2)自然风干后置于加热装置中，温度105℃烘干至恒重，取出后自然冷却；(3)在冷却后的火山岩陶粒加入高锰酸钾(KMnO4)和七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，按照物质的量比为1:5进行投加；(4)进行机械搅拌，先投加高锰酸钾溶液(0.25mol/L)，硫酸亚铁溶液(0.50mol/L)分4-6次缓慢加入；(5)在每次加入一定量硫酸亚铁溶液的同时加入氢氧化钠溶液(2mol/L)调节pH值至10左右；(6)待硫酸亚铁完全加毕，维持溶液pH值10左右继续搅拌1h，搅拌结束后用盐酸溶液(0.2mol/L)调节pH至7左右；(7)静置4h之后在105℃烘干至恒重，然后采用高温(400℃)煅烧3h，最终得到改良基质即负载铁锰复合氧化物陶粒。所述净化湿地第三阶梯包括湿地植物、种植层。湿地植物的根系在淹水环境中，提供充足铁、锰元素的条件下，经培养后，在植物根系表面可生成铁锰氧化物，植物根系表面铁锰氧化物可有效吸附无机磷与有机磷。种植层由下至上为改良基质与细砂混合层和淤泥层，改良基质与细砂混合层中的载铁锰复合氧化物火山岩陶粒与细砂体积比1:1，均匀混合，平铺在底层，深度0.2～0.3m，上层淤泥层覆盖河底淤泥，深度0.2m，种植有湿地植物芦苇等。所述净化湿地的第一、二阶梯底部为防渗层，为节约成本，所述防渗层可采用素土夯实。所述径流雨水净化系统的建造步骤：(1)测量、计算河岸斜坡的长度、坡度，确定净化湿地结构，深度、宽度；(2)剥离施工区的表层土，剥离深度为1.0～1.5米；剥离后河岸为梯田式结构，对剥离后的河岸土壤进行素土夯实；(3)蓄水渠的规格根据当地降雨量和地形设计建造，蓄水渠底部每隔2米设置出水口；(4)剥离后河岸呈梯田式结构，在第一阶梯防渗层上填充砾石颗粒(粒径为5～10mm，孔隙率为0.45)，砂石层一般在0.8～1.2m；在砂石层放置若干内径25mm的穿孔导气管，导气管四周均匀穿孔，孔径为5mm，相邻孔隙间隔为40mm，竖直穿过砂石层，相邻两个穿孔导气管间距100mm，均匀分布，砂石层上部覆盖卵石；(5)在第二阶梯防渗层上填充改良基质、细砂和粗砂，改良基质、细砂和粗砂体积配比为2:2:1，改良基质层深度一般在0.5～1.5m，上层覆盖土壤，种植绿化植物；(6)在靠近河道土壤上填充改良基质、细砂和淤泥，其中改良基质与细砂等体积混合，填充在底部，上方覆盖淤泥，种植湿地植物；选种的植物应满足以下几点要求：①耐污能力强；②采用乡土物种，因土种植，因地制宜；③抗病能力强；④易于收获、便于处置；⑤根系发达，茎叶茂密；⑥在城市里以观赏为主，在郊区和农村植物的经济利用价值要高；(7)蓄水渠到河道设置有若干人行台阶，方便系统的管理和行人参观行走。本专利技术的有益效果是：净化系统去除径流雨水中磷元素效果显著，净化湿地利用岸基生态床接纳地面的径流雨水，利用湿地中土壤、微生物和植物等对雨水中的污染物磷进行截留、吸附、转移及转化，从而达到对污染物的拦截和净化的目的；净化湿地布置形式灵活多样，管理方式简单，成本低，同时美化了环境。附图说明图1是本专利技术的实施例横断面示意图；图中：1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种径流雨水净化系统，其特征在于：包括蓄水渠(1)、净化湿地(2)、砂石层(3)、改良基质层(4)、穿孔导气管(5)、防渗层(6)和湿地植物(7)；所述的蓄水渠(1)位于河岸上，与河道(9)平行设置；所述净化湿地(2)为梯田式结构，位于所述蓄水渠(1)和河道(9)之间，与蓄水渠(1)平行；所述蓄水渠(1)与净化湿地(2)相连，所述的蓄水渠(1)墙体底部设有若干雨水出水口，将雨水排入净化湿地(2)；所述的蓄水渠(1)上设置有盖板，盖板上设置有长方形进水口，进水口用于接纳地面的径流雨水，通过蓄水渠(1)底部出水口将雨水排入净化湿地(2)，所述蓄水渠(1)建造材料由秸秆和混凝土复合而成；为减少泥土淤积和确保水流通畅，所述的蓄水渠(1)底部设置有向河道(9)倾斜的斜坡；所述净化湿地(2)为梯田式结构，分为三个阶梯，第一阶梯与所述蓄水渠(1)相连，接纳蓄水渠(1)中的雨水，第一阶梯包括砂石层(3)和穿孔导气管(5)；砂石层由砂石组成，深度为0.8～1.2m，在砂石层(3)中均匀放置若干穿孔导气管(5)，提高湿地内部含氧量以增加基质微生物数量和活性；所述净化湿地(2)第二阶梯包括改良基质层(4)；改良基质层由改良基质、细砂和粗砂混合组成，深度为0.5～1.5m，上部覆盖土壤，种植绿化植物；所述净化湿地(2)的第一、二阶梯底层为防渗层(6)，所述防渗层(6)采用素土夯实进行防渗；所述净化湿地(2)第三阶梯包括湿地植物(7)和种植层(8)；种植层(8)下层为改良基质与细砂混合层，深度为0.2～0.3m，上层为淤泥层，深度为0.2m，淤泥层种植有湿地植物。...

【技术特征摘要】
1.一种径流雨水净化系统，其特征在于：包括蓄水渠(1)、净化湿地(2)、砂石层(3)、改良基质层(4)、穿孔导气管(5)、防渗层(6)和湿地植物(7)；所述的蓄水渠(1)位于河岸上，与河道(9)平行设置；所述净化湿地(2)为梯田式结构，位于所述蓄水渠(1)和河道(9)之间，与蓄水渠(1)平行；所述蓄水渠(1)与净化湿地(2)相连，所述的蓄水渠(1)墙体底部设有若干雨水出水口，将雨水排入净化湿地(2)；所述的蓄水渠(1)上设置有盖板，盖板上设置有长方形进水口，进水口用于接纳地面的径流雨水，通过蓄水渠(1)底部出水口将雨水排入净化湿地(2)，所述蓄水渠(1)建造材料由秸秆和混凝土复合而成；为减少泥土淤积和确保水流通畅，所述的蓄水渠(1)底部设置有向河道(9)倾斜的斜坡；所述净化湿地(2)为梯田式结构，分为三个阶梯，第一阶梯与所述蓄水渠(1)相连，接纳蓄水渠(1)中的雨水，第一阶梯包括砂石层(3)和穿孔导气管(5)；砂石层由砂石组成，深度为0.8～1.2m，在砂石层(3)中均匀放置若干穿孔导气管(5)，提高湿地内部含氧量以增加基质微生物数量和活性；所述净化湿地(2)第二阶梯包括改良基质层(4)；改良基质层由改良基质、细砂和粗砂混合组成，深度为0.5～1.5m，上部覆盖土壤，种植绿化植物；所述净化湿地(2)的第一、二阶梯底层为防渗层(6)，所述防渗层(6)采用素土夯实进行防渗；所述净化湿地(2)第三阶梯包括湿地植物(7)和种植层(8)；种植层(8)下层为改良基质与细砂混合层，深度为0.2～0.3m，上层为淤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大伟，万玉山，邹涛，温馨，沈梦，陈艳秋，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32