本發(fā)明屬于涉及雨水資源化利用領域，尤其涉及一種復合填料生物滯留池及雨水礦化方法。

背景技術：

1、目前傳統(tǒng)生物滯留池作為一種雨水管理和水質(zhì)凈化的技術手段，已被廣泛應用于城市綠地、道路排水系統(tǒng)及海島等場景。然而，隨著水環(huán)境治理要求的不斷提高，傳統(tǒng)生物滯留池在填料功能、礦化效率及適應性等方面主要還存在以下三方面問題：

2、1.填料功能單一，污染物去除效率低。傳統(tǒng)生物滯留池多采用單一填料（如珊瑚砂、礫石或砂土），主要通過物理過濾和簡單吸附作用去除污染物。這種設計對有機物（如cod）、重金屬（如pb、cd）及營養(yǎng)鹽（如氨氮、磷酸鹽）的去除效率較低，難以滿足日益嚴格的水質(zhì)標準。

3、2.礦化依賴自然滲透，水力停留時間不可控。傳統(tǒng)生物滯留池的礦化過程主要依賴雨水自然滲透，水力停留時間受降雨強度、填料滲透性及地下水位等因素影響，波動較大。這導致礦化效率不穩(wěn)定，尤其在干旱期或暴雨期表現(xiàn)不佳?，F(xiàn)有研究數(shù)據(jù)表明，干旱期水力停留時間可延長至?24小時以上，導致填料層堵塞風險增加，暴雨期水力停留時間縮短至?2~4小時，礦化反應不充分，出水水質(zhì)波動明顯（如鈣離子濃度波動范圍±20%）。

4、3.裝置結(jié)構(gòu)固定，難以適應多變環(huán)境。傳統(tǒng)生物滯留池多為固定式結(jié)構(gòu)，難以根據(jù)場地條件（如空間限制、水質(zhì)需求）靈活調(diào)整。此外，其設計未考慮模塊化擴展，導致處理能力受限，無法滿足大規(guī)?；蚍稚⑹綉眯枨?。

5、因此亟需一種高效、智能、可擴展的生物滯留池技術。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種復合填料生物滯留池及雨水礦化方法，使用螺旋流道式填料層，復合填料協(xié)同作用，提升了污染物去除效率；通過螺旋流道復合填料、智能排水設計，實現(xiàn)了雨水高效礦化與低成本處理。。

2、本發(fā)明的第一方面，提供一種復合填料生物滯留池，包括從上至下依次設置的超高層、蓄水層、覆蓋層、填料層和動態(tài)排水層，所述填料層填充在螺旋管內(nèi)以構(gòu)造成螺旋流道，所述螺旋流道內(nèi)填充復合填料，具體包括：

3、上層復合填料：質(zhì)量比為6:4的珊瑚砂與活性炭的混合物，其中珊瑚砂的粒徑為4-6mm；

4、中層復合填料：質(zhì)量比為5:3:2的珊瑚砂、沸石與生物炭的混合物，其中珊瑚砂的粒徑為2-3mm；

5、下層復合填料：質(zhì)量比為7:3的珊瑚砂與多孔陶粒負載硝化菌的混合物，其中珊瑚砂的粒徑≤0.5mm；

6、所述動態(tài)排水層內(nèi)設有水位傳感器、排水管及控制單元，所述排水管上安裝電動閥門，所述電動閥門、水位傳感器均與控制單元電連接，所述控制單元用于在接收水位傳感器的水位數(shù)據(jù)后調(diào)節(jié)所述電動閥門的開度進行排水。

7、優(yōu)選的，所述螺旋流道的螺旋傾角為15°-30°。

8、優(yōu)選的，所述動態(tài)排水層內(nèi)填充6粒徑為-9mm的礫石，所述動態(tài)排水層邊緣處設有保護罩，所述水位傳感器設置在所述保護罩內(nèi)。

9、優(yōu)選的，所述排水管位于所述動態(tài)排水層內(nèi)的管段上間隔的開設排水孔，所述排水管外壁上還包裹有尼龍布。

10、優(yōu)選的，所述螺旋管間隔的設置有導流鰭片，所述導流鰭片大致成倒置的三角形。

11、優(yōu)選的，所述螺旋管頂部為擴口管，所述螺旋管的頂部開口面積不小于所述螺旋管橫截面積的1.6倍。

12、優(yōu)選的，所述超高層內(nèi)種植耐鹽植物，并使耐鹽植物的根系伸入所述蓄水層內(nèi)。

13、優(yōu)選的，所述填料層與動態(tài)排水層之間設有過渡層，所述過渡層包括：

14、第一亞層：粒徑1-2mm的火山巖顆粒；

15、第二亞層：負載反硝化菌的生物陶粒；

16、第一亞層和第二亞層的層厚度比為1:1.5。

17、本發(fā)明的第二方面，提供一種雨水礦化方法，采用上述任一項所述的復合填料生物滯留池，包括以下步驟：

18、（1）雨水經(jīng)超高層進入蓄水層，初步沉淀后下滲至覆蓋層；

19、（2）耐鹽植物根系分泌有機酸加速珊瑚砂溶解；

20、（3）雨水沿螺旋流道流經(jīng)復合填料層，活性炭吸附有機物，沸石交換鈣鎂離子，微生物降解氨氮；

21、雨水下滲到動態(tài)排水層后，根據(jù)水位狀態(tài)調(diào)控排水速率，并將礦化后排出的雨水集中收集；

22、每3-6個月用5%?nacl溶液對填料層進行沖洗。

23、相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下有益效果：

24、本發(fā)明提供一種復合填料生物滯留池及雨水礦化方法，使用螺旋流道式填料層，復合填料協(xié)同作用，提升了污染物去除效率；通過螺旋流道復合填料、智能排水設計，實現(xiàn)了雨水高效礦化與低成本處理。運行數(shù)據(jù)表明，鈣離子濃度提升35%、cod去除率≥85%，氨氮去除率≥90%，投資強度降低63%，適用于海島、城市綠地等場景。

25、本發(fā)明特別適用于海綿城市建設中的高污染負荷區(qū)域，如交通樞紐、工業(yè)區(qū)等，兼具雨水滯蓄、水質(zhì)凈化與防洪調(diào)控功能，運維成本降低40%以上，具有顯著的環(huán)境與經(jīng)濟效益。

技術特征：

1.一種復合填料生物滯留池，包括從上至下依次設置的超高層、蓄水層、覆蓋層、填料層和動態(tài)排水層，其特征在于：所述填料層填充在螺旋管內(nèi)以構(gòu)造成螺旋流道，所述螺旋流道內(nèi)填充復合填料，具體包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種復合填料生物滯留池，其特征在于：所述螺旋流道的螺旋傾角為15°-30°。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種復合填料生物滯留池，其特征在于：所述動態(tài)排水層內(nèi)填充6粒徑為-9mm的礫石，所述動態(tài)排水層邊緣處設有保護罩，所述水位傳感器設置在所述保護罩內(nèi)。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種復合填料生物滯留池，其特征在于：所述排水管位于所述動態(tài)排水層內(nèi)的管段上間隔的開設排水孔，所述排水管外壁上還包裹有尼龍布。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種復合填料生物滯留池，其特征在于：所述螺旋管間隔的設置有導流鰭片，所述導流鰭片大致成倒置的三角形。

6.根據(jù)權利要求2所述的一種復合填料生物滯留池，其特征在于：所述螺旋流道的螺旋傾角為25°。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種復合填料生物滯留池，其特征在于：所述螺旋管頂部為擴口管，所述螺旋管的頂部開口面積不小于所述螺旋管橫截面積的1.6倍。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種復合填料生物滯留池，其特征在于：所述超高層內(nèi)種植耐鹽植物，并使耐鹽植物的根系伸入所述蓄水層內(nèi)。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種復合填料生物滯留池，其特征在于：所述填料層與動態(tài)排水層之間設有過渡層，所述過渡層包括：

10.一種雨水礦化方法，其特征在于，采用權利要求1-9任一項所述的復合填料生物滯留池，包括以下步驟：

技術總結(jié)
本發(fā)明提出了一種復合填料生物滯留池及雨水礦化方法，該生物滯留池包括從上至下依次設置的超高層、蓄水層、覆蓋層、填料層和動態(tài)排水層，所述填料層填充在螺旋管內(nèi)以構(gòu)造成螺旋流道，所述螺旋流道內(nèi)填充復合填料。本發(fā)明使用螺旋流道式填料層，復合填料協(xié)同作用，提升了污染物去除效率；通過螺旋流道復合填料、智能排水設計，實現(xiàn)了雨水高效礦化與低成本處理。運行數(shù)據(jù)表明，鈣離子濃度提升35%、COD去除率≥85%，氨氮去除率≥90%，投資強度降低63%，適用于海島、城市綠地等場景。

技術研發(fā)人員：周金琨,張勇,孫全,陳純,曾招財,肖海克,聶巧,趙星星,談海浪
受保護的技術使用者：長江生態(tài)環(huán)保集團有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15