本發(fā)明涉及一種下凹式綠地的緩釋氧材料層，還涉及上述下凹式綠地緩釋氧材料層的制備方法，屬于雨水徑流處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，高強(qiáng)度城市開(kāi)發(fā)造成了硬質(zhì)下墊面層比例的增大，導(dǎo)致了雨水徑流系數(shù)與降雨徑流量的增加。與此同時(shí)，由于空氣質(zhì)量的下降，大量地表污染物通過(guò)直接或者間接的方式進(jìn)入地表水環(huán)境，從而大大加劇了城市水環(huán)境的污染。

下凹式綠地也稱低勢(shì)綠地，其是將綠地地面標(biāo)高設(shè)計(jì)為低于周圍地面標(biāo)高的綠地系統(tǒng)，這種設(shè)計(jì)促使雨水徑流通過(guò)重力作用流入綠地內(nèi)，因而其具有削減洪峰流量、蓄集下滲雨水、回補(bǔ)地下水等優(yōu)點(diǎn)，其被視為低影響開(kāi)發(fā)模式在雨水資源利用領(lǐng)域簡(jiǎn)單易行、投資少、效果明顯的技術(shù)手段。

目前關(guān)于下凹式綠地的研究大多集中于洪峰流量的削減，對(duì)于去除有機(jī)污染物的研究還相對(duì)較少。而已有的關(guān)于下凹式綠地去有機(jī)污染物主要研究集中于物理截留去除。物理截留去除下凹式綠地中的有機(jī)污染物勢(shì)必會(huì)引起截留飽和以及土壤有機(jī)物濃度含量過(guò)高的問(wèn)題，因此，開(kāi)發(fā)一種通過(guò)生化法降解去除下凹式綠地雨水中有機(jī)污染物的處理系統(tǒng)勢(shì)在必行。眾所周知，溶解氧在好氧生化處理法中具有決定性的作用，因而，提高下凹式綠地雨水中的溶解氧對(duì)于快速降解雨水中的有機(jī)污染物、推廣下凹式綠地的使用、延長(zhǎng)下凹式綠地的使用壽命具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種下凹式綠地的緩釋氧材料層，將該緩釋氧材料層鋪設(shè)于下凹式綠地的表層客土內(nèi)，能夠?qū)τ晁M(jìn)行供氧，從而提高雨水的溶解氧含量，為后續(xù)生化反應(yīng)提供動(dòng)力。

本發(fā)明還要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供上述下凹式綠地緩釋氧材料層的制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種下凹式綠地的緩釋氧材料層，由如下重量百分比的組分混制而成：30～60％釋氧材料、12％～25％保水材料、10～22％骨架材料、3～8％外加劑材料以及10～20％粘結(jié)材料；其中，所述釋氧材料為過(guò)氧化鈣和/或過(guò)氧化鎂，所述保水材料為蛭石和/或污泥營(yíng)養(yǎng)土和/或酸改性凹凸棒土和/或高吸水性樹(shù)脂，所述骨架材料為河沙和/或陶粒和/或毛竹纖維，所述外加劑材料為高爐礦渣和/或磷酸二氫鉀，所述粘結(jié)材料為高嶺土和/或蒙脫石和/或伊利石和/或樹(shù)脂。

其中，所述釋氧材料、保水材料、外加劑材料、粘結(jié)材料的粒徑均為200目。

其中，所述河沙、陶粒的粒徑為80目，所述毛竹纖維長(zhǎng)0.5～1mm，寬0.1～0.2mm。

上述下凹式綠地的緩釋氧材料層的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，將配方量的釋氧材料、保水材料、骨架材料、外加劑材料加入攪拌桶中，機(jī)械混合攪拌5min；

步驟2，將步驟1的混合物料置于造粒機(jī)中，加所需量的水滾動(dòng)制成小顆粒，制得的顆粒直徑為5～20mm；

步驟3，將步驟2制成的顆粒放入烘箱中，于60℃下烘烤8h；

步驟4，往步驟3干燥后的顆粒中加入配方量的粘結(jié)材料，并加入適量水混合均勻；

步驟5，將步驟4的混合料鋪設(shè)于下凹式綠地表層客土下30～40mm厚度處，用平板振動(dòng)器對(duì)澆筑的混合料進(jìn)行振搗處理；

步驟6，用實(shí)心管材對(duì)步驟5振搗后的混合料進(jìn)行壓實(shí)壓平處理；

步驟7，在步驟6壓實(shí)壓平后1天對(duì)混合料進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于6天，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后得到下凹式綠地的緩釋氧材料層。

其中，步驟5中，所述振搗處理時(shí)間為10min。

其中，步驟5中，所述壓實(shí)壓平處理時(shí)間為10min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有的有益效果為：

本發(fā)明下凹式綠地緩釋氧材料層所含材料均為天然有機(jī)或無(wú)機(jī)材料，不含水泥等合成礦物材料，減小了對(duì)綠地內(nèi)原有生態(tài)系統(tǒng)的影響；本發(fā)明緩釋氧材料層鋪設(shè)于下凹式綠地的表層客土內(nèi)，能夠?qū)ο掳际骄G地內(nèi)水體進(jìn)行高效供氧，提高了雨水的溶解氧含量，為下凹式綠地降解雨水中的有機(jī)污染物提供了反應(yīng)動(dòng)力，從而提高了下凹式綠地的雨水凈化效果；本發(fā)明緩釋氧材料層具有釋氧周期長(zhǎng)、適用性廣、對(duì)環(huán)境無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)，能夠適用于下凹式綠地、雨水花園等多種海綿體場(chǎng)所；本發(fā)明緩釋氧材料層的制備方法操作簡(jiǎn)單、制作成本低。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

本發(fā)明的下凹式綠地的緩釋氧材料層，由如下重量百分比的組分混制而成：15％過(guò)氧化鈣、15％過(guò)氧化鎂；8％蛭石、8％污泥營(yíng)養(yǎng)土、8％酸改性凹凸棒土、1％高吸水性樹(shù)脂；10％河沙、10％陶粒、2％毛竹纖；2％高爐礦渣、1％磷酸二氫鉀；6％高嶺土、6％蒙脫石、6％伊利石、2％樹(shù)脂。

采用上述配方量制得的下凹式綠地的緩釋氧材料層尺寸為2.0cm×2.0cm×2.0cm，其平均強(qiáng)度為287N，孔隙率為46.2％。

投加量為3mg/L的靜態(tài)試驗(yàn)中，3h、6h、12h時(shí)水中DO(溶解氧)濃度分別為3.09mg/L、6.46mg/L、8.45mg/L，pH分別為6.61、6.68、7.81，平均釋氧速率可達(dá)0.046mg/(d·g)。

實(shí)施例2

本發(fā)明的下凹式綠地的緩釋氧材料層，由如下重量百分比的組分混制而成：30％過(guò)氧化鈣、10％過(guò)氧化鎂；5％蛭石、10％污泥營(yíng)養(yǎng)土、5％酸改性凹凸棒土；12％陶粒、8％毛竹纖維；3％高爐礦渣、2％磷酸二氫鉀；4％高嶺土、7％蒙脫石、4％伊利石。

采用上述配發(fā)量制得的下凹式綠地的緩釋氧材料層尺寸為2.0cm×2.0cm×2.0cm，其平均強(qiáng)度為241N，孔隙率為53.8％。

投加量為3mg/L的靜態(tài)試驗(yàn)中，3h、6h、12h時(shí)水中DO(溶解氧)濃度分別為3.96mg/L、6.41mg/L、8.89mg/L，pH分別為6.75、7.47、7.95，平均釋氧速率可達(dá)0.055mg/(d·g)。

實(shí)施例3

本發(fā)明的下凹式綠地的緩釋氧材料層，由如下重量百分比的組分混制而成：50％過(guò)氧化鎂；10％蛭石、5％污泥營(yíng)養(yǎng)土；4％河沙、10％毛竹纖；6％高爐礦渣；5％蒙脫石、10％伊利石。

采用上述配發(fā)量制得的下凹式綠地的緩釋氧材料層尺寸為2.0cm×2.0cm×2.0cm，其平均強(qiáng)度為253N，孔隙率為57.1％。

投加量為3mg/L的靜態(tài)試驗(yàn)中，3h、6h、12h時(shí)水中DO(溶解氧)濃度分別為3.64mg/L、7.19mg/L、9.33mg/L，pH分別為6.63、7.26、8.20，平均釋氧速率可達(dá)0.060mg/(d·g)。

實(shí)施例4

本發(fā)明的下凹式綠地的緩釋氧材料層，由如下重量百分比的組分混制而成：60％過(guò)氧化鈣、12％蛭石、10％河沙、8％高爐礦渣、10％伊利石。

采用上述配發(fā)量制得的下凹式綠地的緩釋氧材料層尺寸為2.0cm×2.0cm×2.0cm，其平均強(qiáng)度為209N，孔隙率為69.3％。

投加量為3mg/L的靜態(tài)試驗(yàn)中，3h、6h、12h時(shí)水中DO(溶解氧)濃度分別為4.84mg/L、7.38mg/L、10.13mg/L，pH分別為6.84、7.91、8.32，平均釋氧速率可達(dá)0.071mg/(d·g)。

本發(fā)明的下凹式綠地的緩釋氧材料層利用過(guò)氧化鈣或過(guò)氧化鎂遇水釋放氧氣的特性，緩慢補(bǔ)充雨水中的溶解氧，為生化反應(yīng)提供反應(yīng)動(dòng)力；利用保水材料涵蓄雨水，增加下凹式綠地的容納水量；利用骨架材料提高緩釋氧材料層強(qiáng)度和增大材料的孔隙率，同時(shí)為微生物的吸附生長(zhǎng)提供場(chǎng)所；利用外加劑材料調(diào)節(jié)緩釋氧材料層的堿度，保持系統(tǒng)pH的平衡，促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)和生物種群結(jié)構(gòu)的多樣性；利用粘結(jié)材料將各組分材料塑造成型，使緩釋氧材料層具有一定的強(qiáng)度，能夠長(zhǎng)時(shí)間保持不溶解破碎的狀態(tài)，同時(shí)控制釋氧材料的釋氧速率，延長(zhǎng)其釋氧周期。

本發(fā)明緩釋氧材料層鋪設(shè)于下凹式綠地的表層客土內(nèi)，能夠?qū)ο掳际骄G地內(nèi)水體進(jìn)行高效供氧，提高雨水的溶解氧含量，為下凹式綠地降解雨水中的有機(jī)污染物提供了反應(yīng)動(dòng)力，從而提高了下凹式綠地的雨水凈化效果。