CN117342687A - 一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，包括以下步骤：在养殖场及周边水域安装传感器、摄像头和控制设备，基于便携式无线网络将这些设备连接至监控中心，实时监测养殖场的水质状况和设备状态，同时，在尾水处理池中接入若干微生物燃料电池以降解养殖尾水中的有机物和氮、磷污染物。本发明通过基于物联网的组建的养殖尾水治理监控系统能够便于养殖户在任何地方通过移动设备实时监控养殖场的水质状况和设备运行情况，还能够实现远程控制，提高养殖尾水处理效率。通过在反应池中接入微生物燃料电池辅助处理污水，能够助力降解养殖尾水中的有机物和氮、磷污染物，可以有效减轻养殖尾水污染，实现能源的可持续利用。
Description
技术领域
本发明涉及养殖尾水治理技术领域，尤其涉及一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法。
背景技术
养殖尾水是指在水产养殖过程中产生的废水，这类废水主要来自鱼类、甲壳类、软体动物等水生动物的养殖生产过程，包括养殖池中的排泄物、未被消耗的饲料、动植物残体、化学药剂、微生物群落等。养殖尾水中含有大量的有机物、氮、磷等营养盐，以及病原体、药物残留等污染物；养殖尾水的过度排放容易导致水体富营养化、水质恶化甚至病原体的传播，进而影响水产养殖的生产效益，在养殖过程中使用如抗生素、消毒剂的药物可能残留在养殖尾水中，排放到水体中后，将会对水生生物和人类健康产生影响。为了减少养殖尾水对环境的影响，人们逐渐采用物理法、化学法和生态方法对养殖尾水进行污水处理，这些方法在处理养殖尾水方面取得一定的成效的同时，也带来了操作较繁琐、维护成本高等问题。
随着物联网、大数据、人工智能等现代科技的发展，使得将现代科技应用于养殖尾水生态治理，实现对水质、水量、处理效果等的实时监测和智能控制成为可能。
发明内容
针对上述提到的问题：本发明提供一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，旨在提升养殖尾水的处理效率，降低维护成本。
一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，包括以下步骤：
S1、在养殖场及周边水域安装水质传感器、流量传感器和摄像头，监测养殖场的水质状况和设备运行情况，得到监测数据；
S2、基于便携式无线网络，将传感器、摄像头、控制设备通过无线网络连接至监控中心；
S3、构建生态净化池和尾水处理池，并通过管道将养殖场的尾水导至尾水处理池，在生态净化池中安装污水处理设备，并在水中种植净水植物；
S4、在尾水处理池中接入若干微生物燃料电池以降解养殖尾水中的有机物和氮、磷污染物；
S5、将监测数据上传至监控中心进行存储与分析，评估养殖尾水的水质状况和治理效果；
S6、根据监控数据和分析结果，通过物联网系统，自动调节污水处理设备的运行参数。
优选地，所述水质传感器包括溶氧仪、化学需氧量测定仪、氨氮测定仪和混合液悬浮固体测定仪。
优选地，所述便携式无线网络为移动网络共享热点。
优选地，所述传感器、摄像头、控制设备和监控中心均为模块化设置且能快速组装，并通过建立的物联网络提供状态关联和指引。
优选地，所述步骤S4具体为：
S41、向尾水处理池中添加氧化还原介质，调节酸碱度至尾水符合微生物燃料电池的处理要求，将微生物燃料电池的阳极接触养殖尾水，阴极室充满电解质溶液；
S42、在阳极室中添加硫酸盐还原菌和产电菌，并在阴极室中通入空气或氧气，微生物燃料电池开始工作；
S43、将微生物燃料电池连接到电源管理电路，用电流计或电压计测量电流和电压，并将发电量收集到蓄电池或调压后适配接入各传感器节点、网关设备中；
S44、回收微生物燃料电池处理养殖尾水过程中产生的生物质、氢气和甲烷。
优选地，所述步骤S6，具体包括：
S61、基于生态净化池前端监测呼吸速率、化学需氧量、氨氮、混合液悬浮固体得到前馈参数；
S62、基于生态净化池出水端化学需氧量、微量污染物得到智能药剂投加反馈参数；
S63、基于生态净化池进水端化学需氧量负荷前馈得到智能曝气系统溶解氧反馈参数；
S64、基于生态净化池生物处理段监测溶解氧、氧化还原电位、硝酸盐氮得到甲醇或乙酸碳源投加的反馈参数；
S65、基于生物处理段监测磷酸盐得到除磷剂智能投加反馈参数；
S66、基于各反馈参数自动控制相应的污水处理设备。
优选地，所述污水处理设备包括曝气设备、絮凝沉淀设备和生物过滤器。
优选地，所述养殖场的水质状况和设备运行情况通过移动监控端进行实时监控，当水质异常或设备故障，监控端系统立即自动向养殖户发送预警信息。
优选地，所述移动监控端为微信小程序或APP。
优选地，所述净水植物为水生美人蕉、芦苇、香蒲、蒲草和石菖蒲中的至少一种。
本发明的有益效果是：本发明通过基于物联网的组建的养殖尾水治理监控系统能够便于养殖户在任何地方通过移动设备实时监控养殖场的水质状况和设备运行情况，还能够实现远程控制，提高养殖尾水处理效率。通过在反应池中接入微生物燃料电池辅助处理污水，能够助力降解养殖尾水中的有机物和氮、磷污染物，可以有效减轻养殖尾水污染，实现能源的可持续利用，促进养殖业的绿色发展。
附图说明
图1为本发明实施例一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法流程示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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所示，一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，包括以下步骤：
S1、在养殖场及周边水域安装溶氧仪、化学需氧量测定仪、氨氮测定仪和混合液悬浮固体测定仪、流量传感器和摄像头，监测养殖场的水质状况和设备运行情况，得到监测数据；所述养殖场的水质状况和设备运行情况通过微信小程序或APP进行实时监控，当水质异常或设备故障，监控端系统立即自动向养殖户发送预警信息。本实施例中，所用传感器、摄像头、控制设备和监控中心均为模块化设置且能快速组装，并通过建立的物联网络提供状态关联和指引，具体地，如基于物联网络可将各处的安放的传感器方位坐标进行相互关联，在传感器出现异常时或需要回收时，能够通过任意传感器或设备定位获得其他设备的位置和状态信息。
S2、基于移动网络共享热点，将传感器、摄像头、控制设备通过无线网络连接至监控中心；
S3、构建生态净化池和尾水处理池，并通过管道将养殖场的尾水导至尾水处理池，在生态净化池中安装曝气设备、絮凝沉淀设备和生物过滤器，并在水中种植水生美人蕉、芦苇、香蒲、蒲草和石菖蒲；
S4、在尾水处理池中接入若干微生物燃料电池以降解养殖尾水中的有机物和氮、磷污染物；具体步骤为：
S41、向尾水处理池中添加氧化还原介质，调节酸碱度至尾水符合微生物燃料电池的处理要求，将微生物燃料电池的阳极接触养殖尾水，阴极室充满电解质溶液；
S42、在阳极室中添加硫酸盐还原菌和产电菌，并在阴极室中通入空气或氧气，微生物燃料电池开始工作；
S43、将微生物燃料电池连接到电源管理电路，用电流计或电压计测量电流和电压，并将发电量收集到蓄电池或调压后适配接入各传感器节点、网关设备中；
S44、回收微生物燃料电池处理养殖尾水过程中产生的生物质、氢气和甲烷，这些副产品可以用于发电、制作燃料、生产肥料以及作为工业原料等。
S5、将监测数据上传至监控中心进行存储与分析，评估养殖尾水的水质状况和治理效果；
S6、根据监控数据和分析结果，通过物联网系统，自动调节污水处理设备的运行参数。具体地，所述步骤S6，具体包括：
S61、基于生态净化池前端监测呼吸速率、化学需氧量、氨氮、混合液悬浮固体得到前馈参数；
S62、基于生态净化池出水端化学需氧量、微量污染物得到智能药剂投加反馈参数；
S63、基于生态净化池进水端化学需氧量负荷前馈得到智能曝气系统溶解氧反馈参数；
S64、基于生态净化池生物处理段监测溶解氧、氧化还原电位、硝酸盐氮得到甲醇或乙酸碳源投加的反馈参数；
S65、基于生物处理段监测磷酸盐得到除磷剂智能投加反馈参数；
S66、基于各反馈参数自动控制相应的污水处理设备，具体自动控制方案基于安装的控制设备和系统以及搭建的物联网实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在养殖场及周边水域安装水质传感器、流量传感器和摄像头，监测养殖场的水质状况和设备运行情况，得到监测数据；
S2、基于便携式无线网络，将传感器、摄像头、控制设备通过无线网络连接至监控中心；
S3、构建生态净化池和尾水处理池，并通过管道将养殖场的尾水导至尾水处理池，在生态净化池中安装污水处理设备，并在水中种植净水植物；
S4、在尾水处理池中接入若干微生物燃料电池以降解养殖尾水中的有机物和氮、磷污染物；
S5、将监测数据上传至监控中心进行存储与分析，评估养殖尾水的水质状况和治理效果；
S6、根据监控数据和分析结果，通过物联网系统，自动调节污水处理设备的运行参数。
2.如权利要求1所述的一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，其特征在于，所述水质传感器包括溶氧仪、化学需氧量测定仪、氨氮测定仪和混合液悬浮固体测定仪。
3.如权利要求1所述的一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，其特征在于，所述便携式无线网络为移动网络共享热点。
4.如权利要求1所述的一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，其特征在于，所述传感器、摄像头、控制设备和监控中心均为模块化设置且能快速组装，并通过建立的物联网络提供状态关联和指引。
5.如权利要求1所述的一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：
S41、向尾水处理池中添加氧化还原介质，调节酸碱度至尾水符合微生物燃料电池的处理要求，将微生物燃料电池的阳极接触养殖尾水，阴极室充满电解质溶液；
S42、在阳极室中添加硫酸盐还原菌和产电菌，并在阴极室中通入空气或氧气，微生物燃料电池开始工作；
S43、将微生物燃料电池连接到电源管理电路，用电流计或电压计测量电流和电压，并将发电量收集到蓄电池或调压后适配接入各传感器节点、网关设备中；
S44、回收微生物燃料电池处理养殖尾水过程中产生的生物质、氢气和甲烷。
6.如权利要求1所述的一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，其特征在于，所述步骤S6，具体包括：
S61、基于生态净化池前端监测呼吸速率、化学需氧量、氨氮、混合液悬浮固体得到前馈参数；
S62、基于生态净化池出水端化学需氧量、微量污染物得到智能药剂投加反馈参数；
S63、基于生态净化池进水端化学需氧量负荷前馈得到智能曝气系统溶解氧反馈参数；
S64、基于生态净化池生物处理段监测溶解氧、氧化还原电位、硝酸盐氮得到甲醇或乙酸碳源投加的反馈参数；
S65、基于生物处理段监测磷酸盐得到除磷剂智能投加反馈参数；
S66、基于各反馈参数自动控制相应的污水处理设备。
7.如权利要求1所述的一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，其特征在于，所述污水处理设备包括曝气设备、絮凝沉淀设备和生物过滤器。
8.如权利要求1所述的一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，其特征在于，所述养殖场的水质状况和设备运行情况通过移动监控端进行实时监控，当水质异常或设备故障，监控端系统立即自动向养殖户发送预警信息。
9.如权利要求8所述的一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，其特征在于，所述移动监控端为微信小程序或APP。
10.如权利要求1所述的一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法，其特征在于，所述净水植物为水生美人蕉、芦苇、香蒲、蒲草和石菖蒲中的至少一种。
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| CN202311638729.7A CN117342687A (zh) | 2023-12-04 | 2023-12-04 | 一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311638729.7A Pending CN117342687A (zh) | 2023-12-04 | 2023-12-04 | 一种基于物联网的养殖尾水生态治理方法 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203101933U (zh) * | 2012-11-01 | 2013-07-31 | 四川信息职业技术学院 | 基于物联网的水产养殖水质在线监控系统 |
| CN206736018U (zh) * | 2017-03-24 | 2017-12-12 | 华北电力大学（保定） | 一种微生物燃料电池监测处理池塘污水装置 |
| CN113371816A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-10 | 中国海洋大学 | 海水养殖尾水高效脱氮反应器、系统及方法 |
| CN215049538U (zh) * | 2021-06-17 | 2021-12-07 | 北京亦庄环境科技集团有限公司 | 一种基于物联网远程控制的多碳源投加水处理系统 |
| CN117142708A (zh) * | 2023-09-20 | 2023-12-01 | 广州市环境保护工程设计院有限公司 | 一种水产养殖尾水高效除磷系统及方法 |
-
2023
- 2023-12-04 CN CN202311638729.7A patent/CN117342687A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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