CN113074777B - 一种排水监测模块和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排水监测模块和系统，涉及污水处理技术领域，包括互相连接的第一单元和第二单元；其中，所述第一单元包括依次连接的栽培器、填料层和蓄水层；所述蓄水层一侧连接进水管，所述蓄水层另一侧连接溢水管；所述第二单元包括依次连接的第一整流段、巴歇尔测量槽和第二整流段；所述第一整流段与进水管连通，所述第二整流段和所述溢水管均与出水管连通。针对流量监测单元迁移不便的技术问题，它具有模块化结构，机动灵活性强，便于迁移。

Description

一种排水监测模块和系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种排水监测模块和系统。

背景技术

在污水处理领域，巴氏计量槽广泛用于非满管状态流动的水路流量的测量，通常需要一定的构筑物，需要施工时间，且影响一定的景观空间，整体不易迁移。

俄罗斯专利，公开号：RU2686231C1，公开日：2019年4月24日；涉及在山沟斜坡上农业景观的综合土地复垦领域，并将用于灌溉水果和浆果用灌木种植园，以及在使用梯田的地方灌溉花卉和其他植物。其中包括灌溉管道，灌溉管道在开始时另外配备有压力计，具有圆柱形网格和仪表的标准塑料过滤器，该仪表设计为测量水流量的单位。并未详细公开测量水流量的技术手段。

中国实用新型专利，公开号： CN201617068U；公开日：2010-11-03；涉及一种管道式气雾栽培装置，由储液罐、进液管、循环风扇、超声雾化器、种植管道以及加热器、补光灯、杀菌紫外灯和可编程控制器组成。该装置通过产生雾状营养液来为栽培植物的根部提供充足营养和氧气。该方案仅仅通过调节气雾流量、温度、光照等参数满足管道上的各种植物的生长条件，起到多种景观作用；且该方案使用的传感及执行部件较多，成本高，推广应用时存在较大难度。

发明内容

发明要解决的技术问题

针对流量监测单元迁移不便的技术问题，本发明提供了一种排水监测模块和系统，它具有模块化结构，机动灵活性强，便于迁移。

技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种排水监测模块，包括互相连接的第一单元和第二单元；其中，所述第一单元包括依次连接的栽培器、填料层和蓄水层；所述蓄水层一侧连接进水管，所述蓄水层另一侧连接溢水管；所述第二单元包括依次连接的第一整流段、巴歇尔测量槽和第二整流段；所述第一整流段与进水管连通，所述第二整流段和所述溢水管均与出水管连通。

可选地，所述第二单元的第一整流段、巴歇尔测量槽和第二整流段沿水平方向依次连接；所述第一单元位于第二单元顶部。

可选地，所述第一单元还包括吸水保湿单元，所述吸水保湿单元位于填料层和蓄水层之间。

可选地，第一整流段和第二整流段结构相同，所述第一整流段包括内置于管道内多块孔隙板；沿管道纵向，多块孔隙板的孔隙依次减小。

可选地，所述栽培器与填料层之间，填料层和蓄水层之间，以及蓄水层另一侧与溢水管连接处均设有格栅板。

可选地，第一单元的填料层或蓄水层设有与处理设备的臭气管连通的管道。

可选地，还包括模块框架，所述模块框架的上部用以放置第一单元，所述模块框架的下部用于放置第二单元。

可选地，所述模块框架上设有水平仪。

一种排水监测系统，包括以上任一项所述的一种排水监测模块，还包括超声波传感器，处理器，无线数据传输模块和水质监测单元；所述超声波传感器设于第一单元处，水质监测单元设于第二单元处，所述超声波传感器、无线数据传输模块和水质监测单元均与处理器连接。

可选地，所述处理器通过无线数据传输模块上传至区块链监控网络平台，并存储于分布式存储单元中；计算水流的即时流量，累积流量，统计水质指标参数，以监控水流状态。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明实施例的一种排水监测模块和系统，融合了流量测量功能和景观功能，提高了装置安装的便利性，装置的花箱式结构可以较好低融入周围景观，提高环境协调性；装置安装不需构筑物，节省了施工时间和成本，提高了安装便利性和装置可迁移性；可适用于城乡和农村污水治理。

附图说明

图1为本发明实施例提出的一种排水监测模块的结构示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。

实施例1

结合附图1，一种排水监测模块，包括互相连接的第一单元1和第二单元；其中，所述第一单元1包括依次连接的栽培器11、填料层12和蓄水层13；所述蓄水层13一侧连接进水管100，所述蓄水层13另一侧连接溢水管14；所述第二单元包括依次连接的第一整流段21、巴歇尔测量槽23和第二整流段22；所述第一整流段21与进水管100连通，所述第二整流段22和所述溢水管14均与出水管200连通。

进水管100一部分水流经第一整流段21、巴歇尔测量槽23和第二整流段22，通过出水管200流出，其中，第一整流段21和第二整流段22，用于整流并稳流该段管道上流量，以便巴歇尔测量槽23，精准测量该部分管道上的水流量大小。

进水管100另一部分水流入蓄水层13中，当蓄水层13中的水过多时，经溢水管14流入到出水管200中，与进水管100流进水相配合，以确保蓄水层13中保持一定高度的水。

第一单元1中的填料层12用于滤除蓄水层13的污染物，可以想到的是，填料层12内设有用于去除污染物的填料；栽培器11用于栽培植物景观；植物的根系深入到填料层12中，与填料层12中的填料一起，用于过滤去除水中的污染物。

互相连接的第一单元1和第二单元2，可同时实现以下技术效果：1）、利用第二单元2的巴歇尔测量槽23进行水流量测量；2）利用第一单元1中栽培的植物景观处理污水；3）利用栽培器11中栽培的植物景观种类不同，可用于净化空气环境，且具有一定的观赏价值；4）第一单元1和第二单元连接构成的模块化结构，实际应用时，第一单元1和第二单元可进行一对一，或多对多，或多对一，或一对多的组合方式，以形成本实施例的一种排水监测模块，同一排水监测模块内，第一单元1和第二单元可实现快捷组合搭配；多个排水监测模块之间，也可实现快捷组合搭配，生产加工制造方便。特别是户外的城乡污水处理过程中，本实例的一种排水监测模块，灵活性高，可适应性强，机动性足，通过调整模块组合的形式，可满足不同场景的应用需求，如形成防护栏，或者带有花的景观栏等。

作为本实施例的可选实施方式，所述第二单元的第一整流段21、巴歇尔测量槽23和第二整流段22沿水平方向依次连接；所述第一单元1位于第二单元顶部。通过该设置，可实现本实施例的一种排水监测模块体积小，占用空间小，机动灵活性强，可随意模块化组合，以满足不同场景的应用需求。

作为本实施例的可选实施方式，所述第一单元1还包括吸水保湿单元15，所述吸水保湿单元15位于填料层12和蓄水层13之间。以确保栽培器11中栽种的植物景观的根系始终可以吸收到水分，保持良好的生长状态。

作为本实施例的可选实施方式，第一整流段21和第二整流段22结构相同，所述第一整流段21包括内置于管道内多块孔隙板；沿管道纵向，多块孔隙板的孔隙依次减小。通过上述结构，将第一整流段21和第二整流段22分别设于巴歇尔测量槽23两端，起到稳流作用，以便巴歇尔测量槽23更加精准的测量流量。

作为本实施例的可选实施方式，所述栽培器11与填料层12之间，填料层12和蓄水层13之间，以及蓄水层13另一侧与溢水管14连接处均设有格栅板。格栅板阻拦填料层12的填料和栽培器11的土壤流失，且不干扰第二单元2测量流量。

作为本实施例的可选实施方式，第一单元1的填料层12或蓄水层13设有与处理设备的臭气管连通的管道。通过填料层12的填料，和蓄水层13的水，用于处理臭气。景观模块下部可设置气管通道，连接污水或臭气处理装置的臭气出口，通过填料层12中填料内的微生物进行生物除臭，湿润的多层填料层12吸附臭气中有机物，因此可提供植物景观所需养分，同时满足根系对透气性的要求，利于提高植物景观栽种的成活率。

作为本实施例的可选实施方式，还包括模块框架300，所述模块框架300的上部用以放置第一单元1，所述模块框架300的下部用于放置第二单元。

模块框架300对第一单元1和第二单元起到固定支撑的作用，且便于形成排水监测模块一体化的结构形式，方便组合搭配，适应不同场景的应用需求；可以想到的是，为确保本实施例的一种排水监测模块，结构稳固，连接可靠，所述模块框架300中设有供第一单元1和第二单元连通的通道。模块框架300外部设有耦合结构，比如卡扣，或者凸起和凹槽，或者带有固定孔槽的挂耳等结构，用于相邻的模块框架300之间的组合连接，以构筑不同的形态和外观，从而适应不同场景的使用需求。

作为本实施例的可选实施方式，所述模块框架300上设有水平仪3。水平仪3用于辅助本实施例的一种排水监测模块的安装，以提高巴歇尔测量槽23测量流量的准确性。

水平仪3确保装置安装后测量水面与测量基准的水平，从而确保测量的准确性。本实施例的模块水平调节灵活，提高了校准的便利性。

在模块框架300侧面，可安装无线数据传输模块，满足可视化和远程监控需求。装载功耗较低时，可采用接线供电或太阳能供电方式。进水管100、出水管200可采用承插、热熔、法兰等多种方式连接。

本实施例的模块便于与其他功能模块（如过滤、除臭等）前后拼接，形成兼具水处理功能的生态式花墙。

该模块在制造上，可采用一体成型的方式。便于生产和成本控制。第一单元1和第二单元采用扣合方式，便于模块的安装和检修。作为扩展，第一单元1下部可设置气管通道，连接污水处理装置的臭气出口，通过填料内微生物进行生物除臭，湿润的多层填料吸附臭气中有机物，因此可提供一定植物所需养分，同时满足根系对透气性的要求，利于提高植物栽种的成活率。可添加智能控制模块和传感器对填料和土壤的水分、pH值等进行监测，该模块和流量测量仪表在控制板上集成，实现了一块控制板既用于景观植物生长环境监测又同时可用于流量的测量分析。可添加自动控制的补水单元，自动保持相应的土壤或填料湿度。景观模块有专属过量水出口，连接到下部排水监测模块后端，不会使渗滤液外流，对环境产生影响。

流量模块通过集成控制，可同时测量即时流量、计算累积流量，数据上传平台进行水流量的分析。排水监测模块可做功能扩展，添加温度、pH、电导率等传感器，实现对流量的多项指标监控。

实施例2

本实施例提出了一种排水监测系统，包括实施例1中任一项技术方案所述的一种排水监测模块，还包括超声波传感器8，处理器，无线数据传输模块和水质监测单元9；所述超声波传感器设于第一单元1处，水质监测单元9设于第二单元处，所述超声波传感器8、无线数据传输模块和水质监测单元9均与处理器连接。

所述超声波传感器8和水质监测单元9相配合用以监测水质的各项参数，包括但不限于填料或土壤的水分含量，温度，电导率，pH值，水中各种物质含量；可实现一个处理器同时监测植物景观生长环境，和流量测量分析情况。可以想到的是，第一单元1的填料层12与进水管100，或蓄水层13连通，以保持土壤或填料湿度；在连通的管路上设置如泵，阀门等与处理器连接的执行单元，从而实现自动控制第一单元1中植物景观生长环境控制。无线数据传输模块用以将处理器接收到的各种数据上传至后端平台系统，用于监控所述流量测量系统的状态。可以想到的是，还包括为上述各用电部分供电的电源，或光伏电池板和稳压单元连接，用以供电。超声波传感器8，处理器，无线数据传输模块和水质监测单元9在模块中的位置，可根据结构最优原则，确保模块稳定可靠的前提下，实现整体结构紧凑，占用面积小的技术效果，进行设置各部分在模块中的位置。

作为本实施例的可选实施方式，所述处理器通过无线数据传输模块上传至区块链监控网络平台，并存储于分布式存储单元中；计算水流的即时流量，累积流量，统计水质指标参数，以监控水流状态。利用区块链监控网络平台的特性，可真实有效记录水质各项指标，防止数据丢失，使得水质监测记录过程有据可查，全程动态监控控制。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种排水监测模块，其特征在于，包括互相连接的第一单元和第二单元；其中，

所述第一单元包括依次连接的栽培器、填料层和蓄水层；

所述蓄水层一侧连接进水管，所述蓄水层另一侧连接溢水管；

所述第二单元包括依次连接的第一整流段、巴歇尔测量槽和第二整流段；

所述第一整流段与进水管连通，所述第二整流段和所述溢水管均与出水管连通；

所述第二单元的第一整流段、巴歇尔测量槽和第二整流段沿水平方向依次连接；所述第一单元位于第二单元顶部。

2.根据权利要求1所述的一种排水监测模块，其特征在于，所述第一单元还包括吸水保湿单元，所述吸水保湿单元位于填料层和蓄水层之间。

3.根据权利要求1所述的一种排水监测模块，其特征在于，第一整流段和第二整流段结构相同，所述第一整流段包括内置于管道内多块孔隙板；沿管道纵向，多块孔隙板的孔隙依次减小。

4.根据权利要求1所述的一种排水监测模块，其特征在于，所述栽培器与填料层之间，填料层和蓄水层之间，以及蓄水层另一侧与溢水管连接处均设有格栅板。

5.根据权利要求1所述的一种排水监测模块，其特征在于，第一单元的填料层或蓄水层设有与处理设备的臭气管连通的管道。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种排水监测模块，其特征在于，还包括模块框架，所述模块框架的上部用以放置第一单元，所述模块框架的下部用于放置第二单元。

7.根据权利要求6所述的一种排水监测模块，其特征在于，所述模块框架上设有水平仪。

8.一种排水监测系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的排水监测模块，还包括超声波传感器，处理器，无线数据传输模块和水质监测单元；所述超声波传感器设于第一单元处，水质监测单元设于第二单元处，所述超声波传感器、无线数据传输模块和水质监测单元均与处理器连接。

9.根据权利要求8所述的一种排水监测系统，其特征在于，所述处理器通过无线数据传输模块上传至区块链监控网络平台，并存储于分布式存储单元中；计算水流的即时流量，累积流量，统计水质指标参数，以监控水流状态。

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