CN114324808A - 一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，包括实地设备布设、目标水体采样、治理预案制定、试验模型构建、模拟治理实施、分析确定预案和动态精准治理步骤，实地设备布设步骤为在待治理的目标水体内布设水体传感器组件，同时，在目标水体附近布设环境传感器组件和第一物联网通信组件。本发明通过模拟与待治理的目标水体相同或相近似的环境和条件，预先对目标水体的样本进行实验治理，通过多次的实验和分析，可精准把控投放化学药剂或微生物的数量，减少浪费的同时，可大幅提升治理的效果；同时通过成本较低的实验获得更优的治理方案，无需直接再目标水体进行大规模实验，减少成本的投入，避免了盲目的治理，更加科学有效。
Description
技术领域
本发明属于水污染防治环保技术领域，具体涉及一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法。
背景技术
“水污染防治”是指对水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象的预防和治理。
对于水污染的治理一般包括物理法、化学法、物理化学法和生物法，其中对于较为复杂的污染水体，采用化学法和生物法结合的方式一般能够获得较好的治理效果，化学法是基于相关的化学药剂对污染水体进行治理，生物法一般是借助微生物对污染的水体进行治理。
现有技术中对于水污染的治理，一般首先到需要治理的污染目标水体对水体进行采样，然后带回实验室进行检测，根据检测的结果，选择合适的化学药剂或生物药剂，分批或一次性投放到水体中，这种治理方法虽然是根据水体自身的情况制定的治理方法，但是由于实验环境与实际的目标水体环境具有一定的差异，而且目标水体的自身情况和所处环境都是动态变化的，在实验室检测的结果与实际的情况可能或存在较大的差异，包括投放化学药剂或微生物的数量，也不能达到较高的精准度，经常会出现剂量不够，达不到治理效果，或剂量超标，浪费微生物或化学药剂的情况。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，以解决上述的问题。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，包括以下步骤：
S1、实地设备布设
在待治理的目标水体内布设水体传感器组件，同时，在目标水体附近布设环境传感器组件和第一物联网通信组件，所述第一物联网通信组件与水体传感器组件和环境传感器组件均信号连接；
S2、目标水体采样
对待治理的目标水体实用采样容器进行采样，获得多个目标水体样本；
S3、治理预案制定
对S2中的目标水体样本进行化验分析，制定多个治理预案；
S4、试验模型构建
根据S3中治理预案的数量，建立对应数量的目标水体模型；
S5、模拟治理实施
根据治理预案对目标水体模型中的水体样本进行模拟治理，并通过环境模拟设备模拟与第一物联网通信组件传输的数据相同的环境；
S6、分析确定预案
定时分析多个治理预案的治理效果，以效果最好的预案作为最终的预案；
S7、动态精准治理
将S6中确定的最终预案按比例调整后对待治理的目标水体进行治理，通过数据检测设备与第一物联网通信组件进行通信，实时获取目标水体内的实时参数，根据实时参数对治理预案进行调控。
作为本发明的进一步改进，S1中，所述水体传感器组件包括水温传感器、标的污染物含量传感器和水体流速传感器。
作为本发明的进一步改进，S1中，所述环境传感器组件包括温度传感器、湿度传感器、风向风力传感器和光照强度传感器。
作为本发明的进一步改进，S2中，所述目标水体的样本数量为三个以上。
作为本发明的进一步改进，S2中，所述采样容器的体积为2L以上。
作为本发明的进一步改进，S3中，所述治理预案的数量与目标水体的样本数量相同。
作为本发明的进一步改进，S5中，所述环境模拟设备包括温度模拟设备、风力风向模拟设备、光照模拟设备、中控设备和第二物联网通信组件。
作为本发明的进一步改进，所述第二物联网通信组件与第一物联网通信组件信号连接，所述中控设备与温度模拟设备、风力风向模拟设备、光照模拟设备均电性连接。
作为本发明的进一步改进，S7中，所述数据检测设备能够展示水体传感器组件和环境传感器组件传输的所有数据。
作为本发明的进一步改进，所述数据检测设备包括PC终端和移动终端。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过模拟与待治理的目标水体相同或相近似的环境和条件，预先对目标水体的样本进行实验治理，通过多次的实验和分析，可精准把控投放化学药剂或微生物的数量，减少浪费的同时，可大幅提升治理的效果；
同时通过成本较低的实验获得更优的治理方案，无需直接再目标水体进行大规模实验，减少成本的投入。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例中一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本发明一实施例公开的一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，包括以下步骤：
S1、实地设备布设
在待治理的目标水体内布设水体传感器组件，同时，在目标水体附近布设环境传感器组件和第一物联网通信组件，所述第一物联网通信组件与水体传感器组件和环境传感器组件均信号连接；
其中，所述水体传感器组件包括水温传感器、标的污染物含量传感器和水体流速传感器，所述环境传感器组件包括温度传感器、湿度传感器、风向风力传感器和光照强度传感器。
具体的，水温传感器用于感知检测待治理的目标水体内水的温度，标的污染物含量传感器用于检测标的污染物的含量，比如检测水体中重金属、氮磷含量等等，水体流速传感器用于检测水体的流速。
温度传感器用于感知检测水体附近环境的温度，湿度传感器用于感知检测水体附近环境的湿度，风向风力传感器用于检测待治理的目标水体所处环境的风向风力，光照强度传感器用于监测待治理的目标水体所处环境的光照强度。
水体传感器组件和环境传感器组件能够提供较为详尽的参数，这些参数对于水污染治理过程中的反应会有较大的影响，因此，采集较为详尽的参数，便于模拟和体现真实程度，可实现实验的结果更加精确。
S2、目标水体采样
对待治理的目标水体实用采样容器进行采样，获得多个目标水体样本，采样的过程中要保证样本的代表性，也要保证多个样本的一致性，可以使用较大的容器进行材料，然后混合均匀后分装在不同的采样容器内，以获得样本一致性较高的目标水体样本。
具体的，所述采样容器的体积为2L以上，所述目标水体的样本数量为三个以上。
S3、治理预案制定
对S2中的目标水体样本进行化验分析，制定多个治理预案，所述治理预案的数量与目标水体的样本数量相同；
多个治理预案应尽可能精确和细化，具体可以包括所需使用的投放化学药剂或微生物菌群的种类、投放量、投放比例、投放时间、是否多次投放、每次投放的比例、每次投放的时间间隔，每次投放的方式和温度等等参数。
S4、试验模型构建
根据S3中治理预案的数量，建立对应数量的目标水体模型，目标水体模型的构建可选择在室外进行，也可以选择在室内进行，主要是模拟待治理的目标水体所处的环境，例如是水泥池中，还是金属池，或者是常规的池塘河流等等，比例可进行等比例缩小，具体的缩小比例，可以以目标水体样本的体积来制定。
使用构建的模型实现环境的模拟，比直接在待治理的目标水体内进行实验要节省很多的成本，同时，可以实现多种实验同时进行，便于在最快的时间内得到最优的治理方案，比直接在待治理的目标水体内进行实验可节省至少三分之二的时间，而且可以得到更加科学合理的治理方案。
S5、模拟治理实施
根据治理预案对目标水体模型中的水体样本进行模拟治理，并通过环境模拟设备模拟与第一物联网通信组件传输的数据相同的环境；
所述环境模拟设备包括温度模拟设备、风力风向模拟设备、光照模拟设备、中控设备和第二物联网通信组件，所述第二物联网通信组件与第一物联网通信组件信号连接，所述中控设备与温度模拟设备、风力风向模拟设备、光照模拟设备均电性连接。
其中，所述中控设备可以根据二物联网通信组件与第一物联网通信组件信号交互比对，控制温度模拟设备、风力风向模拟设备和光照模拟设备进行环境的模拟，比如，当实验的温度低于待治理的目标水体内的真实温度时，温度模拟设备会对试验模型内的水体进行加热，直至加热到与待治理的目标水体内的真实温度相同。
同样的，风力风向模拟设备可模拟风力风向，光照模拟设备可模拟光照，以便获得更加真实的环境。
S6、分析确定预案
定时分析多个治理预案的治理效果，具体可以是定期对试验模型内的水体进行检测，可以用标的污染物含量为基准，可以检测标的污染物含量，以获知具体的治理效果，以效果最好的预案作为最终的预案。
S7、动态精准治理
将S6中确定的最终预案按比例调整后对待治理的目标水体进行治理，通过数据检测设备与第一物联网通信组件进行通信，实时获取目标水体内的实时参数，根据实时参数对治理预案进行调控。
所述数据检测设备能够展示水体传感器组件和环境传感器组件传输的所有数据，以便及时掌握治理的进度和情况，所述数据检测设备包括PC终端和移动终端，便于管理人员或治理人员通过多终端进行管理和调控。
当遇到温度过低或过高等突发环境时，可以及时调整治理方案，例如可以增加化学药剂的使用量，减少微生物菌群的使用量，以减少浪费，当然了，调控的方式不仅仅这一种，本领域技术人员和根据实际的环境和治理的效果，进行动态精准的调控，避免了现有技术当中一次性处理，后期无监管的情况，更高效、有效的能够实现较好的治理效果，利于环境的保护，避免了盲目的治理，更加科学有效。
由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
本发明通过模拟与待治理的目标水体相同或相近似的环境和条件，预先对目标水体的样本进行实验治理，通过多次的实验和分析，可精准把控投放化学药剂或微生物的数量，减少浪费的同时，可大幅提升治理的效果；
同时通过成本较低的实验获得更优的治理方案，无需直接再目标水体进行大规模实验，减少成本的投入。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、实地设备布设
在待治理的目标水体内布设水体传感器组件，同时，在目标水体附近布设环境传感器组件和第一物联网通信组件，所述第一物联网通信组件与水体传感器组件和环境传感器组件均信号连接；
S2、目标水体采样
对待治理的目标水体实用采样容器进行采样，获得多个目标水体样本；
S3、治理预案制定
对S2中的目标水体样本进行化验分析，制定多个治理预案；
S4、试验模型构建
根据S3中治理预案的数量，建立对应数量的目标水体模型；
S5、模拟治理实施
根据治理预案对目标水体模型中的水体样本进行模拟治理，并通过环境模拟设备模拟与第一物联网通信组件传输的数据相同的环境；
S6、分析确定预案
定时分析多个治理预案的治理效果，以效果最好的预案作为最终的预案；
S7、动态精准治理
将S6中确定的最终预案按比例调整后对待治理的目标水体进行治理，通过数据检测设备与第一物联网通信组件进行通信，实时获取目标水体内的实时参数，根据实时参数对治理预案进行调控。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，其特征在于，S1中，所述水体传感器组件包括水温传感器、标的污染物含量传感器和水体流速传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，其特征在于，S1中，所述环境传感器组件包括温度传感器、湿度传感器、风向风力传感器和光照强度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，其特征在于，S2中，所述目标水体的样本数量为三个以上。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，其特征在于，S2中，所述采样容器的体积为2L以上。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，其特征在于，S3中，所述治理预案的数量与目标水体的样本数量相同。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，其特征在于，S5中，所述环境模拟设备包括温度模拟设备、风力风向模拟设备、光照模拟设备、中控设备和第二物联网通信组件。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，其特征在于，所述第二物联网通信组件与第一物联网通信组件信号连接，所述中控设备与温度模拟设备、风力风向模拟设备、光照模拟设备均电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，其特征在于，S7中，所述数据检测设备能够展示水体传感器组件和环境传感器组件传输的所有数据。
10.根据权利要求9所述的一种基于物联网的试验化水污染动态精准治理方法，其特征在于，所述数据检测设备包括PC终端和移动终端。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115684516A (zh) * | 2022-08-29 | 2023-02-03 | 邯郸市亿润工程咨询有限公司 | 一种水利工程污水处理检测方法、装置、电子设备及介质 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115684516B (zh) * | 2022-08-29 | 2024-03-26 | 邯郸市亿润工程咨询有限公司 | 一种水利工程污水处理检测方法、装置、电子设备及介质 |
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