一种去除径流雨水中油污的透水铺装系统及其铺装方法与流程

本发明属于透水铺装技术领域，具体涉及一种去除径流雨水中油污的透水铺装系统及其铺装方法。

背景技术：

在城市化建设中，现代化城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料硬化覆盖，形成了生态学上的“人造沙漠”。便捷的交通设施，铺设平整的道路在给人们的出行带来极大方便的同时，这些不透水的路面也给城市的生态环境带来极大的负面影响。因此，在城市地面建设中，要遵循自然规律，尽最大可能使城市与自然相协调，做到地面硬化与地面“软化”相结合，在满足城市功能的同时，加强城市地面的“软化”建设。

将透水性能良好，孔隙率较高的材料用于透水砖面层与基层，使雨水通过人工铺筑的多孔性路面下渗，从而使硬质铺装具有让水直接渗入地下，并能使雨水还原成地下水参与地下水循环，同时能让土壤和空气进行气体交换，吸收路面噪音的人工铺筑的铺装地面。铺装结构根据设计荷载的不同，适用于住宅、庭院、广场、植物园、园林、工厂区域、停车场、树坑、花房、人行步道及轻量交通公路等路面的铺设，具有良好的社会、环境和生态效应，因而生态路面的研究前景广阔，不仅可以改善城市的生态环境，并能明显提高城市居住和生活的舒适性。

但是现有的透水路面铺装未曾考虑到路面径流中大量存在的油污，油污通过透水地面下渗进入地下水，带来了严重的环境污染问题。

目前,现有技术还没有有效地解决办法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供了一种去除径流雨水中油污的透水铺装系统，本发明采用微生物处理油污，微生物主要为烃类氧化菌、烃类降解菌和石油降解菌，该类微生物利用石油烃作为碳源同化降解，最终完全矿化，转变为无害的无机物，从而避免了油污的污染。本发明可以对下渗径流中的油污通过微生物去除，避免油污堵塞透水通道，同时防止油污进入地下水造成严重的环境污染；本发明低碳节能，绿色环保，适用性广泛。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供了一种去除径流雨水中油污的透水铺装系统，

自上而下的结构包括透水层、找平层、微生物层、透水土工布层和透水基层；

所述透水层用于将路面的雨水快速渗透至地下，并完成对路面径流的初级过滤，避免较大颗粒物进入地下；

所述找平层是用于缓冲和透水的构造层，在透水层之下整平、加强和增固系统结构；

所述微生物层用于吸附去除径流中的油污，使油污不能堵塞透水通道或渗入地下水；

所述透水土工布层用于使透水铺装系统透水渗透，并不让微生物流失；

所述透水基层用于隔绝原土与透水铺装系统，不让原土逸散至微生物层。

进一步地，所述透水层的透水材料为透水砖。

进一步地，所述透水砖的厚度为40-80mm。

进一步地，所述透水层的孔隙率为15％-20％。

进一步地，所述透水砖的边角为倒弧形。

进一步地，所述倒弧形的半径为4-6mm。

进一步地，所述透水砖之间设有透水砖缝隙。

进一步地，所述透水砖缝隙交汇处为微生物通道。

进一步地，所述微生物通道用于添加微生物。

进一步地，所述微生物为微生物菌液。

进一步地，所述微生物通过微生物注射器添加。

进一步地，所述微生物注射器包括手柄、管口、连接杆、中空管、活塞、注射管、注射口、上挡板、下挡板；中空管的前部一端设有注射管，在中空管内，设有连接杆，连接杆的一端与手柄相连，连接杆的另一端与活塞相连，在连接杆与手柄相连处设有上挡板；中空管后部一端末尾为管口，注射管前部一端末尾为注射口；在注射管外部设有下挡板，下挡板的位置远离注射口。

进一步地，所述下挡板到所述注射口的距离大于所述透水层和所述找平层的厚度之和，同时小于所述透水层、所述找平层和所述微生物层的厚度之和。

进一步地，所述注射口的管径小于所述微生物通道的孔径。

进一步地，所述微生物注射器材质为PVC材料。

进一步地，所述微生物层的厚度为20-30mm。

进一步地，所述微生物层的材料由微生物载体和砾石组成，所述微生物载体和所述砾石的级配比例为3：2。

进一步地，所述微生物载体为生物陶粒滤料。

进一步地，所述生物陶粒滤料的粒径范围为5-10mm。

进一步地，所述砾石的粒径为10-15mm。

进一步地，所述找平层的材料采用中砂。

进一步地，所述中砂的粒径为0.3-5mm。

进一步地，所述找平层的厚度为15-30mm。

进一步地，所述透水基层的厚度为80-120mm。

进一步地，所述透水基层的材料为天然级配砂砾料或无砂混凝土；材料粒径为5-8mm。

一种去除径流雨水中油污的透水铺装方法，包括如下步骤：

步骤(1)、开挖路基：挖开路床，清理土方，并达到设计标高；检查纵坡、横坡及边线，是否符合设计要求；修整路基，找平碾密压实；

步骤(2)、透水基层的铺设：铺设的天然级配砂砾料或无砂混凝土，并找平压实；

步骤(3)、透水土工布的铺设：铺设透水土工布；

步骤(4)、微生物层的铺设：先将生物陶粒置于塑料网中，然后浸没在预制的微生物菌液中，静置，取出，此时微生物基本完成挂膜；

将透水砾石与挂膜后的生物陶粒均匀混合，在透水土工布上铺设，找平、压实；

步骤(5)、找平层的铺设：找平层采用中砂找平；

步骤(6)、透水层铺设：面层为透水砖，在铺设时，铺设时轻轻平放透水砖，用橡胶锤锤打稳定；

步骤(7)、微生物的添加：首次铺设60天后，补充透水铺装系统中的微生物，采用微生物注射器添加，用微生物注射器吸取微生物菌液，通过微生物通道进行注射。

进一步地，所述步骤(1)、所述步骤(2)和所述步骤(4)中，压实的系数为95％以上。

进一步地，所述步骤(2)中，所述透水基层的厚度为80-120mm。

进一步地，所述步骤(3)中，所述透水土工布为300g/m²。

进一步地，所述步骤(4)中，所述塑料网的孔径小于所述陶粒的粒径，以避免陶粒流失。

进一步地，所述步骤(4)中，所述静置时间为20小时。

进一步地，所述步骤(4)中，所述微生物层厚度为20-30mm。

进一步地，所述步骤(5)中，所述找平层厚度为15-30mm。

进一步地，所述步骤(5)中，所述中砂的粒径0.3-5mm。

进一步地，所述步骤(6)中，铺设后，所述透水砖的边角没有损伤。

进一步地，所述步骤(7)中，所述微生物注射器包括手柄、管口、连接杆、中空管、活塞、注射管、注射口、上挡板、下挡板；中空管前部一端设有注射管，在中空管内，设有连接杆，连接杆的一端与手柄相连，连接杆的另一端与活塞相连，在连接杆与手柄相连处设有上挡板；中空管后部一端末尾为管口，注射管前部一端末尾为注射口；在注射管外部设有下挡板，下挡板的位置远离注射口。

进一步地，所述微生物注射器的下挡板与注射口间的距离大于所述透水层和所述找平层的厚度之和，同时小于所述透水层、所述找平层和所述微生物层的厚度之和。这样可以保证注射时注射口能精确位于微生物层，同时又不会触及土工布层，避免注射器损坏。

进一步地，所述微生物注射器的注射口管径小于所述微生物通道的孔径；便于微生物注射添加。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明透水层可以将路面的雨水快速渗透至地下，完成对路面径流的初级过滤，并避免一些大颗粒物进入地下。透水砖可以是市面上常见的透水砖种类，透水砖边角4-6mm，边角位置的透水砖缝隙交汇处为微生物通道，可以添加微生物。

(2)本发明微生物层通过微生物有效去除了下渗径流中的油污，微生物主要为烃类氧化菌、烃类降解菌和石油降解菌，该类微生物利用石油烃作为碳源同化降解，最终完全矿化，转变为无害的无机物；避免了油污堵塞透水通道，同时防止油污进入地下水造成严重的环境污染。

(3)本发明微生物层的生物陶粒滤料表面微孔丰富，比表面积大，易挂膜且生物量大；砾石既能与生物陶粒滤料混合均匀，又能防止砾石堵塞滤料，为微生物生长提供良好生境。

(4)本发明透水土工布层既保证了透水铺装系统的透水性，又防止了微生物的流失。

(5)本发明透水基层隔绝了原土与透水铺装系统，避免原土逸散至微生物层，影响微生物除油效果。

(6)本发明低碳节能，绿色环保，适用性广泛，利于普遍推广。

附图说明

图1示例性地示出了本发明系统结构示意图；

图2示例性地示出了本发明平面铺装示意图；

图3示例性地示出了微生物注射器结构示意图。

图1-图3中所示的附图标记如下：1、透水层；2、找平层；3、微生物层；4、透水土工布层；5、透水基层；6、透水砖缝隙；7、微生物通道；8、边角；9、手柄；10、管口；11、连接杆；12、中空管；13、活塞；14、注射管；15、注射口；16、上挡板；17、下挡板。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，但本发明的技术方案包含但不限于下述实施例的内容。

本发明一种去除径流雨水中油污的透水铺装系统，如图1所示，

自上而下的结构包括透水层1、找平层2、微生物层3、透水土工布层4和透水基层5；

所述透水层1用于将路面的雨水快速渗透至地下，并完成对路面径流的初级过滤，避免较大颗粒物进入地下；透水层1的透水材料为透水砖；

所述找平层2是用于缓冲和透水的构造层，在透水层1之下整平、加强和增固系统结构；

所述微生物层3用于吸附去除径流中的油污，使油污不能堵塞透水通道或渗入地下水；

所述透水土工布层4用于使透水铺装系统透水渗透，并不让微生物流失；

所述透水基层5用于隔绝原土与透水铺装系统，不让原土逸散至微生物层3。

优选地，所述透水砖的厚度为40-80mm；透水层1的孔隙率为15％-20％。

更加优选地，所述透水砖的边角为倒弧形；所述倒弧形的半径为4-6mm。

更加优选地，所述透水砖之间设有透水砖缝隙；所述透水砖缝隙交汇处为微生物通道；所述微生物通道用于添加微生物。

更加优选地，所述微生物为微生物菌液。

更加优选地，所述微生物通过微生物注射器添加；所述微生物注射器包括手柄9、管口10、连接杆11、中空管12、活塞13、注射管14、注射口15、上挡板16、下挡板17(如图3所示)；中空管12前部一端设有注射管14，在中空管12内，设有连接杆11，连接杆11的一端与手柄9相连，连接杆11的另一端与活塞13相连，在连接杆11与手柄9相连处设有上挡板16；中空管12后部一端末尾为管口10，注射管14前部一端末尾为注射口15；在注射管14外部设有下挡板17，下挡板17的位置远离注射口15。

更加优选地，所述下挡板到所述注射口的距离大于所述透水层1和所述找平层2的厚度之和，同时小于所述透水层1、所述找平层2和所述微生物层3的厚度之和。这样可以保证注射口位置位于微生物层3中部，保证微生物添加位置合适；同时又不会触及土工布层，避免注射器损坏。

更加优选地，所述注射口的管径小于所述微生物通道的孔径。便于微生物注射添加。

更加优选地，所述微生物注射器材质为PVC材料。

更加优选地，所述微生物层3的厚度为20-30mm。

更加优选地，所述微生物层3的材料由微生物载体和砾石组成，所述微生物载体和所述砾石的级配比例为3：2；所述微生物载体为生物陶粒滤料；所述生物陶粒滤料的粒径范围为5-10mm；所述砾石的粒径为10-15mm。

更加优选地，所述找平层2的材料采用中砂；所述中砂的粒径为0.3-5mm；所述找平层2的厚度为15-30mm。

更加优选地，所述透水基层5的厚度为80-120mm。

更加优选地，所述透水基层5的材料为天然级配砂砾料或无砂混凝土；材料粒径为5-8mm。

一种去除径流雨水中油污的透水铺装方法，包括如下步骤：

步骤(1)、开挖路基：挖开路床，清理土方，并达到设计标高；检查纵坡、横坡及边线，是否符合设计要求；修整路基，找平碾密压实；

步骤(2)、透水基层的铺设：铺设的天然级配砂砾料或无砂混凝土，并找平压实；

步骤(3)、透水土工布的铺设：铺设透水土工布；

步骤(4)、微生物层的铺设：先将生物陶粒置于塑料网中，然后浸没在预制的微生物菌液中，静置，取出，此时微生物基本完成挂膜；

将透水砾石与挂膜后的生物陶粒均匀混合，在透水土工布上铺设，找平、压实；

步骤(5)、找平层的铺设：找平层采用中砂找平；

步骤(6)、透水层铺设：面层为透水砖，在铺设时，铺设时轻轻平放透水砖，用橡胶锤锤打稳定；

步骤(7)、微生物的添加：首次铺设60天后，补充透水铺装系统中的微生物，采用微生物注射器添加，用微生物注射器吸取微生物菌液，通过出于透水砖缝隙6交汇处的边角8位置的微生物通道7进行注射。如图2所示。

优选地，所述步骤(1)、所述步骤(2)和所述步骤(4)中，压实的系数为95％以上。

更加优选地，所述步骤(2)中，所述透水基层的厚度为80-120mm。

更加优选地，所述步骤(3)中，所述透水土工布为300g/m²。

更加优选地，所述步骤(4)中，所述塑料网的孔径小于所述陶粒的粒径。以避免陶粒流失。所述静置时间为20小时。所述微生物层厚度为20-30mm。

更加优选地，所述步骤(5)中，所述找平层厚度为15-30mm。所述中砂的粒径0.3-5mm。

更加优选地，所述步骤(6)中，铺设后，所述透水砖的边角没有损伤。

更加优选地，所述步骤(7)中，所述微生物注射器包括手柄、管口、连接杆、中空管、活塞、注射管、注射口、上挡板、下挡板；中空管前部一端设有注射管，在中空管内，设有连接杆，连接杆的一端与手柄相连，连接杆的另一端与活塞相连，在连接杆与手柄相连处设有上挡板；中空管后部一端末尾为管口，注射管前部一端末尾为注射口；在注射管外部设有下挡板，下挡板的位置远离注射口。

更加优选地，所述步骤(7)中，所述微生物注射器的下挡板与注射口间的距离大于所述透水层和所述找平层的厚度之和，同时小于所述透水层、所述找平层和所述微生物层的厚度之和。这样可以保证注射时注射口能精确位于微生物层，同时又不会触及土工布层，避免注射器损坏。

更加优选地，所述微生物注射器的注射口管径小于所述微生物通道的孔径；便于微生物注射添加。

实施例1、透水铺装系统

透水铺装系统的结构自上而下分为透水砖层、微生物层、透水土工布层和透水基层。

1)透水层

透水层由透水砖组成，透水砖厚度为40-80mm，孔隙率15％-20％。主要作用为将路面的雨水快速渗透至地下，并完成对路面径流的初级过滤，避免一些大颗粒物进入地下。

透水砖可以是市面上常见的透水砖种类，透水砖边角4-6mm(或者倒弧半径4-6mm)。透水铺装边角位置的缝隙为微生物通道，用于微生物添加。

2)找平层

透水砖下设置一找平层，找平层是在垫层上整平、加强作用的构造层。采用中砂，找平层厚度为15-30mm，粒径为0.3-5mm。找平层是在垫层上整平、加强作用的构造层。

3)微生物层

微生物层的结构为：由砾石和微生物载体组成，厚度20-30mm。微生物载体为生物陶粒滤料，粒径范围5-10mm，滤料表面微孔丰富，比表面积大，易挂膜且生物量大；砾石粒径10-15mm，既能与生物陶粒滤料混合均匀，又能防止砾石堵塞滤料，为微生物生长提供良好生境。

4)透水土工布层

微生物反应层下设置一透水土工布层，既保证透水铺装系统的透水性，又能防止微生物流失。

5)透水基层

透水基层厚度为80-120mm，材料可用天然级配砂砾料、无砂混凝土等。材料粒径在5-8mm之间，起到隔绝原土与透水铺装结构的作用，避免原土逸散至微生物反应层，影响微生物除油效果。

实施例2、微生物注射器

1)微生物的种类主要为烃类氧化菌、烃类降解菌和石油降解菌。该类微生物利用石油烃作为碳源同化降解，最终完全矿化，转变为无害的无机物，从而降低油污污染。

2)添加的微生物为配制的微生物菌液，菌液中包含微生物所需的营养物质。

3)微生物添加采用配套微生物注射器。注射器主要材质为PVC。

微生物注射器包括手柄、管口、连接杆、中空管、活塞、注射管、注射口、上挡板、下挡板；中空管前部一端设有注射管，在中空管内，设有连接杆，连接杆的一端与手柄相连，连接杆的另一端与活塞相连，在连接杆与手柄相连处设有上挡板；中空管后部一端末尾为管口，注射管前部一端末尾为注射口；在注射管外部设有下挡板，下挡板的位置远离注射口。

其中，下挡板到注射口的距离大于透水层和找平层厚度之和，同时小于透水层、找平层和微生物反应层的厚度之和。这样可以保证注射口位置位于微生物层中部，保证微生物添加位置合适；同时又不会触及土工布层，避免注射器损坏。

其中，注射口的管径小于微生物通道的孔径，便于微生物注射添加。

实施例3、透水铺装方法

1、透水铺装各层施工

1)路基的开挖：根据设计的要求，路床开挖，清理土方，并达到设计标高；检查纵坡、横坡及边线，是否符合设计要求；修整路基，找平碾压密实，压实系数达95％以上。

2)透水基层的铺设：铺设80-120mm厚的天然级配砂砾料、无砂混凝土，并找平压实、压实系数达95％以上。

3)透水土工布的铺设：铺设300g/m²透水土工布。

4)微生物反应层的铺设：首先将生物陶粒置于塑料网(塑料网孔径小于陶粒粒径，避免陶粒流失)中，然后浸没在预制的微生物菌液中，待20小时后取出，此时微生物基本完成挂膜。

将透水砾石与挂膜后的生物陶粒均匀混合，在土工布上铺设20-30mm厚，并找平、压实。

5)找平层的铺设：找平层用中砂，15-30mm厚，中砂要求具有一定的级配，即粒径0.3-5mm的级配砂找平。

6)透水层铺设：面层为透水砖，在铺设时，应根据设计图案铺设透水砖，铺设时应轻轻平放，用橡胶锤锤打稳定，但不得损伤砖的边角。

2、微生物添加(即微生物注射器的使用)

首次铺装60天后，需要补充透水铺装系统中的微生物，采用微生物注射器添加：用注射器吸取微生物菌液，通过微生物通道进行注射。注射器下挡板与注射口间的距离大于透水层和找平层厚度之和，同时小于透水层、找平层和微生物层厚度之和，该设置可以保证注射时注射口能精确位于微生物层，同时又不会触及土工布层，避免注射器损坏。

本发明上述实施例中，透水层可以将路面的雨水快速渗透至地下，完成对路面径流的初级过滤，并避免一些大颗粒物进入地下。透水砖可以是市面上常见的透水砖种类，透水砖边角4-6mm，边角位置的透水砖缝隙交汇处为微生物通道，可以添加微生物。微生物层通过微生物有效去除了下渗径流中的油污，微生物主要为烃类氧化菌、烃类降解菌和石油降解菌，该类微生物利用石油烃作为碳源同化降解，最终完全矿化，转变为无害的无机物；避免了油污堵塞透水通道，同时防止油污进入地下水造成严重的环境污染。微生物层的生物陶粒滤料表面微孔丰富，比表面积大，易挂膜且生物量大；砾石既能与生物陶粒滤料混合均匀，又能防止砾石堵塞滤料，为微生物生长提供良好生境。透水土工布层既保证了透水铺装系统的透水性，又防止了微生物的流失。透水基层隔绝了原土与透水铺装系统，避免原土逸散至微生物层，影响微生物除油效果。本发明低碳节能，绿色环保，适用性广泛，利于普遍推广。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，本发明具体实现方式不受上述方式的限制。本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。