一种河湖污染治理智能平台及其控制方法

摘要

本发明申请公开了种河湖污染治理智能平台，包括漂浮平台、控制单元、检测模块、净化模块、曝气模块和电力模块，所述控制单元、曝气模块和电力模块均安装在漂浮平台上，检测模块和净化模块设置在漂浮平台的底部；本智能平台提高了可承载的微生物量，增加了水中微生物密度，二者结合可提高平台实际承载的微生物总量；通过控制主机、检测模块、电力模块整合至漂浮平台上，使河湖水质出现异常波动时，能够被发现，自动调节，并通过多个智能平台联动应对水质变化，保障河道水质长期达标；通过检测模块实时监测水中溶解氧浓度，当溶解氧偏低或水质变差时，控制主机启动曝气模块，对微生物密集的填料区域曝气充氧，确保微生物拥有理想的溶解氧环境。

说明书

技术领域

本发明涉及水质净化技术领域，具体涉及一种河湖污染治理智能平台及其控制方法。

背景技术

现有的河湖水污染治理项目中，生态浮岛应用十分广泛，利用漂浮的床体提供支撑力，浮床上面种植水生植物，水生植物根部深入水体汲取水中营养物质，形成植物处理效果；浮床下方悬挂生物载体填料，可提供微生物附着生长的环境，形成生物净水效果。

现有的生物浮岛净水技术存在以下问题：

1、现有的生态浮岛技术，主要集合了植物处理和微生物处理两个方面的技术，但微生物处理方面仅提供一定量的生物载体，等待水中微生物向生物载体上附着，这是一个十分缓慢的被动等待过程；而且待治理的受污染河道一般内部有益菌群数量偏少，即使最终有微生物在其表面聚集，仍然无法完成高效的生物处理效果。

2、现有的生态浮岛技术，实际上是一个固定的简易装置，实际上河湖水质本身具有季节性变化和其它突发的水质变化，需要改变生态浮岛的净水位置，而现有的生态浮岛不便于移动和搬运。

3、现有生态辅导技术的生物处理部分依靠水中自然携带的溶解氧为底部生物载体上的好氧微生物生命活动供养，当水中溶解氧水平较低时，则无法发挥生物治理优势。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种河湖污染治理智能平台及其控制方法。

为达到以上目的，提供如下方案：一种河湖污染治理智能平台，包括漂浮平台、控制单元、检测模块、净化模块、曝气模块和电力模块，所述控制单元、曝气模块和电力模块均安装在漂浮平台上，所述检测模块和净化模块设置在漂浮平台的底部，所述漂浮平台呈“口”字型结构，漂浮平台上设置有第一工作房和第二工作房，所述曝气模块设置在第一工作房内，所述电力模块与控制单元设置在第二工作房内，所述电力模块包括若干光伏板和蓄电池，所述光伏板安装在第一工作房与第二工作房的顶部，蓄电池安装在第二工作房内，蓄电池与控制单元电连接，控制单元与检测模块、曝气模块电连接，所述漂浮平台的中部设置有种植平台，所述检测模块安装在种植平台处。

进一步，所述控制单元为控制主机。

进一步，所述净化模块包括若干种植篮和帘式生物载体填料，所述种植篮内种植有净水植物，所述漂浮平台的侧部设置有若干种植篮，所述种植平台处设置有若干种植篮，所述帘式生物载体填料设置在种植平台的底部。

进一步，所述曝气模块包括曝气泵和曝气管，所述曝气泵安装在第一工作房内，曝气泵与曝气管的一端连接，曝气管的另一端与延伸至漂浮平台的底部。

进一步，所述第一工作房内设置有菌剂存储箱。

进一步，所述检测模块包括漂浮式水质检测站与水质检测传感器，所述漂浮式水质检测站安装在种植平台处，水质检测传感器设置在种植平台的底部，所述水质检测传感器包括溶解氧探头、化学需氧量监测探头、氨氮监测探头。

进一步，所述漂浮平台由若干拼接浮筒拼接而成，漂浮平台的外侧设置有围栏。

一种河湖污染治理智能平台的控制方法，包括以下步骤，

S1.光伏板工作，为蓄电池进行充电；

S2.控制主机将蓄电池中的电能传输至检测模块和曝气模块中，使得检测模块与曝气模块能够正常工作；

S3.向帘式生物载体填料中投加菌剂，使得帘式生物载体填料中产生大量微生物，对水质进行净化，在种植篮中种植净水植物；

S4.检测模块实时检测水质参数，并将水质参数回传至控制主机中；

S5.控制主机根据所接收到的水质参数启动或停止曝气模块。

本发明的工作原理及优点在于：

1. 通过帘式生物载体填料多层布置，大大提高了可承载的微生物量，再通过菌剂存储箱进行外源补充投加微生物菌剂，大大增加了水中微生物密度，二者结合可提高平台实际承载的微生物总量；

2. 通过控制主机的智能远程控制和物联网技术、检测模块的水质自动化监测、电力模块的光伏供电整合至漂浮平台上，使河湖水质出现异常波动时，能够被及早发现，自动干预调节，并使上下游、干支流的河湖污染治理智能平台联动应对水质变化，保障河道水质长期达标；

3. 通过检测模块实时监测水中溶解氧浓度，当溶解氧偏低或水质变差时，再由控制主机启动曝气模块，对微生物密集的填料区域曝气充氧，确保微生物拥有理想的溶解氧环境。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的结构图；

图3为本发明主视图。

说明书附图中的附图标记包括：

1.机体，2.进风口，3.通风口，4.释放口，5.隔网，6.进气扇，7.消杀模块，8.隔离安装板，9.主控板，10.集成电源模块。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

如图1至图3所示：

本河湖污染治理智能平台包括漂浮平台、控制单元、检测模块、净化模块、曝气模块和电力模块，控制单元用于控制其他用电器的运行，检测模块用于检测水质参数，净化模块用于净化水质，曝气模块用于为净化模块供养以及推流曝气，电力模块用于为本智能平台处的用电器供电；第一工作房和第二工作房用于收容和保护曝气模块、电力模块和控制单元；电力模块的光伏板用于将光能转化成电能并输送至蓄电池中，蓄电池用于存储电能；种植平台用于放置种植篮以及安装检测模块。

控制单元为控制主机，控制主机为现有成熟技术，控制主机内置有物联网通讯模块，使得控制主机能够通过物联网与实现远程操作功能；控制主机中的物联网通讯模块能够与云端服务器进行通讯，使得控制主机能够将所检测到的水质参数通过物联网传输至云端服务器中，用户只需登录云端服务器即可获取水质参数以及操作控制主机；同时，控制主机所接收到的水质污染参数大于预设阈值、或水溶氧含量小于预设阈值时，控制主机能够通过物联网通讯模块将相关报警信息通过短信或者电话通知相应的运维人员。

净化模块的种植篮内种植有净水植物，净水植物能够净化水质，种植篮主要设置在漂浮平台的四侧以及种植台的底部，漂浮平台的底部设置有若干帘式生物载体填料，帘式生物载体填料为多层布置，大大提高了可承载的微生物量。

曝气泵协同曝气管作用，为漂浮平台底部的帘式生物载体填料中微生物供氧。

菌剂存储箱中存储有菌剂，可配合相应的投料装置，实现菌剂的自动投加。

漂浮式水质检测站和溶解氧探头、化学需氧量监测探头、氨氮监测探头均为现有成熟技术，按需选配即可。

漂浮平台由拼接浮筒拼接而成，使得漂浮平台便于搭建、拆卸、移动和搬运。

一种河湖污染治理智能平台的控制方法，包括以下步骤，

S1.光伏板工作，为蓄电池进行充电；

S2.控制主机将蓄电池中的电能传输至检测模块和曝气模块中，使得检测模块与曝气模块能够正常工作；

S3.向帘式生物载体填料中投加菌剂，使得帘式生物载体填料中产生大量微生物，对水质进行净化，在种植篮中种植净水植物；

S4.检测模块实时检测水质参数，并将水质参数回传至控制主机中；

S5.控制主机根据所接收到的水质参数启动或停止曝气模块。

具体实施过程如下：

本专利的河湖水污染治理智能平台，集和了植物治理技术、微生物治理技术、人工曝气增氧技术、智能远程控制技术、水质自动化监测技术、光伏供电技术为一体，物联网技术为一体。

本河湖污染治理智能平台的漂浮平台为模块式拼接浮筒而成，呈“口”字形结构搭建，其拼装便捷，浮力大，可承载设备和后期检修人员登上平台作业，外围装有护栏，与现有技术相比，提供了后期检修的便利。漂浮平台结构下方采用帘式生物载体填料，帘式生物载体填料呈多层布置，与现有技术相比可大大增加可承载微生物的数量。“口”字形的漂浮平台中间位置为种植平台，种植平台中放置种植篮，种植净水植物，漂浮平台最外围悬挂种植篮种植进水植物，使平台具有植物处理的效果，同时提升景观效果；种植平台处安装有漂浮式水质检测站，下方还安装有水质监测的溶解氧探头、化学需氧量监测探头、氨氮监测探头。漂浮平台上方承载曝气模块、控制主机和电力模块、菌剂储存箱。电力模块通过光伏板将光能转化为电能为蓄电池充电，蓄电池与光伏板之间设置有相应的转换电路，蓄电池本智能平台的其他用电器供电，当检测模块检测到水中溶解氧水平偏低时，控制主机启动曝气模块对漂浮平台下方的帘式生物载体填料区域进行曝气，该区域有大量好氧微生物生长，充足的溶解氧利于其提高生物降解效率。当检测模块到帘式生物载体填料区域水质化学需氧量偏高或氨氮偏高时，启动曝气系统的同时，菌剂储存箱向平台下方填料区域对应投加COD降解菌剂或氨氮降解菌剂，达到自动干预的效果。

当某一河段或某一水系有多个本河湖污染治理智能台本平台的情况下，上游或支流平台监测到的异常情况通过物联网智能管理云平台联动传递给下游或干流pigtail，使其做到上下游、干支流的各河湖污染治理职能平台联动，应对水质变化的效果。

本河湖污染治理职智能平台，微生物处理效果更强，通过帘式生物载体填料多层布置，大大提高了可承载的微生物量，再通过外源补充投加微生物菌剂，大大增加了水中微生物密度，二者结合可提高平台实际承载的微生物总量。

本河湖污染治理职智能平台可以做到早发现、早干预、上下游联动、干支流联动的效果，现有技术在水质变化时是无法调节的，通过控制主机、电力模块和检测模块的整合，使河湖水质出现异常波动时，及早发现，自动干预调节，并使上下游、干支流的设备联动应对水质变化，保障河道水质长期达标。

本河湖污染治理职智能平台，通过溶解氧实时监测系统监测水中溶解氧，当溶解氧偏低或水质变差时，再由控制主机启动曝气模块，对微生物密集的填料区域曝气充氧，确保微生物拥有理想的溶解氧环境。

以上所述仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的适用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。