[发明专利]具有同步脱氮和降低N2

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

需要说明的是，在上述背景技术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。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述背景技术存在的缺陷，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。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

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。

所述覆盖层的总厚度为2-10cm。

所述覆盖层包括松鳞。

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％。

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

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。