本發(fā)明涉及一種透水路面系統(tǒng)，具體涉及一種可截留重金屬的透水路面復(fù)合系統(tǒng)，屬于市政工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
城市雨水徑流和非點(diǎn)源污染會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的水質(zhì)問題。同時(shí)，頻繁的干旱，不斷增長的人口以及城市化的發(fā)展迫使許多社區(qū)尋找包括雨水在內(nèi)的替代水源。透水路面在其多孔材料的空隙中結(jié)合了儲(chǔ)層，并提供了可以減少雨水中污染物負(fù)荷的控制措施，是可持續(xù)雨水管理中的一種有效的處理措施。
但是，城市暴雨水中含有大量分類為重金屬，碳?xì)浠衔锖臀：ν寥篮铜h(huán)境的污染物。其中，pb，cu，cd，ni和zn等重金屬由于其對(duì)水生生物的急性毒性并能持續(xù)在食物鏈中存在而成為一種日益增長的危險(xiǎn)。目前為止，透水路面并不能在長時(shí)間內(nèi)有效地完全捕獲溶解在地表徑流中的重金屬，重金屬易從地表遷移到地下水，因此具有一定的局限性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可截留重金屬的透水路面復(fù)合系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)如今城市地表雨水徑流攜帶重金屬進(jìn)入地下水的問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種可截留重金屬的透水路面復(fù)合系統(tǒng)，包括透水路面和后處理系統(tǒng)，所述透水路面從上之下包括：透水路面層1、透水性上基層2、透水性下基層3、墊層4和地基6；透水路面：較快消除下雨時(shí)道路、廣場(chǎng)的積水現(xiàn)象；當(dāng)集中降雨時(shí)能減輕城市排水設(shè)施的負(fù)擔(dān)，防止河流泛濫和水體污染。雨水透過透水路面層，經(jīng)透水性上下基層初步過濾后經(jīng)墊層內(nèi)的導(dǎo)流管道至后處理系統(tǒng)進(jìn)行下一步處理。
所述后處理系統(tǒng)：包括導(dǎo)流管道5、水平過濾柱7、填充于水平過濾柱7內(nèi)的重金屬吸附材料8和管道檢修井9，所述導(dǎo)流管道5一端設(shè)有導(dǎo)流孔，所述導(dǎo)流管道5設(shè)有導(dǎo)流孔的一端設(shè)置于墊層4內(nèi)，另一端與水平過濾柱7一端連通，所述水平過濾柱7的另一端設(shè)有排水管，且水平過濾柱7設(shè)于管道檢修井9內(nèi)。后處理系統(tǒng)：將透過透水路面的雨水進(jìn)行后處理，處理達(dá)標(biāo)后補(bǔ)充地下水。
所述透水性上基層2為沸石基層，其厚度為40-60mm，沸石粒徑為2-4mm；所述透水性下基層3為玄武巖基層，其厚度為40-60mm，玄武巖粒徑為2-4mm。
所述透水路面層1為透水混凝土層，墊層4為碎石層。
所述重金屬吸附材料為鈦酸鈉納米纖維與活性炭顆?；旌喜牧?，所述活性炭顆粒粒徑為0.2-0.8mm，鈦酸鈉納米纖維材料粒徑為50-200μm，活性炭顆粒與鈦酸鈉納米纖維材料重量比為20-30:1。
所述鈦酸鈉納米纖維由以下方法制得：稱取12g氫氧化鈉放入含有6g二氧化鈦p25的特氟龍容器中，該容器置于保持在溫度為24±1℃的水浴中，逐滴加入36ml體積分?jǐn)?shù)為50%的h2o2溶液，并在滴加的同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌速度為300rpm，滴完后繼續(xù)攪拌5分鐘，將攪拌后的漿液于溫度在80℃的水浴中保持24小時(shí)，然后收集沉淀并用超純水重復(fù)洗滌，洗滌時(shí)使用濃度為2mol/l的hcl調(diào)節(jié)ph至7.0后過濾，并在100℃下干燥，得到鈦酸鈉納米纖維。
所述二氧化鈦p25為非多孔結(jié)晶結(jié)構(gòu)，由70%銳鈦礦和30%金紅石組成，其比表面積為50m2/g，粒徑為20-30nm。
所述二氧化鈦p25選用國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為德固賽-p25的二氧化鈦。
有益效果：本發(fā)明充分考慮雨水透過路面后重金屬難以去除的缺點(diǎn)，在透水路面后加入水平過濾柱式的后處理系統(tǒng)，使用一種含有與活性炭顆?；旌系拟佀徕c納米纖維材料對(duì)雨水進(jìn)行重金屬吸附截留，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)中雨水徑流中重金屬難以截留的問題，避免重金屬滲流至地下水產(chǎn)生環(huán)境污染；能耗低：前半部分通過滲濾作用，后半部分通過材料吸附截留重金屬，全程幾乎不用消耗能源；維護(hù)成本低：鈦酸鈉納米纖維與活性炭顆?；旌喜牧峡晌酱罅恐亟饘伲牧锨謇硖鎿Q周期長，而且水平過濾柱可隨時(shí)更換，吸附的重金屬可回收利用，處理后的降水可無害補(bǔ)充地下水。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一種可截留重金屬的透水路面復(fù)合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖中：1、透水路面層；2、透水性上基層；3、透水性下基層；4、墊層；5、導(dǎo)流管道；6、地基；7水平過濾柱；8、重金屬吸附材料；9、管道檢修井。
具體實(shí)施方式
以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1
如圖1所示，本實(shí)施例示出了本發(fā)明實(shí)施例所述的高效截留重金屬的透水路面復(fù)合系統(tǒng)，包括：透水路面結(jié)構(gòu)與后處理系統(tǒng)。
所述透水路面從上到下依次設(shè)置為透水路面層1、透水性上基層2、透水性下基層3、墊層4和地基6。透水性上基層2優(yōu)選為沸石基層，進(jìn)一步的，沸石粒徑優(yōu)選為2-4mm；透水性下基層3優(yōu)選為玄武巖基層，進(jìn)一步的，玄武巖粒徑優(yōu)選為2-4mm。透水路面層1為混凝土層，墊層4為碎石層，其碎石粒徑優(yōu)選為10-15mm。導(dǎo)流管道5設(shè)置在碎石墊層4的底部，直徑100mm，上方設(shè)有孔徑20mm導(dǎo)流孔。
所述透水路面設(shè)置厚度優(yōu)選為：380mm，其中混凝土透水路面層1厚度優(yōu)選為80mm，透水性上基層2其厚度為40-60mm，優(yōu)選為50mm、透水性下基層3其厚度為40-60mm，優(yōu)選為50mm，碎石基層4厚度優(yōu)選為200mm。
稱取12g氫氧化鈉放入含有6g二氧化鈦p25的特氟龍容器中，該容器置于保持在溫度為24±1℃的水浴中，逐滴加入36ml體積分?jǐn)?shù)為50%的h2o2溶液，并在滴加的同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌速度為300rpm，滴完后繼續(xù)攪拌5分鐘，將攪拌后的漿液于溫度在80℃的水浴中保持24小時(shí)，然后收集沉淀并用超純水重復(fù)洗滌，洗滌時(shí)使用濃度為2mol/l的hcl調(diào)節(jié)ph至7.0后過濾，并在100℃下干燥，得到鈦酸鈉納米纖維，備用。
上述二氧化鈦p25選用國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為德固賽-p25的二氧化鈦。該二氧化鈦p25為非多孔結(jié)晶結(jié)構(gòu)，由70%銳鈦礦和30%金紅石組成，其比表面積為50m2/g，粒徑為20-30nm。
所述后處理系統(tǒng)包括導(dǎo)流管道5、水平過濾柱7、鈦酸鈉納米纖維與活性炭顆粒混合材料8與管道檢修井9。后處理系統(tǒng)通過導(dǎo)流管道5與透水路面連接，導(dǎo)流管道5的軸線與路面長度方向平行，導(dǎo)流管道5的前端設(shè)有導(dǎo)流孔，且前端設(shè)于墊層4內(nèi)，導(dǎo)流管道5的后端與水平過濾柱7連通，水平過濾柱7設(shè)于管道檢修井9內(nèi)，水平過濾柱7優(yōu)選為長500mm，內(nèi)徑150mm，厚度5mm，材質(zhì)為聚氯乙烯；水平過濾柱7柱內(nèi)填充鈦酸鈉納米纖維與活性炭顆?；旌喜牧?，活性炭顆粒與鈦酸鈉納米纖維材料重量比為20-30:1，本實(shí)施例具體為1440g活性炭顆粒與60g鈦酸鈉納米纖維材料，重量比優(yōu)選為24:1?；钚蕴款w粒粒徑優(yōu)選為0.2-0.8mm，鈦酸鈉納米纖維材料粒徑優(yōu)選為50-200μm。
下雨時(shí)，攜帶有重金屬的雨水地表徑流透過混凝土透水路面層1、透水性上基層2和透水性下基層3，污染物與重金屬得到初步過濾；雨水通過導(dǎo)流管道5上方的導(dǎo)流孔進(jìn)入倒流管道從而進(jìn)入水平過濾柱7；雨水經(jīng)后處理系統(tǒng)內(nèi)的鈦酸鈉納米纖維與活性炭顆粒混合材料8被強(qiáng)化吸附截留，從而流出后處理系統(tǒng)而無害滲入地下補(bǔ)充地下水；通過管道檢修井9定期對(duì)水平過濾柱7進(jìn)行檢修與材料清理替換。
本實(shí)施例處理效果，在降雨強(qiáng)度為100mm/h的連續(xù)降雨16小時(shí)下，雨水中的重金屬pb，cu，cd，ni和zn的初始濃度分別為1.0，0.6，0.04，0.06和2.0mg/l時(shí)，該高效截留重金屬的透水路面復(fù)合系統(tǒng)對(duì)重金屬pb，cu，cd，ni和zn進(jìn)行吸附截留，透水路面出水重金屬的濃度為0.366，0.215，0.021，0.035和0.812mg/l，后處理系統(tǒng)僅采用常見活性炭做為吸附材料時(shí)最終出水濃度為0.297，0.189，0.018，0.028和0.536mg/l，而采用制備的鈦酸鈉與活性炭混合材料時(shí)最終濃度分別為0.003，0.002，0.000，0.014和0.019mg/l，可達(dá)生活飲用水中的重金屬標(biāo)準(zhǔn)，除ni的截留率為80%外，其他截留率均超過99%。