一種城市道路雨水生態滯蓄淨化措施的填料的製作方法
2023-10-25 07:22:42
一種城市道路雨水生態滯蓄淨化措施的填料的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種城市道路雨水生態滯蓄淨化措施的填料，該填料由以下成分組成：砂質壤土、粗砂、蛭石、珍珠巖、草炭土。該填料可對道路雨水實現較好的透水、持水、淨水效果，且有利於植物生長，價格低廉，本土化程度較高，易於獲得，綜合效益較高。本發明可為國內道路雨水管理措施的填料選擇提供依據，對提高源頭道路雨水管理措施的水量、水質處理效果，推廣道路雨水管理技術的應用等都具有重要意義。
【專利說明】一種城市道路雨水生態滯蓄淨化措施的填料
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種城市道路雨水生態滯蓄淨化措施的填料。
【背景技術】
[0002] 隨著城市道路硬化面積增加帶來的降雨徑流水量增多（內澇)、水質惡化(面源汙 染）的問題日益突出，基於"低影響開發"（LID, Low Impact Development)的雨洪管理措施 在世界各地城市得到廣泛應用。生物滯留槽、植草溝等以道路雨水消納為主的低影響開發 雨洪管理措施均通過"植物-填料-微生物"間的物理、化學、生物作用滯蓄和淨化雨水，其 中，填料系統對促進植物生長、培育微生物、提供徑流儲存調蓄空間、發揮對汙染物的吸附 過濾效果等方面發揮著重要作用。
[0003] 目前，國外填料多推薦滲透性能良好的、以土壤為基底的、有一定有機質含量的混 合物，如美國各州大量使用的由砂、壤土、腐殖質組成的混合填料。近年來，也有廣泛採納其 他成熟的雨水管理措施使用填料的趨勢，如借鑑人工溼地填料使用的陶粒、沸石、粉煤灰、 煤渣、蛭石、石灰石、鋼絲絨等，以提高氮、磷的去除效果。國內雨水管理措施的填料大多直 接應用國外成果，但由於國內外氣象、土壤、徑流、材料等各項條件的差異，照搬國外成果必 然會降低技術的應用效果。
[0004] 因此，目前國內道路雨水管理措施在填料選擇方面還十分盲目，開發滿足國內道 路雨水滯蓄淨化需求及市場特點的綜合效益較高的填料，對提高源頭道路雨水管理措施的 水量、水質處理效果，推廣道路雨水管理技術的應用等都具有重要意義。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的上述問題，本發明提供一種城市道路雨水生態滯蓄淨化措施的填 料。該填料透水性較強、蓄水性較好、淨化能力較強、並提供植物生長的條件，而且成本低 廉、材料易於獲得，可滿足實際應用推廣的需求。
[0006] 為實現上述目的，該發明包括如下技術方案：
[0007] -種城市道路雨水生態滯蓄淨化措施的填料，該填料由以下成分製成：砂質壤土， 30%?50%體積份；粗砂，30%?50%體積份；蛭石，5%?30%體積份；珍珠巖，5%?30%體 積份；草炭土，〇?5%體積份。
[0008] 如上所述的填料，優選地，所述砂質壤土為粒徑0. 075?2mm的佔65%?85%，粒徑 0. 005?0. 075mm的不超過15%，粒徑小於0. 005mm的不超過35%。
[0009] 如上所述的填料，優選地，所述粗砂的粒徑為0. 5?2mm。
[0010] 如上所述的填料，優選地，所述蛭石的粒徑為2?5mm。
[0011] 如上所述的填料，優選地，所述珍珠巖的粒徑為2?5mm。
[0012] 本發明的有益效果在於：與一般雨水管理措施所用填料相比，本發明提供的混合 填料的獨特之處表現在，選配時考慮了填料的綜合效果，如透水性較強，滿足排水需求；持 水性較強，滿足蓄水需求；淨水性較強，滿足排水水質需求；能提供植物生長條件，滿足植 物生長需求；同時成本低廉、材料易於獲得，可以降低應用門檻，滿足實際應用推廣的需求。
[0013] 實驗表明本發明填料的滲透速率可以使其表面積水在2h內完全消除，透水性能 較強；填料的田間持水率大於35%，自身可儲存較多的水量，對進水的調蓄性能較強；填料 本身的有機質含量為3%?5%，總氮（TN)含量小於1000mg/kg，總磷（TP)含量小於200mg/ kg，對模擬道路雨水中懸浮物（SS)、化學需氧量（COD)、TN、TP的負荷去除率大於60%，因此 填料自身的有機質含量、N、P等營養物含量合理，不會造成淋洗現象；而且，對道路雨水中 主要汙染物的去除效果較好，其淨水性能較強；填料的通氣孔隙與持水孔隙比值的範圍為 1:1. 5?1:4,總孔隙度大於50%，電導率為1000?3500 μ S/cm，碳氮比小於200:1，因此對 植物生長的適應性較好；填料的單價為100?150元/m3,價格低廉；填料組成的5種材料 在普通的建築材料市場和花卉市場即可買到，本土化程度較高，易於獲得。
【具體實施方式】
[0014] 以土壤、砂、石、珍珠巖、草炭土、蛭石、粉煤灰、煤渣、爐渣、沸石、陶粒等種植、建 築、水處理等方面常用的材料為供試對象，通過填料理化性質測定、處理道路雨水模擬試驗 及市場調研，對各填料的透水性、持水性、淨水性、對植物生長的適應性、成本、鄉土性等特 性進行了評價，初選了砂質壤土、粗砂、蛭石、珍珠巖、草炭土等5種填料類型，其中砂質壤 土、粗砂的透水效果較好，蛭石、珍珠巖、草炭土的持水效果較好，草炭土具有一定的淨水效 果。將5種填料以不同比例組合，測試混合填料的理化性質和處理道路雨水的效果，篩選出 能夠滿足透水性、持水性、淨水性、對植物生長適應性、成本低廉、鄉土性等需求的組合填料 比例範圍。
[0015] 下面通過具體實例對本發明的技術方案做進一步的說明，這些實施例並非是對本 發明的限制，任何等同替換或公知改變均屬於本發明保護範圍。
[0016] 本發明的實施例中所用的原料如下：
[0017] 砂質壤土：門頭溝區北京本地土壤
[0018] 粗砂：建築材料市場購置散砂，經篩除後保留粒徑為0. 05?2_的部分
[0019] 蛭石：花卉市場購置，粒徑為2?5mm
[0020] 珍珠巖：花卉市場購置，粒徑為2?5mm
[0021] 草炭土 ：花卉市場購置
[0022] 實施例1城市道路雨水生態滯蓄淨化措施填料的製備(一）
[0023] 將砂質壤土 50%體積份、粗砂35%體積份、蛭石5%體積份、珍珠巖5%體積份、草炭 土 5%體積份均勻混合，製成城市道路雨水生態滯蓄淨化措施填料I。
[0024] 實施例2城市道路雨水生態滯蓄淨化措施填料的製備(二）
[0025] 將砂質壤土 30%體積份、粗砂30%體積份、蛭石30%體積份、草炭土 5%體積份、草 炭土 5%體積份均勻混合，製成城市道路雨水生態滯蓄淨化措施填料II。
[0026] 實施例3城市道路雨水生態滯蓄淨化措施填料的製備(三）
[0027] 將砂質壤土 30%體積份、粗砂30%體積份、蛭石15%體積份、珍珠巖20%體積份、草 炭土 5%體積份均勻混合，製成城市道路雨水生態滯蓄淨化措施填料III。實施例4城市道 路雨水生態滯蓄淨化措施填料的性能測試
[0028] (一）填料I、II、III的理化性能
[0029] 表1填料理化性能測試結果
[0030]
【權利要求】
1. 一種城市道路雨水生態滯蓄淨化措施的填料，其特徵在於，該填料由以下成分製成： 砂質壤土，30%?50%體積份；粗砂，30%?50%體積份；輕石，5%?30%體積份；珍珠巖，5%? 30%體積份；草炭土，0?5%體積份。
2. 如權利要求1所述的填料，其特徵在於，所述砂質壤土為粒徑0. 075?2mm的佔 65%?85%，粒徑0. 005?0. 075mm的不超過15%，粒徑小於0. 005mm的不超過35%。
3. 如權利要求1所述的填料，其特徵在於，所述粗砂的粒徑為0. 5?2mm。
4. 如權利要求1所述的填料，其特徵在於，所述蛭石的粒徑為2?5_。
5. 如權利要求1所述的填料，其特徵在於，所述珍珠巖的粒徑為2?5mm。
6. 如權利要求1所述的填料，其特徵在於，所述砂質壤土為粒徑0. 075?2mm的佔 65%?85%，粒徑0· 005?0· 075mm的不超過15%，粒徑小於0· 005mm的不超過35% ;所述粗 砂的粒徑為〇· 5?2mm ;所述蛭石的粒徑為2?5mm ;所述珍珠巖的粒徑為2?5mm。
【文檔編號】C02F3/00GK104150580SQ201410064959
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2014年2月25日
【發明者】孟瑩瑩, 張書函, 陳建剛, 王海潮, 潘興瑤, 蘇東彬 申請人:北京市水科學技術研究院