一種植物壇式水質凈化裝置的制造方法
【技術領域】
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[0001]本發明屬于水質凈化技術領域，涉及一種植物壇式水質凈化裝置，通過在水體系中構建植物壇，利用植物壇中種植水生植物的自然凈化作用，實現水質的凈化處理，用于對水體系景觀池或人工湖的水質凈化場合。
【背景技術】
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[0002]近年來，隨著經濟社會的全面發展，人民的生活水平不斷提高，人水和諧共處、親水景觀設計和水生態文明建設逐步走入居民的生活之中。在城市綠地、廣場、公園和居住小區的建設中配備一定規模的景觀水池或人工湖，已成為現代城市建設的主要特征之一。城市景觀水體系大多為靜止或流動性差的封閉水體系，其循環交替速度緩慢，一般具有水域面積小、易受污染、水環境容量小、水體自凈能力差、易發生富營養化等特點，極易造成水中懸浮物增多、濁度增大、透明度降低，有機物、細菌和大腸桿菌的含量增高；在溫度較高時，含N、P等營養元素較高的水體系中還會滋長藻類，藻類的異常繁殖會破壞水生態平衡，湖水呈現明顯的綠色，水體色度增高，并伴有明顯的魚腥味，有時甚至造成水體發黑發臭，喪失了景觀水體的功能，因此，提出合理有效地景觀水體系的水質凈化技術及其構建方法顯得尤為重要。
[0003]目前，國內外景觀水池/人工湖的水質凈化及其控制主要采用動植物生態控制技術、人工濕地凈化技術、水動力循環、生化技術、氣浮與過濾技術、生態浮床、曝氣增氧和生物柵等；水體系內植物水質凈化技術主要采用人工濕地凈化技術、生態浮床/浮島和生物柵等。人工濕地凈化技術通常要占據岸上土地資源或岸邊淺水區景觀水池/人工湖的面積，又不適宜在池/湖的中部普遍規劃建設；現有的大多數景觀水池/人工湖的流動性差，人工濕地主要用于凈化景觀水池/人工湖外圍的初期雨水、受污染河水和污水處理廠排水等，對池/湖中部及深水區水體的水質凈化和溶解氧改善作用很小；生態浮床/浮島的規模化建設會占據大量景觀水池/人工湖開敞水域的面積，對下層水體的營養鹽吸收和輸氧作用較小，且不便于維護管理；生物柵是在固定支架上設置生物接觸材料，適用于在淺水、窄水、流動性好的水域布置，其凈化效果才會比較明顯；在一些景觀水池/人工湖中種植荷葉或其它浮葉植物，無序地蔓延生長，漂浮于水面，甚至腐爛變質，嚴重阻礙了水體系從大氣中攝取氧氣和水面的透氣性，形成藻類大量繁殖，浮萍蔓延瘋長，大量消耗水中的溶解氧，引起水質嚴重缺氧惡化。所以提出一種水環境保護工程措施，使之向提高水體系自凈能力，抑制藻類生長，提高水體系中的溶解氧，改善水質與生態環境，恢復水體系自身生態功能以及美化湖面景觀作用的有利方向轉變，以實現景觀水池/人工湖中水質達到相應的地表水功能區要求的水質凈化系統裝置具有廣闊的應用前景。
【發明內容】
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[0004]本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，尋求設計一種景觀水池/人工湖的植物壇式水質凈化技術，構建一種對景觀水池/人工湖中的水質進行凈化的系統裝置；通過在景觀水池/人工湖中構建水生植物壇，利用植物的根系吸收或截留營養鹽起到自然凈化作用，再通過收割植物徹底去除水體中的污染物；利用水生植物根部、植物壇體及其填料為微生物、原生動物、小型浮游動物等提供附著的生存條件，在其作用下進一步有效地分解水體系中的氮和磷等營養物質，以降低水體系污染和富營養化程度；使植物壇中生長的水生植物葉、莖和根系為下層水體輸氧，水生植物根系釋放的化感物質能有效地抑制水體系中的藻類生長，防止水華暴發；在植物壇中生長的水生植物莖、葉和植物壇的頂部可為鳥類、昆蟲和兩棲動物提供優良的生存空間和棲息環境，改善和優化生物多樣性的生態環境。
[0005]為了實現上述目的，本發明提出水生植物壇結構概念，水生植物壇包括柱形和槽形兩種形式，采用在水體系的水域內以網格化布局構建柱形植物壇，柱形植物壇體為圓形、正方形或正多邊形的截面結構，各植物壇之間的網格間距取5-10倍植物壇的外徑；采用在水體系的進、出水口和靠邊水域沿岸分區段構建槽形植物壇，槽形植物壇體為長方形的截面結構，長邊布置與其岸線邊界走向一致，槽形植物壇的總長度不大于50%的岸線總長度；植物壇頂高在水位下500mm處，植物壇的總面積不大于5%的水體系面積；植物壇的結構采用留縫和孔隙的磚砌墻或其它結構定型構建，植物壇內裝有植物壇內填料后墻體具有堅固、穩定、透氣、透水、留縫隙和孔隙結構特征，以便于植物根系能夠吸收水體系中的營養物質和釋放化感物質、傳輸氧氣；留縫和孔隙的大小以內部填料不漏出為原則，植物壇內填料為水生植物提供支持載體，為微生物的生長提供穩定的依附表面，通過物理和化學的途徑去除水體中的氮和磷等營養物質；植物壇內填料能供植物根系向下生長和繁殖，為微生物提供良好的棲息地；植物壇對進、出水流中的懸浮物和污染物起到過濾和截留作用，在植物壇中栽種蘆葦、水蔥、香蒲和菖蒲多年生的大型水生植物，其下部和基部沉于水中，地下根莖的繁殖能力強，植株挺出水面，對水體中的有機質、氮和磷的營養物質具有凈化能力，為水上、水中生物圈提供優良的生存空間和棲息環境，并具有很好的觀賞性。
[0006]本發明涉及的水質凈化裝置的主體結構包括湖邊墻、水體系、進水管閥、進水布水槽、槽形植物壇、柱形植物壇、出水溢流口、排水井、排水管/渠、水體底、水漂、縫隙墻、植物壇內填料和鋼絲網；人工設計構成的水體系的周邊處不對稱分區段錯位布置有長方形結構的槽形植物壇，槽形植物壇的長邊走向布置取決于水體系的周邊結構形狀，包括直線形、曲線形或不規則形狀；水體系中以網格化布局均勻或不均勻分布構建有柱體外形的柱形植物壇，柱形植物壇的外形結構包括圓柱形、斜向布置的正方形或正多邊形柱體，柱形植物壇在水體系中的分布狀況取決于水體系的結構形狀和水體系的深度與面積；槽形植物壇和柱形植物壇的內腔中均裝有充滿度至植物壇結構高度95 %的植物壇內填料，植物壇內填料包括煤爐渣、陶粒、沸石、麥飯石顆粒和人造無機材料顆粒，其粒經為6-16mm ;槽形植物壇和柱形植物壇的周邊結構為縫隙墻，縫隙墻上帶有不規則的縫隙和小孔洞，用于透水、透氣和營養成分的通道；槽形植物壇和柱形植物壇的頂部周邊置有插入壇內固定的鋼絲網，鋼絲網的內空間是植物壇中生長的大型水生植物的莖、葉，鋼絲網用于防植物倒伏；水體系的頂面置有水漂，水體系的底部鋪設有泥沙結構的水體底，水體底的厚度為100-500mm，具有透水功能；水體系的一側處置有進水管閥，用于向水體系中補充水量；進水管閥的內側處置有矩形結構的進水布水槽，用于調節水體系和各植物壇中的水量；水體系的另一側邊角處置有與邊角結構形狀對應的槽形植物壇，槽形植物壇與水體系的邊墻之間置有排水井，槽形植物壇的外側上部設有出水溢流口，出水溢流口對應的邊墻上置有排水管/渠；進水管閥、進水布水槽、出水溢流口、排水井和排水管/渠配合使用，使水體系構成流動水系，以實現水體系中水量、水質和水位的調節與控制。
[0007]本發明與現有技術相比，不僅能對景觀水池/人工湖中長時間滯留的水體系的水質進行有效地凈化，降低污染物指標，且具有改善水體環境、水生態條件和自然景觀等綜合功能，對提高水體系的自凈能力、抑制藻類生長、豐富生物多樣性、恢復自身生態功能具有良好的促進作用；其植物收割、加工利用還可以增加收入，符合水生態環境的保護對策；其結構簡單，構建工藝成熟，污染物凈化效率高，無需人為操控運行，利用周期長，有效性好，不會發生植物無序蔓延，易于維護管理，便于推廣，應用環境友好。
【附圖說明】
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[0008]圖1為本發明的主體結構平面構造結構原理示意圖。
[0009]圖2為本發明的主體結構A-A剖面構造中的結構原理示意圖
[0010]圖3為本發明的主體結構B-B剖面構造中的結構原理示意圖。
[0011]圖4為本發明的主體結構C-C剖面構造中的結構原理示意圖。
[0012]圖5為本發明的主體結構D-D剖面構造中的結構原理示意圖。
【具體實施方式】
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[0013]下面通過實施例并結合附圖對本發明做進一步說明。
[0014]實施例1:
[0015]本實施例的構建結構由附圖1所示的平面圖所示，其主體結構包括湖邊墻1、水體系2、進水管閥3、進水布水槽4、槽形植物壇5、柱形植物壇6、出水溢流口 7、排水井8、排水管/渠9、水體底10、水漂11、縫隙墻12、植物壇內填料13和鋼絲網14 ;人工設計構成的水體系2的周邊處不對稱分區段錯位布置有長方形結構的槽形植物壇5，槽形植物壇