CN115196761A - 水下移动式曝气装置及其控制方法、终端和存储介质 - Google Patents

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CN115196761A CN202110394744.6A CN202110394744A CN115196761A CN 115196761 A CN115196761 A CN 115196761A CN 202110394744 A CN202110394744 A CN 202110394744A CN 115196761 A CN115196761 A CN 115196761A
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Abstract

本申请提供水下移动式曝气装置及其控制方法、终端和存储介质，能完成对水体底泥的冲刷或吸慑、底泥及水体的曝气和充氧、并能根据感知的水中溶解氧和水温及其他水质成分自主调节曝气的强度以及移动的速度、快速提升水体的自净能力，维持或改善水环境的整体质量。该系统是一种移动式的污染水体修复设备，避免河道大面积铺设充氧管道，同时实现水体充氧的优化、智能化和自动化。由于是移动式的，充氧装置能够以一定的频度到达作业区间内任何地点，实现对较大水体的连续有效供氧，并实现运行的最优化、智能化、和自动化，摆脱对人工的依赖。本发明可以全天候全时段不间断作业，作业范围大、充氧效率高，有效维护城市河段的水质，防治黑臭水体的发生。

Description

水下移动式曝气装置及其控制方法、终端和存储介质
技术领域
本申请涉及水下曝气技术领域，特别是涉及水下移动式曝气装置及其控制方法、终端和存储介质。
背景技术
水环境水质改善及保持和水环境中的溶解氧水平维系有着密切的关系。当还原性和有机性的污染物进入水体，一方面还原性物质(如氨氮和部分有机物)会和水中的溶解氧直接发生反应，降低水体中溶解氧的浓度；另一方面，这些还原性污染物会导致水中好氧微生物的繁殖和生长，使得水中的氧气被这些微生物进行好氧呼吸而消耗。
当水中溶解氧的消耗速度超过水体的自然复氧能力，水中的溶解氧水平就会大幅度降低。因水质引起的水中溶解氧的消耗以及水质恶化往往是非常快的，往往只需要数个小时或数天时间。一旦水中的溶解氧降低到一定的程度，水中好氧微生物的生长受到限制，水中的厌氧微生物就会繁殖生长，而厌氧微生物的生长速率以及降解有机物的能力远低于好氧微生物(只有好氧微生物的几分之一甚至几十分之一)，此时，进入水体中的污染物因得不到及时分解而长时间地在水体中存在，从而加速水体水质的恶化，并长期得不到恢复。这种进入水体中的还原性污染物对水体的影响的双重作用，即一方面促进好氧微生物的生长降低水中的溶解氧，另一方面溶解氧降低后，这些污染物的分解受到抑制，是造成水环境自净能力缺失或不足，水体污染和黑丑的重要原因。
因此，对水体进行曝气来获得足够的溶解氧成为必要手段，所谓曝气是指将空气中的氧强制向液体中转移的过程，其目的是获得足够的溶解氧。此外，曝气还有防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧接触的目的，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用。充氧的过程是一个两相间跨膜传质的过程，传质速率取决于气相中氧的浓度、气液接触比表面积以及液相中溶解氧的浓度等因素。
但是，目前在水体污染治理中所使用的曝气系统都是固定布置的。对于大面积河道水体，使用微孔鼓风曝气需要在水底大面积铺设曝气管，而使用机械曝气和曝气时，由于设置在少数几个固定的位置上，造成水体中不同部位的曝气是不均匀的。这种充氧装置不均匀布置且连续充氧的运行模式，不仅不能满足对水体整体充氧的要求，还会造成曝气在能量利用上的极不经济。另外，由于这些曝气形式是固定的，无法将曝气所产生的水力动能作用到底泥上，用于冲刷或吸摄底泥，使底泥被输运到好氧区进行曝气而得到处理。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供水下移动式曝气装置及其控制方法、终端和存储介质，用于解决现有技术中的水体污染治理中所使用的曝气系统都是固定布置的技术问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种水下移动式曝气装置，包括：水下移动单元；曝气单元，设于水下移动单元；导气单元，其一端与所述曝气单元连通，另一端连通水面上的空气；其中，所述水下移动单元带动其上所设的曝气单元及导气单元在水下移动；所述曝气单元用以使水下底泥上浮，并用以通过所述导气单元导入空气后产生曝气气泡，以使上浮的底泥与所述曝气气泡混合后进行污染物降解。
于本申请的第一方面的一些实施例中，所述水下移动式曝气装置还包括：水下感知单元，用以采集水下温度和水下饱和溶解氧等实测信号；控制单元，与所述水下感知单元建立通信连接，用以接收所述水下温度和水下饱和溶解氧等实测信号；所述控制单元根据所述水下温度实测信号计算饱和溶解氧理论值，并将所述饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值进行比较；根据两者的比较结果来控制所述水下移动单元的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。所述控制单元也可以通过预先输入或设定的程序和指令来控制水下移动单元的行进路径、行进速度、以及所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。
于本申请的第一方面的一些实施例中，所述曝气单元采用第1设计，包括：气动搅拌单元，包括气泡产生部和导流部；所述气泡产生部连通所述导气单元，用于在进气后产生直径不同的大、小气泡；小气泡产生后在所述导流部外向上浮动；大气泡在所述导流部内向上浮动，并带动导流部内的液体向上流动，以将位于所述导流部下端的水和污泥吸入并导向导流部上端的周围水体后与上浮的所述小气泡混合后进行污染物降解。
于本申请的第一方面的一些曝气单元采用第1设计的实施例中，所述气泡产生部包括空气扩散主管以及至少一个配气支管；所述空气扩散主管设于所述导流部内，其上端密封，下端设有供连接所述导气单元的进气口，且其管壁上设有至少一个用以产生所述大气泡的第一曝气部；各所述配气支管连通设于所述空气扩散主管壁上的开口部，并延伸至所述导流部外，其外延端连接至少一个用以产生所述小气泡的第二曝气部。
于本申请的第一方面的一些实施例中，所述曝气单元采用第2设计，包括：底座，包括一向下倾斜的支撑平台；射流水泵，设于所述支撑平台；所述射流水泵设有射流扩散管，所述射流扩散管设有文丘里喉口，所述文丘里喉口与所述导气单元连接；所述射流水泵吸入水流，并通过所述文丘里喉口所形成的负压将水面上的空气经由所述导气单元导入，导入的空气在所述射流扩散管内与水流接触产生曝气气泡；所述射流扩散管向外喷射曝气气泡并朝着底泥方向喷射冲刷水流，以使被冲刷后上浮的底泥与所述曝气气泡混合后进行污染物降解。
于本申请的第一方面的一些实施例中，所述曝气单元采用第3设计，包括：射流水泵；设于所述射流水泵上的向下倾斜的射流扩散管；所述射流扩散管设有文丘里喉口；所述文丘里喉口与所述导气单元连接；所述射流水泵吸入水流，并通过文丘里喉口所形成的负压将水面上的空气经由所述导气单元导入，导入的空气在所述射流扩散管内与水流接触产生曝气气泡；所述射流扩散管向外喷射曝气气泡并朝着底泥方向喷射冲刷水流。
于本申请的第一方面的一些实施例中，所述曝气单元采用第4设计，包括：射流水泵，设有射流扩散管，所述射流扩散管上设有文丘里喉口；所述文丘里喉口与所述导气单元连接；所述射流水泵吸入水流，并通过所述文丘里喉口所形成的负压将水面上的空气经由所述导气单元导入，导入的空气在所述射流扩散管内与水流接触产生曝气气泡；从所述射流扩散管接出的射流支管，管口朝底泥方向设置，用以喷射分射水流，以使被所述分射水流冲刷后上浮的底泥与所述曝气气泡混合后进行污染物降解。
于本申请的第一方面的一些实施例中，所述导气单元的另一端连通水面上的空气包括：所述导气单元的另一端连通水面上的漂浮单元，以通过所述漂浮单元连通空气。
于本申请的第一方面的一些实施例中，所述漂浮单元设有卫星信号接收天线，用以接收定位和/或导航数据。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种水下移动式曝气装置的控制方法，水下移动式曝气装置包括水下移动单元和曝气单元；所述控制方法包括：获取水下温度实测信息和水下溶氧量实测信息；根据所述水下温度实测信息计算饱和溶解氧理论值；将所述饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值进行比较，并根据两者的比较结果来控制所述水下移动单元的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。所述控制单元也可以通过预先输入或设定的程序和指令来控制水下移动单元的行进路径、行进速度、以及所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。
本申请的第二方面提供一种水下移动式曝气装置的控制方法，根据已知或实测的水质指标自动判断水体水质的污染状态，并根据污染状态或根据预先设定程序或人工指令控制水下移动单元的行进路径、行进速度、以及所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量；其中，所述水质指标至少包括COD、BOD、氨氮、总氮、总磷。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述水下移动式曝气装置的控制方法。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第四方面提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述水下移动式曝气装置的控制方法。
如上所述，本申请的水下移动式曝气装置及其控制方法、终端和存储介质，具有以下有益效果：本发明能完成对水体底泥的冲刷或吸慑、底泥及水体的曝气和充氧、并能根据感知的水中溶解氧和水温及其他水质成分自主调节曝气的强度以及移动的速度、快速提升水体的自净能力，维持或改善水环境的整体质量。供氧系统的气源由自带动力设备直接从空气中吸取或者依赖于岸上供氧站。该系统是一种移动式的污染水体修复设备，避免河道大面积铺设充氧管道，同时实现水体充氧的优化、智能化和自动化。由于是移动式的，充氧装置能够以一定的频度到达作业区间内任何地点，实现对较大水体的连续有效供氧，并实现运行的最优化、智能化、和自动化，摆脱对人工的依赖。本发明的移动式曝气装置可以全天候全时段不间断作业，作业范围大、充氧效率高，有效维护城市河段的水质，防治黑臭水体的发生。
附图说明
图1显示为本申请一实施例中水下移动式曝气装置采用第2设计的结构示意图。
图2显示为本申请一实施例中水下移动式曝气装置采用第3设计的结构示意图。
图3显示为本申请一实施例中水下移动式曝气装置采用第4设计的结构示意图。
图4显示为本申请一实施例中水下移动式曝气装置采用第1设计的结构示意图。
图5显示为本申请一实施例中水下移动式曝气装置的控制方法的流程示意图。
图6显示为本申请一实施例中电子终端的结构示意图。
元件标号说明
101 底座
102 射流水泵
103 支撑平台
104 射流扩散管
105 文丘里喉口
106 导气单元
107 漂浮单元
108 卫星信号接收天线
109 水温传感器和溶氧传感器
110 控制单元
111 充电电源插座
201 射流水泵
202 射流扩散管
203 文丘里喉口
204 导气单元
205 漂浮单元
206 卫星信号接收天线
207 水温传感器和溶氧传感器
208 控制单元
209 充电电源插座
301 射流水泵
302 射流扩散管
303 文丘里喉口
304 导气单元
305 射流支管
3051 支管本体
3052 弯折管
306 调节阀门
307 漂浮单元
308 卫星信号接收天线
309 水温传感器和溶氧传感器
310 控制单元
311 充电电源插座
401 导流部
402 空气扩散主管
403 配气支管
404 水下气泵
405 风管接头
406 大气泡
407 第一曝气部
408 开口部
409 小气泡
410 第二曝气部
412 漂浮单元
413 卫星信号接收天线
414 水温传感器和溶氧传感器
415 控制单元
416 充电电源插座
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。应当进一步理解，此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
本发明旨在提供一种用于水环境维护和修复用的水下移动式曝气装置及其控制方法、终端和存储介质，它由水下移动载体、充氧系统、水环境感知系统、定位和自动导航系统、以及通讯系统等分系统组成。所述自主移动式曝气充氧系统能完成对水体底泥的冲刷或吸慑、底泥及水体的曝气和充氧、并能根据感知的水中溶解氧和水温及其他水质成分自主调节曝气的强度以及移动的速度、快速提升水体的自净能力，维持或改善水环境的整体质量。供氧系统的气源由自带动力设备直接从空气中吸取或者依赖于岸上供氧站。该系统是一种移动式的污染水体修复设备，避免河道大面积铺设充氧管道，同时实现水体充氧的优化、智能化和自动化。由于是移动式的，充氧装置能够以一定的频度到达作业区间内任何地点，实现对较大水体的连续有效供氧，并实现运行的最优化、智能化、和自动化，摆脱对人工的依赖。本发明的移动式曝气装置可以全天候全时段不间断作业，作业范围大、充氧效率高，有效维护城市河段的水质，防治黑臭水体的发生。
具体而言，本发明提供的水下移动式曝气装置包括水下移动单元、曝气单元、导气单元；所述曝气单元设于水下移动单元；导气单元的一端与所述曝气单元连通，另一端连通水面上的空气；其中，所述水下移动单元带动其上所设的曝气单元及导气单元在水下移动；所述曝气单元用以使水下底泥上浮，并用以通过所述导气单元导入空气后产生曝气气泡，以使上浮的底泥与所述曝气气泡混合后进行污染物降解。
需说明的是，本发明涉及的自主移动式曝气充氧系统主要应用于天然或人工开挖河道、湖泊、城市景观水体、雨污水受纳水体的供氧及水质改善，也可以用于包括氧化塘、氧化沟、兼性塘在内的污水生化处理设施的曝气供氧。为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
实施例一：
如图1所示，展示了本发明一实施例中水下移动式曝气装置曝气单元采用第2设计的结构示意图。本实施例中水下移动式曝气装置的曝气单元包括底座101和射流水泵102，底座101包括一向下倾斜的支撑平台103。射流水泵102设于所述支撑平台103上，射流水泵102设有射流扩散管104，射流扩散管104设有文丘里喉口105，所述文丘里喉口105与导气单元106连接。
本实施例中水下移动式曝气装置的水下移动单元107主要包括运载平台和水下推进器，运载平台用以运载放置曝气单元，水下推进器用以推动运载平台及其上所设的曝气单元、导气单元在水下移动。需说明的是，水下推进器可以是履带式推进器、桨叶推进式推进器、尾管推进器、直流推进器、液压推进器、涡轮推进器等；事实上，现有技术中任何可以实现水下推进功能的推进器都可以应用于本实施例的技术方案中，本实施例不作具体限定。
在本实施例中，所述射流水泵102从周边水体吸入水流，并通过所述文丘里喉口105所形成的负压将水面上的空气经由所述导气单元106导入，导入的空气在所述射流扩散管104内与水流接触产生曝气气泡，空气在文丘里喉口105及射流扩散管104内被分割成微米至毫米级的气泡，并随着喷射水流注入到周边水体中，补充水中的溶解氧。所述射流扩散管104向外喷射曝气气泡并朝着底泥方向喷射冲刷水流，使得喷射的水流能够有效冲刷水体的底泥，被冲刷上来的底泥和气泡混合，使底泥与氧气充分接触，底泥中的有机物得到分解。另外，底泥也充当活性污泥的作用，使得水体中的溶解性有机物被吸附和分解。
进一步的，所述支撑平台103相对于所述底座101可活动，以通过调整其倾斜角度来调整所述射流水泵所喷射的射流与水平方向之间的倾角。具体而言，支撑平台103相对于底座101产生的活动可由驱动机构来驱动，例如通过驱动电机来推动其顺时针或逆时针转动。举例来说，支撑平台103可与基座本体活动连接(如铰接或枢接等)，当支撑平台103相对于基座本体沿箭头A方向逆时针转动时，支撑平台103的倾斜角度变大，射流水泵所喷射的射流与水平方向之间的倾角变大，对底泥的冲刷量也随之变大；反之，当支撑平台103相对于基座本体沿箭头A的反方向顺时针转动时，支撑平台103的倾斜角度变小，射流水泵所喷射的射流与水平方向之间的倾角变小，对底泥的冲刷量也随之变小。
在一些示例中，所述导气单元106可选用导气软管，导气软管的一端连接文丘里喉口105，另一端外露于水面，并与水面上的漂浮单元108(如浮筒)连接。进一步的，所述漂浮单元设有卫星信号接收天线109，用以接收定位和/或导航数据，从而能够对水下移动式曝气装置进行定位或路径导航等。
在一些示例中，所述水下移动式曝气装置还包括水下感知单元和控制单元；水下感知单元用以采集水下温度实测信号和水下饱和溶解氧实测信号；所述控制单元与所述水下感知单元建立通信连接，用以接收所述水下温度实测信号和水下饱和溶解氧实测信号；所述控制单元根据所述水下温度实测信号计算饱和溶解氧理论值，并将所述饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值进行比较；根据两者的比较结果来控制所述水下推进装置的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。所述控制单元也可以通过预先输入或设定的程序和指令来控制水下移动单元的行进路径、行进速度、以及所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。
需说明的是，所述水下感知单元包括水温传感器和溶氧传感器110，应理解的是，虽于图1中展示于一体，但水温传感器和溶氧传感器是两个独立的硬件设备，功能也不同，前者用于探测水温，后者用于探测溶氧气在水中的溶解量。所述控制单元111可以是控制器，例如ARM(Advanced RISC Machines)控制器、FPGA(Field Programmable Gate Array)控制器、SoC(System on Chip)控制器、DSP(Digital Signal Processing)控制器、或者MCU(Micorcontroller Unit)控制器等；或者也可以是包括了存储器、存储控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、显示屏、其他输出或控制设备，以及外部端口等组件的计算机设备；所述计算机包括但不限于如嵌入式计算机、单片机、PLC、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能手环、智能手表、智能头盔、智能电视、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)等电脑系统。
具体而言，水温传感器和溶氧传感器110所获得的温度信号与溶氧量信号可通过数据线传递给变送器，通过变送器将温度信号、溶氧量信号转变为标准的电信号(如4～20mADC)，再由变送器将标准电信号经过模数转换后发送给控制单元111进行处理，进而控制水下移动单元107的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。举例来说，若饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值的差值超过一定阈值，则可控制降低水下移动单元107的行进速度；也可提高射流水泵变频电机来提升水泵的转速，从而提升射流量以及吸入的空气量来增加曝气量；另外也可增加调节支撑平台的倾角来扩大水泵喷射角度，从而增加底泥的冲刷量。
应理解的是，水温越高，水的溶氧量越低，反之水温越低，水的溶氧量越高。因此，高水温会降低水中的溶氧量。为便于理解，下文以表1为例来解释温度值与饱和溶解氧值之间的关系。但应理解，表1仅用于参考而不是对水温或饱和溶解氧值的限定。
表1：各种温度下饱和溶解氧值
温度(℃) 溶解氧(mg/L) 温度(℃) 溶解氧(mg/L)
0 14.64 18 9.46
1 14.22 19 9.27
2 13.82 20 9.08
3 13.44 21 8.90
4 13.09 22 8.73
5 12.74 23 8.57
6 12.42 24 8.41
7 12.11 25 8.25
8 11.81 26 8.11
9 1.53 27 7.96
10 11.26 28 7.82
11 11.01 29 7.69
12 10.77 30 7.56
13 10.53 31 7.43
14 10.30 32 7.30
15 10.08 33 7.18
16 9.86 34 7.07
17 9.66 35 6.95
在一些示例中，在漂浮单元108上还设有充电电源插座112，用于与船载式移动充电桩进行充电，以向水下移动式曝气装置上的所有用电部件进行供电。
实施例二：
如图2所示，展示了本发明一实施例中水下移动式曝气装置曝气单元采用第3设计的结构示意图。本实施例中水下移动式曝气装置的曝气单元包括射流水泵201，射流水泵201设有射流扩散管202，射流扩散管202设有文丘里喉口203，所述文丘里喉口203与导气单元204连接。
本实施例中水下移动式曝气装置的水下移动单元205主要包括运载平台和水下推进器，运载平台用以运载放置曝气单元，水下推进器用以推动运载平台及其上所设的曝气单元、导气单元在水下移动。需说明的是，水下推进器可以是履带式推进器、桨叶推进式推进器、尾管推进器、直流推进器、液压推进器、涡轮推进器等；事实上，现有技术中任何可以实现水下推进功能的推进器都可以应用于本实施例的技术方案中，本实施例不作具体限定。
所述射流水泵201从周边水体吸入水流，并通过所述文丘里喉口203所形成的负压将水面上的空气经由所述导气单元204导入，导入的空气在所述射流扩散管202内与水流接触产生曝气气泡，空气在文丘里喉口203及射流扩散管202内被分割成微米至毫米级的气泡，并随着喷射水流注入到周边水体中，补充水中的溶解氧。所述射流扩散管202向外喷射曝气气泡并朝着底泥方向喷射冲刷水流，使得喷射的水流能够有效冲刷水体的底泥，被冲刷上来的底泥和气泡混合，使底泥与氧气充分接触，底泥中的有机物得到分解。另外，底泥也充当活性污泥的作用，使得水体中的溶解性有机物被吸附和分解。
进一步的，所述射流扩散管202相对于所述射流水泵201可活动，以通过调整其倾斜角度来调整所述射流扩散管所喷射的射流与水平方向之间的倾角。具体而言，射流扩散管202相对于所述射流水泵201产生的活动可由驱动机构来驱动，例如通过驱动电机来推动其顺时针或逆时针转动。举例来说，射流扩散管202可与射流水泵201活动连接(如铰接或枢接等)，当射流扩散管202相对于射流水泵201沿箭头B方向逆时针转动时，射流扩散管202的倾斜角度变大(射流扩散管与水平方向的夹角变大)，对底泥的冲刷量也随之变大；反之，当射流扩散管202相对于射流水泵201沿箭头B的相反方向顺时针转动时，射流扩散管202的倾斜角度变小，对底泥的冲刷量也随之变小。
在一些示例中，所述导气单元204可选用导气软管，导气软管的一端连接文丘里喉口203，另一端外露于水面，并与水面上的漂浮单元206(如浮筒)连接。进一步的，所述漂浮单元205设有卫星信号接收天线207，用以接收定位和/或导航数据，从而能够对水下射流曝气装置进行定位或路径导航等。
在一些示例中，所述水下射流曝气装置还包括水下感知单元和控制单元；水下感知单元用以采集水下温度实测信号和水下饱和溶解氧实测信号；所述控制单元与所述水下感知单元建立通信连接，用以接收所述水下温度实测信号和水下饱和溶解氧实测信号；所述控制单元根据所述水下温度实测信号计算饱和溶解氧理论值，并将所述饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值进行比较；根据两者的比较结果来控制所述水下推进装置的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。所述控制单元也可以通过预先输入或设定的程序和指令来控制水下移动单元的行进路径、行进速度、以及所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。
所述水下感知单元包括水温传感器和溶氧传感器208，应理解的是，虽于图1中展示于一体，但水温传感器和溶氧传感器是两个独立的硬件设备，功能也不同，前者用于探测水温，后者用于探测溶氧气在水中的溶解量。所述控制单元209可以是控制器，例如ARM(Advanced RISC Machines)控制器、FPGA(Field Programmable Gate Array)控制器、SoC(System on Chip)控制器、DSP(Digital Signal Processing)控制器、或者MCU(Micorcontroller Unit)控制器等；或者也可以是包括了存储器、存储控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、显示屏、其他输出或控制设备，以及外部端口等组件的计算机设备；所述计算机包括但不限于如嵌入式计算机、单片机、PLC、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能手环、智能手表、智能头盔、智能电视、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)等电脑系统。
具体而言，水温传感器和溶氧传感器208所获得的温度信号与溶氧量信号可通过数据线传递给变送器，通过变送器将温度信号、溶氧量信号转变为标准的电信号(如4～20mADC)，再由变送器将标准电信号经过模数转换后发送给控制单元209进行处理，进而控制水下移动单元107的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。举例来说，若饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值的差值超过一定阈值，则可控制降低水下移动单元107的行进速度；也可提高射流水泵变频电机来提升水泵的转速，从而提升射流量以及吸入的空气量来增加曝气量；另外也可增加调节支撑平台的倾角来扩大水泵喷射角度，从而增加底泥的冲刷量。应理解，水温越高，水的溶氧量越低，反之水温越低，水的溶氧量越高。因此，高水温会降低水中的溶氧量。温度值与饱和溶解氧值之间的关系已于上文表1中展示，故不再赘述。
在一些示例中，在漂浮单元206上还设有充电电源插座210，用于与船载式移动充电桩进行充电，以向水下射流曝气装置上的所有用电部件进行供电。
实施例三：
如图3所示，展示了本发明一实施例中水下移动式曝气装置曝气单元采用第4设计的结构示意图。本实施例中水下射流曝气装置的射流曝气单元包括射流水泵301，射流水泵301设有射流扩散管302，射流扩散管302设有文丘里喉口303，所述文丘里喉口303与导气单元304连接。水下射流曝气装置还包括从所述射流扩散管302接出的射流支管305，射流支管305的管口朝底泥方向设置，用以喷射分射水流。
本实施例中水下移动式曝气装置的水下移动单元306主要包括运载平台和水下推进器，运载平台用以运载放置曝气单元，水下推进器用以推动运载平台及其上所设的曝气单元、导气单元在水下移动。需说明的是，水下推进器可以是履带式推进器、桨叶推进式推进器、尾管推进器、直流推进器、液压推进器、涡轮推进器等；事实上，现有技术中任何可以实现水下推进功能的推进器都可以应用于本实施例的技术方案中，本实施例不作具体限定。
所述射流水泵301从周边水体吸入水流，并通过所述文丘里喉口303所形成的负压将水面上的空气经由所述导气单元304导入，导入的空气在所述射流扩散管302内与水流接触产生曝气气泡，空气在文丘里喉口303及射流扩散管302内被分割成微米至毫米级的气泡，这些气泡由射流扩散管302向外喷射。从射流扩散管302接出的射流支管305则向底泥喷射冲刷水流，使得喷射的水流能够有效冲刷水体的底泥，被冲刷上来的底泥和气泡混合，使底泥与氧气充分接触，底泥中的有机物得到分解。另外，底泥也充当活性污泥的作用，使得水体中的溶解性有机物被吸附和分解。
在一些示例中，所述射流支管305包括支管本体3051和朝底泥方向设置的弯折管3052，所述弯折管3052相对于所述支管本体3051可活动，以通过调整其倾斜角度来调整所述射流支管所喷射的射流与水平方向之间的倾角。
具体而言，弯折管3052相对于所述支管本体3051产生的活动可由驱动机构来驱动，例如通过驱动电机来推动其顺时针或逆时针转动。举例来说，弯折管3052可与支管本体3051活动连接(如铰接或枢接等)，当弯折管3052相对于支管本体3051沿箭头C方向逆时针转动时，弯折管3052的倾斜角度变大(弯折管与水平方向的夹角变大)，对底泥的冲刷量也随之变大；反之，当弯折管3052相对于支管本体3051沿箭头C的相反方向顺时针转动时，弯折管3052的倾斜角度变小，对底泥的冲刷量也随之变小。
在一些示例中，所述射流支管305设有调节阀门307，用以调节所述分射水流的流量。需说明的是，分射水流的流量大小决定了对底泥的冲刷量大小，即当调节阀门307调大时，射流支管305的出水量就大，对底泥的冲刷力度就大；反之，当调节阀门306调小时，射流支管305的出水量就小，对底泥的冲刷力就小。
在一些示例中，所述导气单元304可选用导气软管，导气软管的一端连接文丘里喉口303，另一端外露于水面，并与水面上的漂浮单元308(如浮筒)连接。进一步的，所述漂浮单元308设有卫星信号接收天线309，用以接收定位和/或导航数据，从而能够对水下射流曝气装置进行定位或路径导航等。
在一些示例中，所述水下移动式曝气装置还包括水下感知单元和控制单元；水下感知单元用以采集水下温度实测信号和水下饱和溶解氧实测信号；所述控制单元与所述水下感知单元建立通信连接，用以接收所述水下温度实测信号和水下饱和溶解氧实测信号；所述控制单元根据所述水下温度实测信号计算饱和溶解氧理论值，并将所述饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值进行比较；根据两者的比较结果来控制所述水下推进装置的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。所述控制单元也可以通过预先输入或设定的程序和指令来控制水下移动单元的行进路径、行进速度、以及所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。
需说明的是，所述水下感知单元包括水温传感器和溶氧传感器310，应理解的是，虽于图1中展示于一体，但水温传感器和溶氧传感器是两个独立的硬件设备，功能也不同，前者用于探测水温，后者用于探测溶氧气在水中的溶解量。所述控制单元311可以是控制器，例如ARM(Advanced RISC Machines)控制器、FPGA(Field Programmable Gate Array)控制器、SoC(System on Chip)控制器、DSP(Digital Signal Processing)控制器、或者MCU(Micorcontroller Unit)控制器等；或者也可以是包括了存储器、存储控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、显示屏、其他输出或控制设备，以及外部端口等组件的计算机设备；所述计算机包括但不限于如嵌入式计算机、单片机、PLC、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能手环、智能手表、智能头盔、智能电视、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)等电脑系统。
具体而言，水温传感器和溶氧传感器310所获得的温度信号与溶氧量信号可通过数据线传递给变送器，通过变送器将温度信号、溶氧量信号转变为标准的电信号(如4～20mADC)，再由变送器将标准电信号经过模数转换后发送给控制单元311进行处理，进而控制水下移动单元306的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。举例来说，若饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值的差值超过一定阈值，则可控制降低水下移动单元306的行进速度；也可提高射流水泵变频电机来提升水泵的转速，从而提升射流量以及吸入的空气量来增加曝气量；另外也可增加调节支撑平台的倾角来扩大水泵喷射角度，从而增加底泥的冲刷量。应理解，水温越高，水的溶氧量越低，反之水温越低，水的溶氧量越高。因此，高水温会降低水中的溶氧量。温度值与饱和溶解氧值之间的关系已于上文表1中展示，故不再赘述。
在一些示例中，在漂浮单元308上还设有充电电源插座312，用于与船载式移动充电桩进行充电，以向水下射流曝气装置上的所有用电部件进行供电。
实施例四：
如图4所示，展示了本发明一实施例中水下移动式曝气装置曝气单元采用第1设计的结构示意图。本实施例中水下移动式曝气装置的曝气单元包括包括气动搅拌单元，所述气动搅拌单元主要由导流部401和气泡产生部组成，所述气泡产生部主要由空气扩散主管402和至少一个配气支管403组成。所述空气扩散主管设于所述导流部401内，其上端密封，下端设有供连接水下气泵404的风管接头405，其管壁上设有至少一个用以产生大气泡406的第一曝气部407。所述配气支管403连通设于所述空气扩散主管壁上的开口部408，各配气支管403延伸至所述导流部401外，且其外延端连接至少一个用以产生小气泡409的第二曝气部410。
本实施例中水下移动式曝气装置的水下移动单元411主要包括运载平台和水下推进器，运载平台用以运载放置曝气单元，水下推进器用以推动运载平台及其上所设的曝气单元、导气单元在水下移动。需说明的是，水下推进器可以是履带式推进器、桨叶推进式推进器、尾管推进器、直流推进器、液压推进器、涡轮推进器等；事实上，现有技术中任何可以实现水下推进功能的推进器都可以应用于本实施例的技术方案中，本实施例不作具体限定。
具体的曝气过程如下：小气泡409产生于导流部401的外部，产生后向上浮动；大气泡406产生于导流部401的内部，产生后也向上浮动，上浮过程中带动导流部401内部的液体向上六冲动，向上流动的液体在导流部401的底部形成连续真空吸力，迫使导流部401下端周围的水和松软的沉积污泥被吸入导流部401内，并随大气泡406流至导流部401的上端，并扩散到周围水体，与位于导流部401周围的小气泡充分混合，达到充氧和处理污泥的效果。
在一些示例中，所述第一曝气部407包括开设于空气扩散主管402管壁上的气泡孔。所述气泡孔包括直径为毫米级的通孔，用以产生直径为毫米至厘米级的大气泡406。举例来说，气泡孔可选用直径为0.1～5mm的小孔，尤以1～3mm直径小孔为最佳，当气体穿过这些小孔后就可以产生直径为毫米至厘米级的气泡。
在一些示例中，所述第二曝气部410包括微孔曝气头，用以产生直径为微米至毫米级的微型气泡。所述微孔曝气头包括圆盘式微孔曝气盘和/或微孔曝气管；形成微孔的多孔材料包括高分子多孔材料、无机烧结的多孔材料、或在无机或高分子有机材质的表面打孔而成。
在一些示例中，水下气泵404连通导气软管411，导气软管411另的一端外露于水面，并与水面上的漂浮单元412(如浮筒)连接。进一步的，所述漂浮单元412设有卫星信号接收天线413，用以接收定位和/或导航数据，从而能够对水下移动式曝气装置进行定位或路径导航等。
在一些示例中，所述水下移动式曝气装置还包括水下感知单元和控制单元；水下感知单元用以采集水下温度实测信号和水下饱和溶解氧实测信号；所述控制单元与所述水下感知单元建立通信连接，用以接收所述水下温度实测信号和水下饱和溶解氧实测信号；所述控制单元根据所述水下温度实测信号计算饱和溶解氧理论值，并将所述饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值进行比较；根据两者的比较结果来控制所述水下推进装置的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。所述控制单元也可以通过预先输入或设定的程序和指令来控制水下移动单元的行进路径、行进速度、以及所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。
需说明的是，所述水下感知单元包括水温传感器和溶氧传感器414，应理解的是，虽于图1中展示于一体，但水温传感器和溶氧传感器是两个独立的硬件设备，功能也不同，前者用于探测水温，后者用于探测溶氧气在水中的溶解量。所述控制单元415可以是控制器，例如ARM(Advanced RISC Machines)控制器、FPGA(Field Programmable Gate Array)控制器、SoC(System on Chip)控制器、DSP(Digital Signal Processing)控制器、或者MCU(Micorcontroller Unit)控制器等；或者也可以是包括了存储器、存储控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、显示屏、其他输出或控制设备，以及外部端口等组件的计算机设备；所述计算机包括但不限于如嵌入式计算机、单片机、PLC、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能手环、智能手表、智能头盔、智能电视、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)等电脑系统。
具体而言，水温传感器和溶氧传感器414所获得的温度信号与溶氧量信号可通过数据线传递给变送器，通过变送器将温度信号、溶氧量信号转变为标准的电信号(如4～20mADC)，再由变送器将标准电信号经过模数转换后发送给控制单元415进行处理，进而控制水下移动单元411的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。举例来说，若饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值的差值超过一定阈值，则可控制降低水下移动单元411的行进速度；也可提高射流水泵变频电机来提升水泵的转速，从而提升射流量以及吸入的空气量来增加曝气量；另外也可增加调节支撑平台的倾角来扩大水泵喷射角度，从而增加底泥的冲刷量。应理解，水温越高，水的溶氧量越低，反之水温越低，水的溶氧量越高。因此，高水温会降低水中的溶氧量。温度值与饱和溶解氧值之间的关系已于上文表1中展示，故不再赘述。
在一些示例中，在漂浮单元412上还设有充电电源插座416，用于与船载式移动充电桩进行充电，以向水下射流曝气装置上的所有用电部件进行供电。
实施例五：
如图5所示，展示了本发明一实施例中水下移动式曝气装置的控制方法的流程示意图。本实施例的控制方法主要包括步骤S51～S53。
步骤S51：获取水下温度和水下溶氧量等实测信息。
具体而言，可通过水下感知单元和控制单元来获取水下温度和水下溶氧量等实测信息；所述水下感知单元具体包括水温传感器和溶氧传感器，水温传感器和溶氧传感器是两个独立的硬件设备，功能也不同，前者用于探测水温，后者用于探测溶氧气在水中的溶解量。
步骤S52：根据所述水下温度实测信息计算饱和溶解氧理论值。
应理解的是，水温越高，水的饱和溶解氧值就越低，反之水温越低，水的饱和溶解氧值就越高。因此，高水温会降低水中的饱和溶解氧值。温度值与饱和溶解氧值之间的关系可参考上文表1，便不再赘述。
步骤S53：将所述饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值进行比较，并根据两者的比较结果来控制所述水下移动单元的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。也可以通过预先输入或设定的程序和指令来控制水下移动单元的行进路径、行进速度、以及所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。
需说明的是，本实施例的控制方法应用于水下移动式曝气装置中的控制单元，如上文所述，所述控制单元可以是控制器，例如ARM(Advanced RISC Machines)控制器、FPGA(Field Programmable Gate Array)控制器、SoC(System on Chip)控制器、DSP(DigitalSignal Processing)控制器、或者MCU(Micorcontroller Unit)控制器等；或者也可以是包括了存储器、存储控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、显示屏、其他输出或控制设备，以及外部端口等组件的计算机设备；所述计算机包括但不限于如嵌入式计算机、单片机、PLC、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能手环、智能手表、智能头盔、智能电视、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)等电脑系统，本实施例不作限定。
实施例六：
本实施例提供一种水下移动式曝气装置的控制方法，包括：根据已知或实测的水质指标自动判断水体水质的污染状态，并根据污染状态或根据预先设定程序或人工指令控制水下移动单元的行进路径、行进速度、以及所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量；其中，所述水质指标至少包括COD、BOD、氨氮、总氮、总磷。
应理解的是，COD是指化学需氧量(Chemical Oxygen Demand)是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。BOD是指生化需氧量(Biochemical oxygen demand)是指在一定条件下，微生物分解存在于水中的可生化降解有机物所进行的生物化学反应过程中所消耗的溶解氧的数量。
实施例七：
如图6所示，展示了本发明一实施例中电子终端的结构示意图。本实施例的电子终端包括：处理器61、存储器62、通信器63；存储器62通过系统总线与处理器61和通信器63连接并完成相互间的通信，存储器62用于存储计算机程序，通信器63用于和其他设备进行通信，处理器61用于运行计算机程序，使电子终端执行如上水下射流曝气装置的控制方法的各个步骤。
上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
实施例八：
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述水下移动式曝气装置的控制方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
于本申请提供的实施例中，所述计算机可读写存储介质可以包括只读存储器、随机存取存储器、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁存储设备、闪存、U盘、移动硬盘、或者能够用于存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行存取的任何其它介质。另外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果指令是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术，从网站、服务器或其它远程源发送的，则所述同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。然而，应当理解的是，计算机可读写存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或者其它暂时性介质，而是旨在针对于非暂时性、有形的存储介质。如申请中所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。
综上所述，本发明提供水下移动式曝气装置及其控制方法、终端和存储介质，能完成对水体底泥的冲刷或吸慑、底泥及水体的曝气和充氧、并能根据感知的水中溶解氧和水温及其他水质成分自主调节曝气的强度以及移动的速度、快速提升水体的自净能力，维持或改善水环境的整体质量。供氧系统的气源由自带动力设备直接从空气中吸取或者依赖于岸上供氧站。该系统是一种移动式的污染水体修复设备，避免河道大面积铺设充氧管道，同时实现水体充氧的优化、智能化和自动化。由于是移动式的，充氧装置能够以一定的频度到达作业区间内任何地点，实现对较大水体的连续有效供氧，并实现运行的最优化、智能化、和自动化，摆脱对人工的依赖。本发明的移动式曝气装置可以全天候全时段不间断作业，作业范围大、充氧效率高，有效维护城市河段的水质，防治黑臭水体的发生。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种水下移动式曝气装置，其特征在于，包括：
水下移动单元；
曝气单元，设于水下移动单元；
导气单元，其一端与所述曝气单元连通，另一端连通水面上的空气；
其中，所述水下移动单元带动其上所设的曝气单元及导气单元在水下移动；所述曝气单元用以使水下底泥上浮，并用以通过所述导气单元导入空气后产生曝气气泡，以使上浮的底泥与所述曝气气泡混合后进行污染物降解。
2.根据权利要求1所述的水下移动式曝气装置，其特征在于，还包括：
水下感知单元，用以采集水下温度实测信号和水下饱和溶解氧实测信号；
控制单元，与所述水下感知单元建立通信连接，用以接收所述水下温度和水下饱和溶解氧实测信号；所述控制单元根据所述水下温度实测信号计算饱和溶解氧理论值，并将所述饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值进行比较；根据两者的比较结果来控制所述水下移动单元的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量；或者，所述控制单元通过预先输入或设定的程序和指令来控制水下移动单元的行进路径、行进速度、以及所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。
3.根据权利要求1所述的水下移动式曝气装置，其特征在于，所述曝气单元采用第1设计，包括：
气动搅拌单元，包括气泡产生部和导流部；
所述气泡产生部连通所述导气单元，用于在进气后产生直径不同的大、小气泡；小气泡产生后在所述导流部外向上浮动；大气泡在所述导流部内向上浮动，并带动导流部内的液体向上流动，以将位于所述导流部下端的水和污泥吸入并导向导流部上端的周围水体后与上浮的所述小气泡混合后进行污染物降解。
4.根据权利要求3所述的水下移动式曝气装置，其特征在于，所述气泡产生部包括空气扩散主管以及至少一个配气支管；所述空气扩散主管设于所述导流部内，其上端密封，下端设有供连接所述导气单元的进气口，且其管壁上设有至少一个用以产生所述大气泡的第一曝气部；各所述配气支管连通设于所述空气扩散主管壁上的开口部，并延伸至所述导流部外，其外延端连接至少一个用以产生所述小气泡的第二曝气部。
5.根据权利要求1所述的水下移动式曝气装置，其特征在于，所述曝气单元采用第2设计，包括：
底座，包括一向下倾斜的支撑平台；
射流水泵，设于所述支撑平台；所述射流水泵设有射流扩散管，所述射流扩散管设有文丘里喉口，所述文丘里喉口与所述导气单元连接；所述射流水泵吸入水流，并通过所述文丘里喉口所形成的负压将水面上的空气经由所述导气单元导入，导入的空气在所述射流扩散管内与水流接触产生曝气气泡；所述射流扩散管向外喷射曝气气泡并朝着底泥方向喷射冲刷水流，以使被冲刷后上浮的底泥与所述曝气气泡混合后进行污染物降解。
6.根据权利要求1所述的水下移动式曝气装置，其特征在于，所述曝气单元采用第3设计，包括：
射流水泵；
设于所述射流水泵上的向下倾斜的射流扩散管；所述射流扩散管设有文丘里喉口；所述文丘里喉口与所述导气单元连接；所述射流水泵吸入水流，并通过文丘里喉口所形成的负压将水面上的空气经由所述导气单元导入，导入的空气在所述射流扩散管内与水流接触产生曝气气泡；所述射流扩散管向外喷射曝气气泡并朝着底泥方向喷射冲刷水流。
7.根据权利要求1所述的水下移动式曝气装置，其特征在于，所述曝气单元采用第4设计，包括：
射流水泵，设有射流扩散管，所述射流扩散管上设有文丘里喉口；所述文丘里喉口与所述导气单元连接；所述射流水泵吸入水流，并通过所述文丘里喉口所形成的负压将水面上的空气经由所述导气单元导入，导入的空气在所述射流扩散管内与水流接触产生曝气气泡；
从所述射流扩散管接出的射流支管，管口朝底泥方向设置，用以喷射分射水流，以使被所述分射水流冲刷后上浮的底泥与所述曝气气泡混合后进行污染物降解。
8.根据权利要求1所述的水下移动式曝气装置，其特征在于，所述导气单元的另一端连通水面上的空气包括：所述导气单元的另一端连通水面上的漂浮单元，以通过所述漂浮单元连通空气。
9.根据权利要求8所述的水下移动式曝气装置，其特征在于，所述漂浮单元设有卫星信号接收天线，用以接收定位和/或导航数据。
10.一种水下移动式曝气装置的控制方法，其特征在于，水下移动式曝气装置包括水下移动单元和曝气单元；所述控制方法包括：
获取水下温度实测信息和水下溶氧量实测信息；
根据所述水下温度实测信息计算饱和溶解氧理论值；
将所述饱和溶解氧理论值与饱和溶解氧实测值进行比较，并根据两者的比较结果来控制所述水下移动单元的行进速度，以及/或者根据两者的比较结果来控制所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量。
11.一种水下移动式曝气装置的控制方法，其特征在于，包括：根据已知或实测的水质指标自动判断水体水质的污染状态，并根据污染状态或根据预先设定程序或人工指令控制水下移动单元的行进路径、行进速度、以及所述曝气单元的曝气量和/或底泥上浮量；其中，所述水质指标至少包括COD、BOD、氨氮、总氮、总磷。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求10或11所述水下移动式曝气装置的控制方法。
13.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求10或11所述水下移动式曝气装置的控制方法。
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