本專利涉及一種水體增氧凈化裝置，特別是一種增加景觀性的水體增氧凈化裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的提高，人民對(duì)于環(huán)境美感的需求也越來越高，許多城市中心區(qū)、商業(yè)區(qū)、住宅區(qū)都建造了不同尺度的人工水系景觀。但與此同時(shí)，人口的增加、工業(yè)的發(fā)展也帶來了嚴(yán)重的水污染問題。景觀水體，尤其是人工景觀水體，由于尺度較小、環(huán)境承載力較差，水質(zhì)惡化現(xiàn)象更是十分普遍。

常見的維護(hù)景觀水體水質(zhì)的有效方法有很多，如構(gòu)建人工濕地處理系統(tǒng)、循環(huán)凈化湖水、生態(tài)凈化、曝氣增氧等，且近年來在這些方面的研究十分活躍。但是這些技術(shù)方法都存在占地面積大、成本高、對(duì)場(chǎng)地改造程度高等一系列問題。

本技術(shù)針對(duì)小尺度景觀水體，根據(jù)水體受到污染后缺氧的特點(diǎn)，從人工增氧和生態(tài)水草凈化兩個(gè)技術(shù)切入點(diǎn)著手，切實(shí)提高水體水質(zhì)。其原理如下：

水中的溶解氧主要來源于大氣復(fù)氧和水生植物的光合作用，其中大氣復(fù)氧是水體溶解氧的主要來源。大氣復(fù)氧是指空氣中的氧溶于水中的氣一液相傳質(zhì)過程，這一過程也可稱為天然曝氣。但是，如果單靠天然曝氣作用，水體的自凈過程將非常緩慢。人工曝氣也可產(chǎn)生天然曝氣的同樣效果。當(dāng)水體受到嚴(yán)重的有機(jī)污染，導(dǎo)致水體處于缺氧或厭氧狀態(tài)時(shí)，如果在適當(dāng)?shù)奈恢孟蛩w進(jìn)行人工充氧，就可以避免出現(xiàn)缺氧或厭氧狀態(tài)，使整個(gè)水體自凈過程始終處于好氧狀態(tài)。因此，可以采用人工增氧的方式向水體充氧，加速水體復(fù)氧過程，提高水體中好氧微生物的活力，以改善水質(zhì)。

生態(tài)水草綜合應(yīng)用的方法是仿生天然水草等水生植物相同機(jī)理對(duì)水體進(jìn)行去污凈化，生態(tài)水草通過形成的生物膜的粘著性吸附河道中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物并氧化，通過生化反應(yīng)使溶解性有機(jī)污染物一部分形成最終代謝產(chǎn)物(CO2、H2O、礦化物等)，另一部分被微生物同化；在生物膜中存在的好氧、兼性厭氧和厭氧三個(gè)反應(yīng)區(qū)，為去除T-N的硝化反硝化反應(yīng)創(chuàng)造了反應(yīng)條件；生態(tài)水草形成的生物膜量遠(yuǎn)超天然水生植物，因此其同比附著的細(xì)菌和藻類吸收及高效聚磷菌轉(zhuǎn)化、沉積T-P同比更為高效；生態(tài)水草通過其創(chuàng)造的微生物環(huán)境對(duì)小顆粒SS進(jìn)行生物接觸氧化去除，同時(shí)以所形成生物膜強(qiáng)化的粘著力吸附能力進(jìn)一步對(duì)有機(jī)類懸浮物進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化去除。通過以上幾類對(duì)不同污染物的凈化作用，達(dá)到增加DO水平，提升水體透光能力，為水生植物的光合作用創(chuàng)造條件，顯著改善水體水質(zhì)。

本技術(shù)通過人工營(yíng)造疊水曝氣環(huán)境為水體增氧和生態(tài)水草附著微生物凈化水體兩個(gè)渠道，構(gòu)造適用于各類場(chǎng)地的水體凈化裝置，在凈化水體的同時(shí)節(jié)約成本，增加景觀效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種新型的水體增氧凈化裝置，解決上述問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種水體增氧凈化裝置，包括n級(jí)凈化箱，其中n≥1；每個(gè)所述凈化箱的底部一角均設(shè)置有跌水口，第1級(jí)凈化箱位于其他凈化箱的上方，第n級(jí)凈化箱位于其他凈化箱的下方；所述凈化箱均固定在墻體上，上一級(jí)凈化箱的跌水口位于下一級(jí)凈化箱的正上方。

進(jìn)一步的，所述凈化箱包括箱體、跌水口和m級(jí)擋流堰，其中m≥1；所述箱體為側(cè)面和底面封閉，上端開口的中空盒狀體；所述跌水口設(shè)置在箱體最底部的一角，向下一級(jí)凈化箱布置方向開口；第1級(jí)擋流堰位于所述m級(jí)擋流堰的最上方，第m級(jí)擋流堰位于所述m級(jí)擋流堰的最下方，所述擋流堰一端與箱體側(cè)壁固定，并向相對(duì)的側(cè)壁水平伸出，與相對(duì)側(cè)壁留有一定縫隙，每一級(jí)擋流堰均與上一級(jí)擋流堰留有一定的間距，下一級(jí)擋流堰的長(zhǎng)度均長(zhǎng)于上一級(jí)擋流堰。

進(jìn)一步的，所述凈化箱還包括至少一個(gè)種植槽，所述種植槽為固定于箱體上方底部的凹槽，所述種植槽的底部開至少兩個(gè)小孔，相鄰種植槽之間留有一定空間，在所述種植槽內(nèi)種植植物。

進(jìn)一步的，所述種植槽為豎槽狀或網(wǎng)格狀。

進(jìn)一步的，所述每一級(jí)擋流堰的末端均設(shè)置垂直向上的片狀結(jié)構(gòu)，第一級(jí)擋流堰上的片狀結(jié)構(gòu)的頂端低于所述箱體的上沿。

進(jìn)一步的，下一級(jí)擋流堰的片狀結(jié)構(gòu)的頂端在水平方向上低于上一級(jí)擋流堰的下沿。

進(jìn)一步的，所述每一級(jí)擋流堰表面均布置有生態(tài)水草。

進(jìn)一步的，所述箱體為透明或半透明的箱體。

進(jìn)一步的，還包括一個(gè)出水管，所述出水管的一端與第n級(jí)凈化箱的跌水口連通，所述出水管的另一端通向集水裝置或河湖中。

本發(fā)明的有益效果可以總結(jié)如下：

(1)不受地域限制，適用范圍廣泛，操作簡(jiǎn)便；

(2)利用重力勢(shì)差實(shí)現(xiàn)水體曝氣增氧，無需提供曝氣動(dòng)力，節(jié)約成本；

(3)在曝氣同時(shí)利用時(shí)間差，采用人工水草為微生物提供載體，并協(xié)同植物根系對(duì)水體進(jìn)行凈化，與水體接觸時(shí)間長(zhǎng)，凈化效果好，同時(shí)節(jié)約資源；

(4)通過在凈化箱上部種植植物和采用人工水草進(jìn)行凈化，增加景觀效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)凈化箱的應(yīng)用示意圖。

圖2為本發(fā)明凈化箱的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明種植槽一種實(shí)施例的俯視圖。

圖4為本發(fā)明種植槽另一種實(shí)施例的俯視圖。

標(biāo)號(hào)說明：1、箱體；2、種植槽；3、擋流堰；4、生態(tài)水草；5、跌水口；6、片狀結(jié)構(gòu)；7、小孔；8、植物；9、應(yīng)用場(chǎng)地；10、出水管；11、第1級(jí)凈化箱；12、第n級(jí)凈化箱；13、第1級(jí)擋流堰；14、第m級(jí)擋流堰。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示的一種水體增氧凈化裝置，包括一個(gè)及以上的凈化箱按照重力勢(shì)差的相對(duì)位置串聯(lián)而成，所述凈化箱均固定在墻體或應(yīng)用場(chǎng)地9上。第1級(jí)凈化箱11位于其他凈化箱的上方，第n級(jí)凈化箱12位于其他凈化箱的下方，其中n≥1。每個(gè)所述凈化箱的底部一角均設(shè)置有跌水口5，上一級(jí)凈化箱的跌水口5位于下一級(jí)凈化箱的正上方。出水管10的一端與第n級(jí)凈化箱12的跌水口5連通，所述出水管10的另一端通向集水裝置或河湖中。

如圖2所示，單個(gè)凈化箱包括箱體1、種植槽2、m級(jí)擋流堰3、生態(tài)水草4和跌水口5組成，其中m≥1。

箱體1由高強(qiáng)度、耐水濕、透明或半透明的材料制成，為側(cè)面和底面封閉，上端開口的中空盒狀體。作用為承載本凈化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。

種植槽2與箱體1材料一致，為固定于箱體1上方底部開若干小孔7的凹槽。

如圖3所示，種植槽2為豎槽狀.如圖4所示，種植槽2可網(wǎng)格狀。

相鄰種植槽2之間留有一定空間，使得外部空氣可以進(jìn)入種植箱，并保證不阻擋水體由上級(jí)凈化箱向下級(jí)跌落。底部開若干小孔7的作用為便于植物8根系由種植槽2向下伸出至擋流堰3，協(xié)同生態(tài)水草4對(duì)水體進(jìn)行凈化。本裝置的作用為給植物8種植提供場(chǎng)所，增加整體結(jié)構(gòu)景觀性。

擋流堰3與箱體1材料一致，位于箱體1空腔內(nèi)，為m級(jí)層狀結(jié)構(gòu)(m≥1)，第1級(jí)擋流堰13位于所述m級(jí)擋流堰的最上方，第m級(jí)擋流堰14位于所述m級(jí)擋流堰的最下方。擋流堰3一端與箱體1側(cè)壁固定，并向相對(duì)的側(cè)壁水平伸出，與相對(duì)側(cè)壁留有一定縫隙，在末端設(shè)置垂直向上的片狀結(jié)構(gòu)6，其中第1級(jí)擋流堰13垂直片狀結(jié)構(gòu)6與箱體1頂部留有一定縫隙。如果為多層擋流堰結(jié)構(gòu)時(shí)(m≥2)，較低一級(jí)擋流堰3較上一級(jí)擋流堰3在水平長(zhǎng)度上稍作增加，凸起的片狀結(jié)構(gòu)6的頂端低于上一級(jí)擋流堰3的下沿，確保水體通過上一級(jí)擋流堰3完全跌落至下一擋流堰3中，減小飛濺損失。本結(jié)構(gòu)主要作用為人工營(yíng)造多級(jí)水勢(shì)差，構(gòu)造疊水環(huán)境，增加水體中氧氣含量，達(dá)到凈化水體的作用。

生態(tài)水草4選擇外圍包裹木質(zhì)素的纖維素填料為人工水草填料，該材料為一種高效的生態(tài)載體，具有較大的比表面積，可以負(fù)荷大量微生物。生態(tài)水草4布置于擋流堰3表面。因水體由較高一級(jí)凈化箱或較高一級(jí)擋流堰3跌落時(shí)，會(huì)在下一級(jí)擋流堰3進(jìn)行一定時(shí)間的積累，此時(shí)水流較緩，生態(tài)水草4布置于此，在節(jié)約資源的同時(shí)可以最大程度的與水體進(jìn)行接觸，增加接觸時(shí)間，增強(qiáng)凈化效果。同時(shí)，箱體1整體可為透明或半透明狀，生態(tài)水草4的布置可顯著增加景觀效果，使箱體1自成景觀。

跌水口5設(shè)置在凈化箱最底部的一角，向下一凈化箱布置方向開口。作用為將凈化后的水體釋放至收集裝置或下一級(jí)凈化箱內(nèi)，維持凈化系統(tǒng)的運(yùn)行。

本發(fā)明的實(shí)施方法為：

A.選擇應(yīng)用場(chǎng)地9，清理作業(yè)場(chǎng)地，做好材料、工具準(zhǔn)備；

B.將凈化箱在墻體上適當(dāng)位置進(jìn)行固定；

C.根據(jù)場(chǎng)地傾斜程度及跌水設(shè)計(jì)參數(shù)，確定下一凈化箱較上一凈化箱的水平和垂直位移；

D.根據(jù)位移參數(shù)，固定下一凈化箱，直至所有凈化箱固定完畢；

E.將種植基質(zhì)填入種植槽2內(nèi)，并選擇適宜植物品種進(jìn)行種植；

F.清理現(xiàn)場(chǎng)、養(yǎng)護(hù)并投入使用。

以上通過具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。