这种“清浊分流”的理念，在这个时代，简直是闻所未闻，甚至被许多老工匠认为是多此一举。但在张大山的坚持下，这项奠定城市未来卫生基础的工程，被一丝不苟地执行了下去。
第二步：三级沉滤，以“金”生水。
所有从“浊渠”中汇集而来的废水，其第一站，并非是直接排入河流，而是流入了一片位于“百工区”下游的、规模庞大的“净化区”。
在这里，张大山指挥工匠们，修建了三个巨大的、依次相连的“净化池”。
第一个，是“沉淀池”。这是一个巨大而深邃的砖石结构水池。所有废水流入此处后，流速会骤然变缓。那些水里夹带的、比重较大的固体颗粒，如泥沙、煤渣、食物残渣等，便会因为重力作用，自然沉降到池底。池底还被设计成倾斜的漏斗状，便于定期清理沉淀下来的淤泥。
第二个，是“沙滤池”。从沉淀池上层流出的、相对清澈了一些的废水，会进入这个更为精巧的池子。池底铺设着厚厚的好几层由粗到细的沙砾、卵石、以及煅烧过的木炭颗粒。张大山解释道，这些沙石，其性属“金”，其质密实，能有效过滤掉水中那些更细小的悬浮杂质。而木炭，则具有一种神奇的“吸附”之力，能将水中一些溶解的、有颜色的污秽之物，吸附在自身无数的微小孔洞之中。
第三个，是“曝气池”。经过沙石木炭过滤后，水质已经变得清澈了不少。但这还不够。张大山又设计了这个带有数道阶梯状跌水堰的浅水池。他解释说，让水从高处跌落，与空气充分接触，可以增加水中的“生气”（溶解氧），有助于分解掉水中一些看不见的、能导致水体发臭的“腐败之气”。
这套“三级沉滤”系统，层层递进，环环相扣。每一步，都蕴含着张大山从《天工开物》和现代知识中提炼出的、最朴素也最有效的物理净化原理。
第三步：师法自然，以“木”养水。
经过三级沉滤处理后的水，虽然在寻常人看来已经足够“干净”了。
但在张大山的规划中，这还只是完成了“净化”的一半。
他将从曝气池流出的水，引入了一片更为广阔的、开辟出来的……人工湿地。
这片湿地里，被格物学院的学子们，精心栽种上了数万株从附近湖泊沼泽中移植过来的、生命力极其顽强的本土水生植物——如芦苇、菖蒲、香蒲、荷花、菱角等。