一种水体增氧净化装置的制作方法

本专利涉及一种水体增氧净化装置，特别是一种增加景观性的水体增氧净化装置。

背景技术：

随着我国经济的发展，生活水平的提高，人民对于环境美感的需求也越来越高，许多城市中心区、商业区、住宅区都建造了不同尺度的人工水系景观。但与此同时，人口的增加、工业的发展也带来了严重的水污染问题。景观水体，尤其是人工景观水体，由于尺度较小、环境承载力较差，水质恶化现象更是十分普遍。

常见的维护景观水体水质的有效方法有很多，如构建人工湿地处理系统、循环净化湖水、生态净化、曝气增氧等，且近年来在这些方面的研究十分活跃。但是这些技术方法都存在占地面积大、成本高、对场地改造程度高等一系列问题。

本技术针对小尺度景观水体，根据水体受到污染后缺氧的特点，从人工增氧和生态水草净化两个技术切入点着手，切实提高水体水质。其原理如下：

水中的溶解氧主要来源于大气复氧和水生植物的光合作用，其中大气复氧是水体溶解氧的主要来源。大气复氧是指空气中的氧溶于水中的气一液相传质过程，这一过程也可称为天然曝气。但是，如果单靠天然曝气作用，水体的自净过程将非常缓慢。人工曝气也可产生天然曝气的同样效果。当水体受到严重的有机污染，导致水体处于缺氧或厌氧状态时，如果在适当的位置向水体进行人工充氧，就可以避免出现缺氧或厌氧状态，使整个水体自净过程始终处于好氧状态。因此，可以采用人工增氧的方式向水体充氧，加速水体复氧过程，提高水体中好氧微生物的活力，以改善水质。

生态水草综合应用的方法是仿生天然水草等水生植物相同机理对水体进行去污净化，生态水草通过形成的生物膜的粘着性吸附河道中的有机营养物并氧化，通过生化反应使溶解性有机污染物一部分形成最终代谢产物(CO2、H2O、矿化物等)，另一部分被微生物同化；在生物膜中存在的好氧、兼性厌氧和厌氧三个反应区，为去除T-N的硝化反硝化反应创造了反应条件；生态水草形成的生物膜量远超天然水生植物，因此其同比附着的细菌和藻类吸收及高效聚磷菌转化、沉积T-P同比更为高效；生态水草通过其创造的微生物环境对小颗粒SS进行生物接触氧化去除，同时以所形成生物膜强化的粘着力吸附能力进一步对有机类悬浮物进行分解转化去除。通过以上几类对不同污染物的净化作用，达到增加DO水平，提升水体透光能力，为水生植物的光合作用创造条件，显著改善水体水质。

本技术通过人工营造叠水曝气环境为水体增氧和生态水草附着微生物净化水体两个渠道，构造适用于各类场地的水体净化装置，在净化水体的同时节约成本，增加景观效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于设计一种新型的水体增氧净化装置，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水体增氧净化装置，包括n级净化箱，其中n≥1；每个所述净化箱的底部一角均设置有跌水口，第1级净化箱位于其他净化箱的上方，第n级净化箱位于其他净化箱的下方；所述净化箱均固定在墙体上，上一级净化箱的跌水口位于下一级净化箱的正上方。

进一步的，所述净化箱包括箱体、跌水口和m级挡流堰，其中m≥1；所述箱体为侧面和底面封闭，上端开口的中空盒状体；所述跌水口设置在箱体最底部的一角，向下一级净化箱布置方向开口；第1级挡流堰位于所述m级挡流堰的最上方，第m级挡流堰位于所述m级挡流堰的最下方，所述挡流堰一端与箱体侧壁固定，并向相对的侧壁水平伸出，与相对侧壁留有一定缝隙，每一级挡流堰均与上一级挡流堰留有一定的间距，下一级挡流堰的长度均长于上一级挡流堰。

进一步的，所述净化箱还包括至少一个种植槽，所述种植槽为固定于箱体上方底部的凹槽，所述种植槽的底部开至少两个小孔，相邻种植槽之间留有一定空间，在所述种植槽内种植植物。

进一步的，所述种植槽为竖槽状或网格状。

进一步的，所述每一级挡流堰的末端均设置垂直向上的片状结构，第一级挡流堰上的片状结构的顶端低于所述箱体的上沿。

进一步的，下一级挡流堰的片状结构的顶端在水平方向上低于上一级挡流堰的下沿。

进一步的，所述每一级挡流堰表面均布置有生态水草。

进一步的，所述箱体为透明或半透明的箱体。

进一步的，还包括一个出水管，所述出水管的一端与第n级净化箱的跌水口连通，所述出水管的另一端通向集水装置或河湖中。

本发明的有益效果可以总结如下：

(1)不受地域限制，适用范围广泛，操作简便；

(2)利用重力势差实现水体曝气增氧，无需提供曝气动力，节约成本；

(3)在曝气同时利用时间差，采用人工水草为微生物提供载体，并协同植物根系对水体进行净化，与水体接触时间长，净化效果好，同时节约资源；

(4)通过在净化箱上部种植植物和采用人工水草进行净化，增加景观效果。

附图说明

图1为本发净化箱的应用示意图。

图2为本发明净化箱的剖面结构示意图。

图3为本发明种植槽一种实施例的俯视图。

图4为本发明种植槽另一种实施例的俯视图。

标号说明：1、箱体；2、种植槽；3、挡流堰；4、生态水草；5、跌水口；6、片状结构；7、小孔；8、植物；9、应用场地；10、出水管；11、第1级净化箱；12、第n级净化箱；13、第1级挡流堰；14、第m级挡流堰。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种水体增氧净化装置，包括一个及以上的净化箱按照重力势差的相对位置串联而成，所述净化箱均固定在墙体或应用场地9上。第1级净化箱11位于其他净化箱的上方，第n级净化箱12位于其他净化箱的下方，其中n≥1。每个所述净化箱的底部一角均设置有跌水口5，上一级净化箱的跌水口5位于下一级净化箱的正上方。出水管10的一端与第n级净化箱12的跌水口5连通，所述出水管10的另一端通向集水装置或河湖中。

如图2所示，单个净化箱包括箱体1、种植槽2、m级挡流堰3、生态水草4和跌水口5组成，其中m≥1。

箱体1由高强度、耐水湿、透明或半透明的材料制成，为侧面和底面封闭，上端开口的中空盒状体。作用为承载本净化系统的基本结构。

种植槽2与箱体1材料一致，为固定于箱体1上方底部开若干小孔7的凹槽。

如图3所示，种植槽2为竖槽状.如图4所示，种植槽2可网格状。

相邻种植槽2之间留有一定空间，使得外部空气可以进入种植箱，并保证不阻挡水体由上级净化箱向下级跌落。底部开若干小孔7的作用为便于植物8根系由种植槽2向下伸出至挡流堰3，协同生态水草4对水体进行净化。本装置的作用为给植物8种植提供场所，增加整体结构景观性。

挡流堰3与箱体1材料一致，位于箱体1空腔内，为m级层状结构(m≥1)，第1级挡流堰13位于所述m级挡流堰的最上方，第m级挡流堰14位于所述m级挡流堰的最下方。挡流堰3一端与箱体1侧壁固定，并向相对的侧壁水平伸出，与相对侧壁留有一定缝隙，在末端设置垂直向上的片状结构6，其中第1级挡流堰13垂直片状结构6与箱体1顶部留有一定缝隙。如果为多层挡流堰结构时(m≥2)，较低一级挡流堰3较上一级挡流堰3在水平长度上稍作增加，凸起的片状结构6的顶端低于上一级挡流堰3的下沿，确保水体通过上一级挡流堰3完全跌落至下一挡流堰3中，减小飞溅损失。本结构主要作用为人工营造多级水势差，构造叠水环境，增加水体中氧气含量，达到净化水体的作用。

生态水草4选择外围包裹木质素的纤维素填料为人工水草填料，该材料为一种高效的生态载体，具有较大的比表面积，可以负荷大量微生物。生态水草4布置于挡流堰3表面。因水体由较高一级净化箱或较高一级挡流堰3跌落时，会在下一级挡流堰3进行一定时间的积累，此时水流较缓，生态水草4布置于此，在节约资源的同时可以最大程度的与水体进行接触，增加接触时间，增强净化效果。同时，箱体1整体可为透明或半透明状，生态水草4的布置可显著增加景观效果，使箱体1自成景观。

跌水口5设置在净化箱最底部的一角，向下一净化箱布置方向开口。作用为将净化后的水体释放至收集装置或下一级净化箱内，维持净化系统的运行。

本发明的实施方法为：

A.选择应用场地9，清理作业场地，做好材料、工具准备；

B.将净化箱在墙体上适当位置进行固定；

C.根据场地倾斜程度及跌水设计参数，确定下一净化箱较上一净化箱的水平和垂直位移；

D.根据位移参数，固定下一净化箱，直至所有净化箱固定完毕；

E.将种植基质填入种植槽2内，并选择适宜植物品种进行种植；

F.清理现场、养护并投入使用。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。