凈水裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水體凈化技術領域，特別是涉及一種凈水裝置。
【背景技術】
[0002] 生態學應用技術表明：當前全球所面臨的重大資源與環境問題的解決，都依賴于 對生態系統結構和功能、多樣性與穩定性以及生態系統過程和機制、演替規律與恢復或重 建等問題的實踐研究。自然生態系統的結構是由各種非生物與生物成分所組成，其功能是 由組成這一結構的非生物與生物成分共同綜合作用的結果。而生態系統結構的重建是維持 和發揮生態系統功能的前提，功能的恢復則是結構重建的目標。
[0003] 對于一個退化缺損的地表水人工生態系統，生物種類及其生長介質的喪失或改變 是影響生態恢復的主要障礙及所要解決的關鍵問題。國內外通常采用兩種技術（生物技術 和非生物技術）或兩種技術的結合，以獲得滿意的結果，即（1)選擇合適的植物種類改造介 質，種植綠色植物和增施生物菌肥等生物技術，使介質更適合植物的生長；（2)利用物理、 化學和生物等工程措施直接改良介質或徹底更換介質（即非生物與生物技術結合），最終 達到以所選植物為主導的生態恢復目標。
[0004] 人工濕地是一種生物與非生物技術相結合應用于污水處理領域的典型實踐，其基 本原理是在人工濕地填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個人工濕地生態系統。當 污水通過濕地系統時，其中的污染物質和營養物質被系統吸收或分解，而使水質得到凈化。 自上世紀80年代以來，人工濕地污水處理技術以其低的投資運行費用、良好的處理效果和 顯著的生態效益等優點，成為我國水處理技術的重要發展方向，在城鄉廢水、生活污水、富 營養化水體修復等水處理領域取得了較好的效果。但人工濕地長期運行中暴露出一系列問 題，尤其在北方地區，諸如，濕地植物的枯萎死亡，嚴重影響了根系向地下輸送氧氣的能力； 冬季結冰阻止了溶解氧的傳遞；人工濕地中缺氧、厭氧的環境狀態不利于有機物的降解、硝 化以及基質對磷的吸收；溫度降低時，承擔硝化作用的中溫細菌生長速率和硝化速率受到 很大抑制，影響了整個濕地系統的脫氮能力；微生物的死亡、植物以及沉積物的腐敗等引起 的基質堵塞，有機物、氮、磷的釋放，均加劇了濕地出水水質的惡化。綜上分析，人工濕地運 行中效率下降的根源在于其結構的不穩定性，尤其水生植物的枯萎死亡與更換過程導致結 構因素的缺失和失穩，進而導致系統的失穩，表現為系統凈化功能的下降。
[0005] 又如，我國大部分北方城市景觀水體水質較差，雖然很多城市對部分景觀河道水 系進行改造，水質仍難以保持，呈現不斷惡化的趨勢。一方面由于截污不徹底和面源污染問 題沒有得到解決，納污能力超過了其自凈能力，另一方面，也是根本性問題，河道硬化、渠化 等截彎取直動作導致了河流的天然形態和自然走向，致使河流水動力過程改變，河流以物 理、化學、生物等形式參與生態系統運動的功能喪失，局部生態系統癱瘓。兩岸植被和生物 棲息地被人為破壞，過渡區域景觀的可達性、連續性差，阻斷了河道與生態系統其他成員之 間的溝通和交流，河道中許多生物賴以生存的自然特征消失，水質持續惡化，河道景觀、休 閑價值損毀。
【發明內容】
[0006] 有鑒于此，本發明的目的在于提出一種凈水裝置，以通過植物對污水中氮磷等營 養物質的吸收、利用，以及填料的再生作用，實現城市水體水質改善和凈化。
[0007] 基于上述目的，本發明提供的凈水裝置包括木本植物、步道層、沙墊層、木本承壓 層、木本隔離層、木本填料層、挺水植物、挺水承壓層、挺水隔離層、挺水填料層、沉水植物、 沉水隔離層和沉水填料層；
[0008] 所述木本填料層的上表面向內凹陷形成種植穴，該種植穴的表面以及木本填料 層的上表面均鋪設有木本隔離層，所述木本隔離層上鋪設有木本承壓層，所述木本植物被 木本承壓層固定于種植穴內的木本隔離層上，所述木本承壓層上依次鋪設有沙墊層和步道 層；
[0009] 所述挺水填料層上依次鋪設有挺水隔離層和挺水承壓層，所述挺水承壓層上種植 有挺水植物；
[0010] 所述沉水填料層上鋪設有沉水隔離層，所述沉水隔離層上種植有沉水植物。
[0011] 在本發明的一些實施例中，所述木本填料層的周圍固定有木本箱板，挺水填料層 的周圍固定有挺水箱板，沉水填料層的周圍固定有沉水箱板，所述木本箱板向上延伸至步 道層或者步道層以上，所述挺水箱板向上延伸至挺水承壓層或者挺水承壓層以上，沉水箱 板向上延伸至沉水隔離層或者沉水隔離層以上。
[0012] 在本發明的一些實施例中，所述木本箱板、挺水箱板和沉水箱板的壁面上開設有 直徑為丨5~20mm的水流交換孔，開孔率為10%~30%，開孔位置為常水位線以下。
[0013] 在本發明的一些實施例中，所述木本填料層、沉水填料層分別位于挺水填料層的 兩側；或者
[0014] 所述木本填料層的兩側由近至遠依次設置有挺水填料層、沉水填料層。
[0015] 在本發明的一些實施例中，所述挺水承壓層的上表面與鋪設于木本填料層上表面 的木本隔離層齊平，所述挺水隔離層低于沉水隔離層。
[0016] 在本發明的一些實施例中，所述木本植物的樹干周圍安裝有卡箱凳，卡箱凳的中 間從木本植物的樹干穿過，卡箱凳的凳腳穿過所述步道層和沙墊層后，固定于木本承壓層 中。
[0017] 在本發明的一些實施例中，所述卡箱凳包括支撐架、用于穿過所述木本植物的樹 干的固定架和螺栓，所述固定架通過螺栓固定于支撐架的頂部，所述支撐架的底部穿過所 述步道層和沙墊層后，固定于木本承壓層中。
[0018] 在本發明的一些實施例中，所述支撐架包括回字形的橫向板、斜向板以及垂直于 所述橫向板的豎向板，所述斜向板固定于回字形橫向板的轉角處，所述回字形橫向板的轉 角處以及斜向板上開設有通孔。
[0019] 在本發明的一些實施例中，所述固定架包括弧形固定條和直線固定條，所述弧形 固定條的凸起面與直線固定條的一端部固定連接，所述直線固定條上開設有至少一條滑 道。
[0020] 在本發明的一些實施例中，所述木本隔離層、挺水隔離層和沉水隔離層為透水的 無紡布材料；
[0021] 所述步道層為用磚、砂粒、石塊的一種或混合鋪設而成的步行道路；
[0022] 所述沙墊層采用河沙或細沙鋪設；
[0023] 所述木本承壓層和/或挺水承壓層為土壤鋪設。
[0024] 在本發明的一些實施例中，所述沉水隔離層上設置有種植槽，所述沉水植物種植 于該種植槽內。
[0025] 從上面所述可以看出，本發明提供的凈水裝置具有如下優點：
[0026] 1)多技術集成，適用性廣。本發明提供的凈水裝置將景觀生態設計技術、濕地處理 技術、工業固廢資源化利用技術、生物膜法處理技術、土地處理技術、生物操縱技術等集成 為一體，通過修復水體生態系統結構措施，強化生物作用，均衡發揮工程措施見效快與生物 措施可持續性強的優勢，增強系統穩定性，保障系統生態流的流通與連續，進而持續發揮其 生態功能。
[0027] 2)結構簡單，成本低廉，施工方便。凈水裝置結構簡單，植物為鄉土物種，渣基填料 采用爐渣、煤渣、礦渣等工業固廢為原材料，成本低；凈水礁施工可因地制宜地進行現場模 塊化組裝，施工便捷，投