具有同步脱氮和降低N2O释放潜势作用的雨水花园制造技术

一种具有同步脱氮和降低N2O释放潜势作用的雨水花园，包括从上到下依次设置的覆盖层、土壤层、沙层和砾石层，所述覆盖层包括树皮屑物，所述土壤层中布置有生物炭，在所述生物炭的表面富集有脱氮微生物种群，以实现雨水脱氮，所述沙层中布置有有机碳源，用于强化微生物反硝化脱氮，同时降低N2O释放潜势，所述砾石层的底部安装有出水管，所述出水管连接外部出水口，所述外部出水口的高度经设置以在所述雨水花园内部形成浸水区。该雨水花园具有同步脱氮和降低N2O释放潜势作用，雨水脱氮防污染的同时能够减少N2O释放，减少温室效应。减少温室效应。减少温室效应。

【技术实现步骤摘要】
具有同步脱氮和降低N2O释放潜势作用的雨水花园


[0001]本专利技术涉及用于去除雨水径流污染的雨水花园，特别是涉及一种具有同步脱氮和降低N2O释放潜势作用的雨水花园。

技术介绍

[0002]随着城市化的进程，不透水下垫面逐渐增加，导致雨水径流量大幅增加，大量污染物质被带入下游水体，造成城市内涝及面源污染。我国地表水污染问题严重，有研究表明，城市水体中大约15％的污染物来自于面源污染。
[0003]雨水径流中所含污染物质包括营养盐(氮、磷)、重金属、有机碳(PAHs)、细菌和病毒、总悬浮固体等。众多研究表明，低影响开发设施对污染物的去除途径包括吸附、置换、沉淀、挥发、生物降解、营养循环等，但对溶解性的硝酸盐氮去除效果不佳，甚至会出现氮释放现象，加剧水体富营养化。因此，设计新型强化脱氮雨水处理设施，对于降低水体氮污染负荷、控制水体富营养化具有重要意义。
[0004]雨水脱氮过程主要通过微生物的硝化和反硝化进行。微生物脱氮过程中，氧化亚氮(N2O)会作为硝化副产物和反硝化中间产物而释放。N2O是三大温室气体之一，1mol N2O的红外辐射强度约为CO2的206倍，且在大气中停留时间较长(约120年)，其温室效应约为CO2的300倍。虽然N2O在大气中含量很低(约322ppbv)，释放量仅占总温室气体释放量的0.03％，但其对总温室效应的贡献率约为4.5％，对人为温室效应的贡献率为6
‑
8％。大气中的N2O含量每增加1％，温室效应约增加30％。因此，随着城市面源污染问题加剧和雨水处理设施的广泛应用，如何减少N2O释放的问题也亟待解决。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于克服上述
技术介绍
存在的缺陷，提供一种具有同步脱氮和降低N2O释放潜势作用的雨水花园。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种具有同步脱氮和降低N2O释放潜势作用的雨水花园，包括从上到下依次设置的覆盖层、土壤层、沙层和砾石层，所述覆盖层包括树皮屑物，所述土壤层中布置有生物炭，在所述生物炭的表面富集有脱氮微生物种群，以实现雨水脱氮，所述沙层中布置有有机碳源，用于强化微生物反硝化脱氮，同时降低N2O释放潜势，所述砾石层的底部安装有出水管，所述出水管连接外部出水口，所述外部出水口的高度经设置以在所述雨水花园内部形成浸水区。
[0009]所述覆盖层的总厚度为2
‑
10cm。
[0010]所述覆盖层包括松鳞。
[0011]所述土壤的粒度不大于5mm，总厚度为40cm，所述生物炭相对所述土壤层的体积比
为10％。
[0012]所述有机碳源为缓释型有机碳源；优选地，所述缓释型有机碳源包括碎木屑和蔗渣，更优选地，所述沙层包括体积比5％的碎木屑以及5％的蔗渣
[0013]所述沙层采用建筑细沙，所述细沙的粒度不大于3mm，总厚度为20cm。
[0014]所述砾石层为建筑用砾石，所述砾石的粒度为3
‑
5cm，总厚度为10cm。
[0015]相邻的层之间铺设有透水布进行分隔。
[0016]所述土壤层播种有草坪草。
[0017]所述草坪草为矮生马尼拉。
[0018]播种所述草坪草的方法为，每天喷洒式浇水至植株与根系发展成熟后，改为大约三天浇水一次。植株生长过高则需修剪至覆盖层1以上约2cm长处，并移除修剪掉的部分。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020]本专利技术提供了一种具有同步强化脱氮和降低N2O释放潜势的作用的雨水花园，该雨水花园出水管连接的外部出水口的高度经设置从而在雨水花园内部形成浸水区，该浸水区能够持续稳定地提供缺氧环境，其中，在土壤层布置有生物炭，其表面积较大可改善土壤渗水性能，且生物炭表面富集脱氮微生物种群，强化了雨水花园的脱氮效果，实现对道路雨水径流中氮污染物的有效去除，同时，在沙层还布置有有机碳源，其优选采用缓释型有机碳源，在浸水区提供的缺氧环境的配合下，同步实现强化反硝化脱氮和降低N2O的释放潜势。通过上述雨水花园结构的整体设计，本专利技术的雨水花园在使雨水脱氮防污染的同时能够有效地降低N2O释放潜势，减少温室效应。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例的雨水花园的结构示意图。
[0022]图2为本专利技术实施例的雨水花园在不同降雨时长下的脱氮效果图。
[0023]图3为本专利技术实施例的雨水花园在不同降雨时长下的N2O释放效果图。
具体实施方式
[0024]以下对本专利技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。
[0025]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。
[0026]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本专利技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个
以上，除非另有明确具体的限定。
[0028]参阅图1，在一种实施例中，一种具有同步脱氮和降低N2O释放潜势作用的雨水花园，包括从上到下依次设置的覆盖层1、土壤层2、沙层3和砾石层4，所述覆盖层1包括树皮屑物，所述土壤层2中布置有生物炭，在所述生物炭的表面富集有脱氮微生物种群，以实现雨水脱氮，所述沙层3中布置有有机碳源，用于强化微生物反硝化脱氮，同时降低N2O释放潜势，所述砾石层4也充当排水层，所述砾石层4的底部安装有出水管5，所述出水管5连接外部出水口6，所述外部出水口6的高度经设置以在所述雨水花园内部形成浸水区7。通过设置出水口的高度，在雨水花园内部形成浸水区7，利用该浸水区7的浸水作用，能够持续稳定地提供缺氧环境。在此缺氧环境中，微生物可有效利用沙层3中布置的有机碳源，从而达到强化反硝化脱氮，同时降低N2O释放潜势的作用。
[0029]本专利技术实施例提供的雨水花园中形成了浸水区7，在土壤层2布置有生物炭，其比表面积较大可改善土壤渗水性能，而且，生物炭表面负载微生物，原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有同步脱氮和降低N2O释放潜势作用的雨水花园，其特征在于，包括从上到下依次设置的覆盖层、土壤层、沙层和砾石层，所述覆盖层包括树皮屑物，所述土壤层中布置有生物炭，在所述生物炭的表面富集有脱氮微生物种群，以实现雨水脱氮，所述沙层中布置有有机碳源，用于强化微生物反硝化脱氮，同时降低N2O释放潜势，所述砾石层的底部安装有出水管，所述出水管连接外部出水口，所述外部出水口的高度经设置以在所述雨水花园内部形成浸水区。2.如权利要求1所述的雨水花园，其特征在于，所述覆盖层的总厚度为2
‑
10cm。3.如权利要求2所述的雨水花园，其特征在于，所述覆盖层包括松鳞。4.如权利要求1至3任一项所述的雨水花园，其特征在于，所述土壤的粒度不大于5mm，总厚度为40cm，所述生物炭相对所述土壤层的体积比为10％。5.如权利要求1至4任一项所述的雨水花园，其特征在于，所述有机碳源为缓...

【专利技术属性】
技术研发人员：管运涛，王火青，杨正委，蔚阳，陈佳煜，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：