CN109678252A - 一种水库水体富营养化生态修复系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种水库水体富营养化生态修复系统，包括用于打捞浮游垃圾的打捞装置、用于形成三维监控图的立体测量体系、构建静态净化体系的生态浮岛和悬浮岛架、原位培养优势微生物和定向释放优势微生物种群的自主驱动微生物自循环优势培养装置、以及维持各个分区溶解氧动态平衡的曝气装置；本发明通过形成一个立体的、动态和静态相结合的生态修复系统体系，能够根据立体式的检测结果来差异性、动态的实现净化和修复，在整个净化的过程中均是通过生物方式进行的，不会产生二次污染，在治理结束后还可以进行植物的采收，达到治理和采收的双重目的，合理利用富营养化水体中的营养成分，从而达到更加有效、更加经济的净化和修复目的。

Description

一种水库水体富营养化生态修复系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及污水原位治理技术领域，具体涉及一种水库水体富营养化生态修复系统及方法。

背景技术

所有的水域都有一定程度的自净能力，这种自净能力来源于水中的溶解氧，如果水中缺氧，水域一定处于严重污染中。当水域中进入少量的污染物之后，水域中的溶解氧将污染物氧化分解成没有污染作用的无机物并以气体形态释放，水域中恢复洁净，再经过一段时间的自然溶解，水域中恢复溶解氧含量，从而实现水域自净能力的循环平衡，维持水域的洁净生态环境。但是近些年来，随着经济的快速发展，人口的快速增长，我国城市化进程不断加快，河流的水量、环境容量减少，生物群落多样性遭到破坏，自净能力降低或是丧失；另外随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，大量城市生活污染、工业污染、农业面源污染物未经有效处理即进入河道，超出了水体的自净能力，造成河道水体污染物积累，出现了或出现过不同程度的水质污染及湖库水体富营养化问题，甚至出现发黑发臭现象。

目前，治理水体富营养化污染的方法主要有物理法、化学法、生物生态法。随着水环境治理与水生态保护力度的不断加大，目前湖库水体富营养化治理常采用生物生态法来修复，在现有技术中，利用生物生态法来实现水域的净化和修复主要是通过植物来实现的，由于植物生长需要稳定的环境，因此现有技术中的修复往往是静态的，不能够对广阔的、污染不均衡的水域进行差异性治理，使得生态治理的效果达不到设计中的要求。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种水库水体富营养化生态修复系统及方法，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明实例提供如下技术方案：

一种水库水体富营养化生态修复系统，包括：

用于打捞浮游垃圾的打捞装置；

用于形成三维监控图的立体测量体系；

构建静态净化体系的生态浮岛和悬浮岛架；

原位培养优势微生物和定向释放优势微生物种群的自主驱动微生物自循环优势培养装置；

以及维持各个分区溶解氧动态平衡的曝气装置。

进一步地，根据水库水域面积确定网格的划分参数，并根据划分参数将水库水域面积划分成网格状，所述立体测量体系包括设置每个网格顶点的测量浮漂，位于同一行或者同一列的测量浮漂通过测线依次串联起来，并且在每一个测量浮漂的底部均设置有测量绳，在每根测量绳的底部固定有沉水配重块，且在每根测量绳上均匀设置有若干组水质传感探头，并且在相邻水质传感探头之间设置有溶解量探测器，位于水气界面以下的测量绳之间通过连接环扣连接起来形成网状结构。

进一步地，所述生态浮岛包括在水库上根据三维监控图布设泡沫浮漂，在泡沫浮漂内架设有网状浮漂，并且在该网状浮漂内设有种植格栅，在所述泡沫浮漂外侧均匀的呈放射线状安装有传导杆，所述传导杆顶端均固定安装有阻隔罩；

所述悬浮岛架包括在水库上根据三维监控图布设锚定浮漂，在锚定浮漂上设置有配重绳，在配重绳末端设置有形状各异的悬浮骨架，在悬浮骨架内设置有悬浮格栅。

进一步地，所述自主驱动微生物自循环优势培养装置包括漂浮在水库水面上的微生物培养浮漂，并且在所述微生物培养浮漂两端分别设置原位水域回水管和微生物导向输送管，且在所述微生物培养浮漂侧面设置有驱动装置，所述驱动装置内部设置有指令生成装置，所述微生物导向输送管末端设置有导向驱动装置；

所述曝气装置包括根据分区分布在水库水面上的若干曝气机，每个所述曝气机内均设置有指令接收装置，并且曝气机均根据指令接收装置按时按量曝气，在每个曝气机上均安装有自驱动的曝气管。

另外，基于上述修复系统，本发明还提供了一种水库水体富营养化生态修复方法，包括如下步骤：

步骤100、通过人工打捞或自动打捞的方式将污染水体中的浮游垃圾清运掉；

步骤200、在水库上将其划分为网格状，并且在每个网格的顶点上均设置有测量浮漂，通过测量浮漂底部设置有立体测量体系，基于该立体测量体系获得三维监控图；

步骤300、根据三维监控图构建分别以浮游植物为主的生态浮岛和以沉水植物为主的悬浮岛架，生态浮岛和悬浮岛架形成静态净化体系；

步骤400、在网格状的治理区域内通过自主驱动微生物自循环优势培养装置原位培养和定向释放优势微生物种群；

步骤500、根据三维监控图布设曝气装置，并依据立体式的监控结果选择布设的深度，以形成动态净化体系；

步骤600、持续培养，直至净化结束对净化生物进行采收，取水样在粗滤后对水质进行检测。

进一步地，在步骤200中，布设立体测量体系和获得三维监控图的具体步骤为：

步骤201、根据水库水域面积确定网格的划分参数，并根据该划分参数将其划分成网格状，并且每个网格的顶点布设测量浮漂；

步骤202、将位于同一行或者同一列的测量浮漂通过测线依次串联起来，并且在每一个测量浮漂的底部均设置有测量绳，在每根测量绳的底部固定有沉水配重块，且在每根测量绳上均匀设置有若干组水质传感探头；

步骤203、在位于水气界面以下的测量绳之间通过连接环扣连接起来形成网状结构；

步骤204、通过水质传感探头获得污染水质的污染类型和含量参数，再通过插值反演的方式形成三维监控图。

进一步地，在步骤300中，生态浮岛和悬浮岛架的形成具体方法为：

生态浮岛，在水库上根据三维监控图布设泡沫浮漂，在泡沫浮漂内架设网状浮漂，并且在该网状浮漂内设有种植格栅，在所述泡沫浮漂外侧均匀的呈放射线状安装有传导杆，所述传导杆顶端均固定安装有阻隔罩；

悬浮岛架，在水库上根据三维监控图布设锚定浮漂，在锚定浮漂上设置有配重绳，在配重绳末端设置有形状各异的悬浮骨架，在悬浮骨架内设置有悬浮格栅。

进一步地，在步骤400中，自主驱动微生物自循环优势培养装置的微生物具体培养步骤为：

步骤401、在水库上放置微生物培养浮漂，并且在微生物培养浮漂两端分别设置原位水域回水管和微生物导向输送管；

步骤402、经过有限次的微生物优选，在微生物培养浮漂内装载优选微生物的浓缩液，并调整微生物培养浮漂内的理化条件，原位水域回水管和微生物输送导向输送管根据微生物的培养周期定期启动；

步骤403、设置在微生物培养浮漂侧面的驱动装置，按照内置设定的路线将整个装置定向输送至各个节点，并且在该节点停留释放相应的微生物。

进一步地，定向释放优势微生物种群的具体方法为：

在驱动至指定节点后，并且在微生物的培养周期之后通过微生物导向输送管输送，所述微生物导向输送管末端设置有导向驱动装置，将已经培养完成的微生物输送至水下指定的深度，该输送深度根据三维监控图划定移动轨迹。

进一步地，在步骤500中基于立体式的监控结果，曝气的具体步骤为：

步骤501、根据三维监控图划分分区图，并且按照分区图布置可主动移动的曝气机，在立体测量体系的基础上设置氧气溶解量探测器；

步骤502、氧气溶解量探测器将探测数据发至服务器，服务器根据探测数据形成曝气量指令，再根据曝气量指令控制分区图范围内的曝气机至指定位置定量态曝气；

步骤503、氧气溶解量探测器实时将探测数据发至服务器，服务器根据探测数据生成实时曝气的指令，控制曝气机定量的曝气，以维持该分区溶解氧的动态平衡。

本发明实施例具有如下优点：

(1)本发明通过形成一个立体的、动态和静态相结合的生态修复系统体系，能够根据立体式的检测结果来差异性、动态的实现净化和修复，在整个净化的过程中均是通过生物方式进行的，不会产生二次污染，在治理结束后还可以进行植物的采收，达到治理和采收的双重目的，合理利用富营养化水体中的营养成分，充分进行废物利用，从而达到更加有效、更加经济的净化和修复目的；

(2)本发明的生物立体式净化是基于本土生物，不需要适应水体本土的问题，可快速大量地繁殖，容易在水中形成优势物种，而且可以通过漂浮或者直接沉置的方式来管理微生物，以实现循环可利用的治理模式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明立体测量体系结构示意图；

图3为本发明生态浮岛结构示意图；

图4为本发明悬浮岛架结构示意图；

图5为本发明自主驱动微生物自循环优势培养装置结构示意图；

图6为本发明曝气装置结构示意图；

图7为本发明结构示意图；

图中：

1-立体测量体系；2-生态浮岛；3-悬浮岛架；4-自主驱动微生物自循环优势培养装置；5-曝气装置；

101-测量浮漂；102-测量绳；103-沉水配重块；104-水质传感探头；105-氧气溶解量探测器；106-连接环扣；

201-泡沫浮漂；202-网状浮漂；203-种植格栅；204-传导杆；205-阻隔罩；

301-锚定浮漂；302-配重绳；303-悬浮骨架；304-有悬浮格栅；

401-微生物培养浮漂；402-原位水域回水管；403-微生物导向输送管；404-驱动装置；405-指令生成装置；406-导向驱动装置；

501-曝气机；502-指令接收装置；503-曝气管。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示，本发明提供了一种水库水体富营养化生态修复系统，包括：

用于打捞浮游垃圾的打捞装置；

用于形成三维监控图的立体测量体系1；

构建静态净化体系的生态浮岛2和悬浮岛架3；

原位培养优势微生物和定向释放优势微生物种群的自主驱动微生物自循环优势培养装置4；

以及维持各个分区溶解氧动态平衡的曝气装置5。

基于上述，根据水库水域面积确定网格的划分参数，并根据划分参数将水库水域面积划分成网格状，所述立体测量体系1包括设置每个网格顶点的测量浮漂101，位于同一行或者同一列的测量浮漂101通过测线依次串联起来，并且在每一个测量浮漂101的底部均设置有测量绳102，在每根测量绳102的底部固定有沉水配重块103，且在每根测量绳102上均匀设置有若干组水质传感探头104，并且在相邻水质传感探头104之间设置有氧气溶解量探测器105，位于水气界面以下的测量绳102之间通过连接环扣106连接起来形成网状结构。

所述生态浮岛2包括在水库上根据三维监控图布设泡沫浮漂201，在泡沫浮漂201内架设有网状浮漂202，并且在该网状浮漂202内设有种植格栅203，在所述泡沫浮漂201外侧均匀的呈放射线状安装有传导杆204，所述传导杆204顶端均固定安装有阻隔罩205。

所述悬浮岛架3包括在水库上根据三维监控图布设锚定浮漂301，在锚定浮漂301上设置有配重绳302，在配重绳302末端设置有形状各异的悬浮骨架303，在悬浮骨架303内设置有悬浮格栅304。

所述自主驱动微生物自循环优势培养装置4包括漂浮在水库水面上的微生物培养浮漂401，并且在所述微生物培养浮漂401两端分别设置原位水域回水管402和微生物导向输送管403，且在所述微生物培养浮漂401侧面设置有驱动装置404，所述驱动装置404内部设置有指令生成装置405，所述微生物导向输送管403末端设置有导向驱动装置406。

所述曝气装置5包括根据分区分布在水库水面上的若干曝气机501，每个所述曝气机501内均设置有指令接收装置502，并且曝气机501均根据指令接收装置502按时按量曝气，在每个曝气机501上均安装有自驱动的曝气管503。

在本发明中通过上述系统能够形成一个立体的、动态和静态相结合的生态修复系统体系，能够根据立体式的检测结果来差异性、动态的实现净化和修复，从而达到更加有效、更加经济的净化和修复目的。

另外，基于上述修复系统，为了更好的说明上述具体实施过程，如图7所示，在本发明中还提供了一种水库水体富营养化生态修复方法，包括如下步骤：

步骤100、通过人工打捞或自动打捞的方式将污染水体中的浮游垃圾清运掉。

通过打捞的方式将水体中的浮游垃圾打捞出去是便于后续的深化处理，在水库的垃圾打捞中，可以按照工作量和垃圾的类型采用人工打捞或者自动打捞的方式将其全部打捞出来，该步骤本质上也是对污水原位处理的一个预处理步骤。

在经过预处理之后，污水水体中将是难以通过物理处理的溶解污染物，而且对于富营养化水体来说，污染物质不仅仅是难以通过物理方法进行处理，而且只要静置的时间过长，就会使得浮游藻类等疯长，导致水体中的溶解氧急剧减少，水体散发恶臭，从而进入恶性循环中，因此，对于富营养化水体处理势必要尽快进行。然而常规方法处理的人工成本与经济成本都太高，难以有效的对大面积水域进行有效净化。

在本发明中，基于上述的预处理，通过人工预布设的方式来进行生物净化和修复，在净化的同时还能够根据水体富营养化的具体情况来选择相应的植物，从而具备净化处理和产出经济植物的双重作用。为了更好地实现上述功能，在本发明中具体的实施方式如下所述。

步骤200、在水库上将其划分为网格状，并且在每个网格的顶点上均设置有测量浮漂，通过测量浮漂底部设置有立体测量体系，基于该立体测量体系获得三维监控图。

在本发明中，为了更具针对性的进行净化和修复，需要首先获得水库水域的具体参数，从而更具针对性的对水质进行净化和修复。基于上述，在本步骤中构建立体测量体系，从而能够获得水库立体面上的检测数据。在本发明中获得立体测量体系，具体采用了特殊的方法，为了有效的区别于现有技术，具体论述如下。

首先需要确定的是在步骤200中，布设立体测量体系和获得三维监控图的具体步骤为：

步骤201、根据水库水域面积确定网格的划分参数，并根据该划分参数将其划分成网格状，并且每个网格的顶点布设测量浮漂。

根据水库水域的具体情况确定网格划分参数，该划分参数具体指的是网格的长和宽以及网格的具体形状和分布特征，在确定了划分参数之后就可以根据划分参数来准确的将水库水域划分成特定的网格状，之所以要将其划分成网格状，是因为只有形成网格，才能够更好的对广域面积进行处理，从而达到更优的处理效果，因此，在本发明中通过设置网格，并且在网格的顶点布设测量浮漂，就相当于是在广阔的水域上设定了相应的测量基点，在设置了测量基点之后，不论是在水域上还是在测绘图上均能够获得准确的节点，从而能够使得图纸和水域对应起来，形成更好的测量效果。

步骤202、将位于同一行或者同一列的测量浮漂通过测线依次串联起来，并且在每一个测量浮漂的底部均设置有测量绳，在每根测量绳的底部固定有沉水配重块，且在每根测量绳上均匀设置有若干组水质传感探头。

将测量浮漂串联成行或者成列，其作用在于防止单个测量浮漂发生位移，偏离正常的位置，将其串联起来形成一个整体，便于在测量数据上发生异常，以便进行及时的位置校正。举个例子说明，当某个位置或者某片区域的测量数据均发生偏离时，而且发生偏离的点均是相互关联的，则可以初步判定该片区域的测量体系受到风力、波浪等外力影响而发生偏移；而当同片区域内某个点或者某几个互不关联点发生测量异常，则说明该片区域污染变重，需要加强净化强度。

设置测量绳和沉水配重块则可以有效的将水质传感探头沉入水域内形成立体化的测量体系，由于是通过测量绳来实现数据采集的，可以灵活的选择长度，并且在设置时只需要在水面上直接投入即可。

步骤203、在位于水气界面以下的测量绳之间通过连接环扣连接起来形成网状结构。以便形成更加有效的网格结构。

步骤204、通过水质传感探头获得污染水质的污染类型和含量参数，再通过插值反演的方式形成三维监控图。

三维监控图成型和分区的具体方法为：

首先，获取水质传感探头所测量的多类型水质数据，并且将多类型水质数据按照分类依次分开，在同一个标识了传感器探头的立体图上将水质数据标识出来；

其次，按照标识出来的水质数据以插值的方式形成等值线图，并且对异常区进行人工二次探测，并将人工二次探测的水质数据补入等值线图作为校准点对等值线图进行校正；

之后，基于水质治理要求对原位水域划定多级的净化阈值，并且根据该净化阈值在等值线图上划分出多层次的待治理区。

在上述方法中，通过均匀检测的方式获得散点图，然后再通过插值的方式来实现成图，并且在成图的过程中对异常区进行人工校正，从而得到准确度最高的监控图，为后续的净化打下了坚实的基础。并且为下一步的净化做出了铺垫，具体的，基于三维监控图可以清晰地知道水库中水体污染分布情况，从而实现针对性的净化处理，需要补充说明的是，由于水库面积大、涉及范围广，在实际操作中往往会按照水库水域面积来选择不同规格的检测散点图，从而达到更加经济、可操作性的目的，在精度要求的前提下可以通过人工插值的方式来补充和完善。

步骤300、根据三维监控图构建分别以浮游植物为主的生态浮岛和以沉水植物为主的悬浮岛架，生态浮岛和悬浮岛架形成静态净化体系。

在本发明中，以生态浮岛和悬浮岛架为主构建的静态净化体系是主要的净化和修复体系，首先，详细说明其构建方法：

生态浮岛，在水库上根据三维监控图布设泡沫浮漂，在泡沫浮漂内架设网状浮漂，并且在该网状浮漂内设有种植格栅，在所述泡沫浮漂外侧均匀的呈放射线状安装有传导杆，所述传导杆顶端均固定安装有阻隔罩。

在本实施方式中，泡沫浮漂是主要的承重结构，也是依据浮力来承载浮游植物的主要结构体系，而在泡沫浮漂内设置的网状浮漂和种植格栅则是最主要的种植体系，特别需要说明的是，为了防止按需种植的浮生植物失控在富营养化水体中疯长，通过传导杆设置的阻隔罩将其限制在一个有效的空间内，使其发生生长竞争，避免由于没有竞争状态而发生过渡繁殖形成新一轮的污染。

悬浮岛架，在水库上根据三维监控图布设锚定浮漂，在锚定浮漂上设置有配重绳，在配重绳末端设置有形状各异的悬浮骨架，在悬浮骨架内设置有悬浮格栅。通过锚定的方式来实现种植，从而使得基本位置不会发生太大的偏移。

在本发明中提供的静态净化体系中，为了使得净化和修复的效率更高，采用了更立体的方式进行净化和修复。然而在现有技术中，往往只采用其中的一个方式进行种植，而这种净化方式显得就过于单一，而且在这些技术方案中并没有针对生态种植的负面作用进行防范和处理，这是现有技术中的主要缺陷之一，由此往往会由于生态净化的长时间处理而形成新一轮的负面效果，使得总体净化效果有效，往往达不到预期的设计效果。而本发明中通过设置立体式的净化体系和相应的防范措施，使得整个体系可以高效快速的进行净化，并且还可以防止二次污染，提高整体的净化和修复效果。

另外，通过固定作用给悬浮在水体中的净化区提供了稳定的空间，还可以设置标识浮漂，起到标识和警示作用，对于非均质的污染区域，还可以设置相应的筛网将高污染圈定在某个区域内，避免受到水体流动作用而发生大规模运移，给定向、非均质性的净化带来不稳定因素。

步骤400、在网格状的治理区域内通过自主驱动微生物自循环优势培养装置原位培养和定向释放优势微生物种群。

在这里所提及的微生物自循环优势培养则是本发明的另一个技术特征，其主要的原理是通过有限次的培养获得优势本地微生物菌中，然后在水库富营养的体系中进行原位培养，当获得指数增长期时进行释放，在整个体系中增加需求微生物的含量，以达到更高的净化效果。而且需要注意的是，该微生物培养装置是一个动态的，即它是根据实际的检测效果在水库水域中灵活运动，对薄弱区域进行微生物的繁殖和培养，从而均衡整个水域的净化能力。

在步骤400中，自主驱动微生物自循环优势培养装置的微生物具体培养步骤为：

步骤401、在水库上放置微生物培养浮漂，并且在微生物培养浮漂两端分别设置原位水域回水管和微生物导向输送管；

步骤402、经过有限次的微生物优选，在微生物培养浮漂内装载优选微生物的浓缩液，并调整微生物培养浮漂内的理化条件，原位水域回水管和微生物输送导向输送管根据微生物的培养周期定期启动；

步骤403、设置在微生物培养浮漂侧面的驱动装置，按照内置设定的路线将整个装置定向输送至各个节点，并且在该节点停留释放相应的微生物。

基于上述，微生物是原位培养，在培养成优势菌种后再原位释放，并且其移动轨迹和释放的深度均受到相应指令的控制，从而实现有序和定向的释放。定向释放优势微生物种群的具体方法为：

在驱动至指定节点后，并且在微生物的培养周期之后通过微生物导向输送管输送，所述微生物导向输送管末端设置有导向驱动装置，将已经培养完成的微生物输送至水下指定的深度，该输送深度根据三维监控图划定移动轨迹。

步骤500、根据三维监控图布设曝气装置，并依据立体式的监控结果选择布设的深度，以形成动态净化体系。

在步骤500中基于立体式的监控结果，曝气的具体步骤为：

步骤501、根据三维监控图划分分区图，并且按照分区图布置可主动移动的曝气机，在立体测量体系的基础上设置氧气溶解量探测器；

步骤502、氧气溶解量探测器将探测数据发至服务器，服务器根据探测数据形成曝气量指令，再根据曝气量指令控制分区图范围内的曝气机至指定位置定量态曝气；

步骤503、氧气溶解量探测器实时将探测数据发至服务器，服务器根据探测数据生成实时曝气的指令，控制曝气机定量的曝气，以维持该分区溶解氧的动态平衡。

曝气在本实施方式的具体原理是首先划分相应的区域，然后在每个区域内设置相应数量或者规格的曝气机，然后再通过曝气量的检测信号来实现曝气量和曝气位置的控制，从而实现基于检测数据的动态平衡。

另外，在本技术方案中还需要进一步说明的是该曝气装置的动力，正如上述，在该技术方案中是先划定相应区域，然后在区域内设置曝气机，而该曝气机是搭载在可移动的浮动机构上的，而关于本技术方案中所涉及的可控制的自主移动式的浮动机构，在本技术领域中较为常见，只要能够满足可控的自主移动的浮动机构均能够满足本技术方案的需求，均能够应用在本技术方案中。

步骤600、持续培养，直至净化结束对净化生物进行采收，取水样在粗滤后对水质进行检测。由于水库的库容比较大，而且还需要根据污染的程度来决定进行净化的周期，因此，在本实施方式中，当对净化生物进行采收即表示完成了一个处理周期，每完成一个处理周期就取水样在粗滤后对水质进行检测，以判断该处理区域是否达到了净化标准，当检测区的检测结果没有达到净化标准时，将根据该检测结果制定下一个周期净化处理的生物组成。

在本发明上述内容中还没有涉及的一个技术特征是控制系统或者服务器，该控制系统是整个修复系统的中枢，通过获得相应的指令来控制微生物的释放以及释放位置和轨迹，并且基于该指令来实现曝气量的动态平衡。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种水库水体富营养化生态修复系统，其特征在于，包括：

用于打捞浮游垃圾的打捞装置；

用于形成三维监控图的立体测量体系(1)；

构建静态净化体系的生态浮岛(2)和悬浮岛架(3)；

原位培养优势微生物和定向释放优势微生物种群的自主驱动微生物自循环优势培养装置(4)；

以及维持各个分区溶解氧动态平衡的曝气装置(5)。

2.根据权利要求1所述一种水库水体富营养化生态修复系统，其特征在于，根据水库水域面积确定网格的划分参数，并根据划分参数将水库水域面积划分成网格状，所述立体测量体系(1)包括设置每个网格顶点的测量浮漂(101)，位于同一行或者同一列的测量浮漂(101)通过测线依次串联起来，并且在每一个测量浮漂(101)的底部均设置有测量绳(102)，在每根测量绳(102)的底部固定有沉水配重块(103)，且在每根测量绳(102)上均匀设置有若干组水质传感探头(104)，并且在相邻水质传感探头(104)之间设置有氧气溶解量探测器(105)，位于水气界面以下的测量绳(102)之间通过连接环扣(106)连接起来形成网状结构。

3.根据权利要求1所述一种水库水体富营养化生态修复系统，其特征在于，所述生态浮岛(2)包括在水库上根据三维监控图布设泡沫浮漂(201)，在泡沫浮漂(201)内架设有网状浮漂(202)，并且在该网状浮漂(202)内设有种植格栅(203)，在所述泡沫浮漂(201)外侧均匀的呈放射线状安装有传导杆(204)，所述传导杆(204)顶端均固定安装有阻隔罩(205)；

所述悬浮岛架(3)包括在水库上根据三维监控图布设锚定浮漂(301)，在锚定浮漂(301)上设置有配重绳(302)，在配重绳(302)末端设置有形状各异的悬浮骨架(303)，在悬浮骨架(303)内设置有悬浮格栅(304)。

4.根据权利要求1所述一种水库水体富营养化生态修复系统，其特征在于，所述自主驱动微生物自循环优势培养装置(4)包括漂浮在水库水面上的微生物培养浮漂(401)，并且在所述微生物培养浮漂(401)两端分别设置原位水域回水管(402)和微生物导向输送管(403)，且在所述微生物培养浮漂(401)侧面设置有驱动装置(404)，所述驱动装置(404)内部设置有指令生成装置(405)，所述微生物导向输送管(403)末端设置有导向驱动装置(406)；

所述曝气装置(5)包括根据分区分布在水库水面上的若干曝气机(501)，每个所述曝气机(501)内均设置有指令接收装置(502)，并且曝气机(501)均根据指令接收装置(502)按时按量曝气，在每个曝气机(501)上均安装有自驱动的曝气管(503)。

5.一种水库水体富营养化生态修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤100、通过人工打捞或自动打捞的方式将污染水体中的浮游垃圾清运掉；

步骤200、在水库上将其划分为网格状，并且在每个网格的顶点上均设置有测量浮漂，通过测量浮漂底部设置有立体测量体系，基于该立体测量体系获得三维监控图；

步骤300、根据三维监控图构建分别以浮游植物为主的生态浮岛和以沉水植物为主的悬浮岛架，生态浮岛和悬浮岛架形成静态净化体系；

步骤400、在网格状的治理区域内通过自主驱动微生物自循环优势培养装置原位培养和定向释放优势微生物种群；

步骤500、根据三维监控图布设曝气装置，并依据立体式的监控结果选择布设的深度，以形成动态净化体系；

步骤600、持续培养，直至净化结束对净化生物进行采收，取水样在粗滤后对水质进行检测。

6.根据权利要求5所述一种水库水体富营养化生态修复方法，其特征在于，在步骤200中，布设立体测量体系和获得三维监控图的具体步骤为：

步骤201、根据水库水域面积确定网格的划分参数，并根据该划分参数将其划分成网格状，并且每个网格的顶点布设测量浮漂；

步骤202、将位于同一行或者同一列的测量浮漂通过测线依次串联起来，并且在每一个测量浮漂的底部均设置有测量绳，在每根测量绳的底部固定有沉水配重块，且在每根测量绳上均匀设置有若干组水质传感探头；

步骤203、在位于水气界面以下的测量绳之间通过连接环扣连接起来形成网状结构；

步骤204、通过水质传感探头获得污染水质的污染类型和含量参数，再通过插值反演的方式形成三维监控图。

7.根据权利要求5所述一种水库水体富营养化生态修复方法，其特征在于，在步骤300中，生态浮岛和悬浮岛架的形成具体方法为：

生态浮岛，在水库上根据三维监控图布设泡沫浮漂，在泡沫浮漂内架设网状浮漂，并且在该网状浮漂内设有种植格栅，在所述泡沫浮漂外侧均匀的呈放射线状安装有传导杆，所述传导杆顶端均固定安装有阻隔罩；

悬浮岛架，在水库上根据三维监控图布设锚定浮漂，在锚定浮漂上设置有配重绳，在配重绳末端设置有形状各异的悬浮骨架，在悬浮骨架内设置有悬浮格栅。

8.根据权利要求5所述一种水库水体富营养化生态修复方法，其特征在于，在步骤400中，自主驱动微生物自循环优势培养装置的微生物具体培养步骤为：

步骤401、在水库上放置微生物培养浮漂，并且在微生物培养浮漂两端分别设置原位水域回水管和微生物导向输送管；

步骤402、经过有限次的微生物优选，在微生物培养浮漂内装载优选微生物的浓缩液，并调整微生物培养浮漂内的理化条件，原位水域回水管和微生物输送导向输送管根据微生物的培养周期定期启动；

步骤403、设置在微生物培养浮漂侧面的驱动装置，按照内置设定的路线将整个装置定向输送至各个节点，并且在该节点停留释放相应的微生物。

9.根据权利要求5或8所述一种水库水体富营养化生态修复方法，其特征在于，定向释放优势微生物种群的具体方法为：

在驱动至指定节点后，并且在微生物的培养周期之后通过微生物导向输送管输送，所述微生物导向输送管末端设置有导向驱动装置，将已经培养完成的微生物输送至水下指定的深度，该输送深度根据三维监控图划定移动轨迹。

10.根据权利要求5所述一种水库水体富营养化生态修复方法，其特征在于，在步骤500中基于立体式的监控结果，曝气的具体步骤为：

步骤501、根据三维监控图划分分区图，并且按照分区图布置可主动移动的曝气机，在立体测量体系的基础上设置氧气溶解量探测器；

步骤502、氧气溶解量探测器将探测数据发至服务器，服务器根据探测数据形成曝气量指令，再根据曝气量指令控制分区图范围内的曝气机至指定位置定量态曝气；

步骤503、氧气溶解量探测器实时将探测数据发至服务器，服务器根据探测数据生成实时曝气的指令，控制曝气机定量的曝气，以维持该分区溶解氧的动态平衡。