CN205045895U - 水环境生态修复实时监测与控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型水环境生态修复实时监测与控制系统，实现了网络化、自动化，效率高，大大节省了人力成本，可用于修复受污染的河流、湖泊、景观水及养殖水水体。包括水体以及在水体内生长的沉水植被，还包括控制装置；水体内设置有水底修复床，水底修复床由多边形槽体、设置在多边形槽体上的开孔、吸附氮磷膜及植物扶墙装置组成，多边形槽体底部设有气泡垫，气泡垫均匀分布着若干小孔，吸附氮磷膜覆盖在多边形槽体上，植物扶墙装置位于多边形槽体的多个边上；水体内还设置有增氧装置和水质监测装置，水质监测装置和增氧装置分别与控制装置连接，与控制装置连接有监控设备；控制装置包括控制处理器、与控制处理器分别相连的通信模块、存储器和电源模块。

Description

水环境生态修复实时监测与控制系统

技术领域

本实用新型属于水环境生态修复技术领域，具体地是涉及一种水环境生态修复实时监测与控制系统。

背景技术

水环境污染问题伴随着人类经济活动和社会发展的快速增长而显得日益严重,以富营养化为主的湖泊公害、黑臭及高营养负荷为代表的城镇河流污染等,正在严重制约和影响社会经济的可持续化发展。如何改进水生态修复的方法，优化水生态修复的技术和工艺、降低水生态修复的资本投入和运营成本、减少水生态修复过程的能源消耗，提高水生态修复的综合效率，成为一个非常迫切的任务，将水生态修复过程转化为一个财富和能源的生产过程成为水生态修复追求的崇高目标。

近年，国内湖泊、水库和河流的污染主要表现在富营养化，其污染不仅仅影响水体的功能以及危害水生生物，而且正促使湖泊、水库和河流的消亡，导致富营养化的主要原因是：氮、磷的污染；针对水体氮、磷污染的情况，人们进行了很多水污染治理方面的研究。

目前最方便的解决方法是化学处理方法，即向被污染的水体加入化学药剂对污染水体进行絮凝沉淀，但在生态学上，这是最坏的方法，因为化学药剂和其分解产物会通过生物链最终积累到人体内；重要的是，化学处理并不能从根本上解决污染问题，一旦化学药剂被分解、稀释，污染会再次发生，需要持续不断地添加化学药剂，如此会陷入恶性循环，从根本上是无法彻底解决水环境恶化的问题。另外，在水体中增加沉水植物是一种很好的净化、修复水体环境的方法，沉水植物给水生动物提供更多的生活栖息和隐蔽场所，又可以吸收水体的氮、磷，净化水质，扩大水生动物的有效生存空间，同时，沉水植物的幼嫩部分又可供水生动物摄食，从而改善整个水生生态系统；但是这种方法还是存在一定的局限性。而且，现有的水环境生态修复系统中还存在信息化管理方面的缺陷即：水环境生态修复的监测管理方面的自动化程度低，主要通过人工管理，而人工管理耗时、工作量大、效率低下、成本高。

发明内容

本实用新型就是针对上述现有水环境生态修复系统存在的缺陷，提供一种水环境生态修复实时监测与控制系统；本实用新型能够解决现有的局限性、水环境修复不彻底的技术问题，实现了网络化、自动化，效率高，大大节省了人力成本，可用于修复受污染的河流、湖泊、景观水及养殖水水体。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

本实用新型水环境生态修复实时监测与控制系统，包括湖泊、人工湖、水库或渠道的水体以及在所述水体内生长的沉水植被，还包括控制装置；其结构要点是：所述水体内设置有水底修复床，所述水底修复床由多边形槽体、设置在多边形槽体上的开孔、吸附氮磷膜及植物扶墙装置组成，所述多边形槽体底部设有气泡垫，气泡垫均匀分布着若干小孔，所述吸附氮磷膜覆盖在多边形槽体上，所述植物扶墙装置位于多边形槽体的多个边上；所述水体内还设置有增氧装置和水质监测装置，所述水质监测装置和增氧装置分别与控制装置连接，与所述控制装置连接有监控设备；所述控制装置包括控制处理器、与所述控制处理器分别相连的通信模块、存储器，和用于供电的电源模块。

作为本实用新型的一种优选方案，所述气泡垫通过导气管连接有充气泵。

进一步地，所述导气管内设有气体流量控制阀。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述气体流量控制阀采用ZCZJ型全不锈钢电磁阀。

更进一步地，所述控制装置与气体流量控制阀连接。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述多边形槽体采用PP塑料制成。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述水质监测装置包括电导率传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、pH传感器、及氨氮传感器的其中之一或其组合。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述控制处理器采用ARM11系列S3C6410芯片。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述监控设备采用手机、平板电脑或个人PC机。

本实用新型的有益效果。

1、本实用新型提供的水环境生态修复实时监测与控制系统，一方面水体中的沉水植被，能吸收水体中富含的营养元素，净化水质，同时水底修复床覆盖的吸附氮磷膜也能很好的为沉水植被吸附到大量的氮、磷、钾等元素；另一方面水底修复床中的植物扶墙装置可以抑制水生植物的疯长，避免水质的恶化。

2、本实用新型还设置有控制装置，与控制装置分别连接的水质监测装置、增氧装置，以及监控设备，所述控制装置中的通信模块用于接入通信网络，完成指令和数据的接收和发送；根据监控设备中设置的控制参数对水质监测装置进行远程控制，并实现水体信息的实时监测，实现了网络远程控制化、自动化，效率高，大大节省了人力成本，可用于修复受污染的河流、湖泊、景观水及养殖水水体；前景广泛，具有极大的市场价值和社会价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的水底修复床的主视图。

图3是本实用新型的实时监测与控制系统连接框图。

图中标记：1为控制装置、2为监控设备、3为增氧装置、4为沉水植被、5为植物扶墙装置、6为水质监测装置、7为气泡垫、8为小孔、9为水体、10为水底修复床、11为气体流量控制阀、12为导气管、13为充气泵、14为吸附氮磷膜、15为多边形槽体、16为开孔。

具体实施方式

结合附图所示，本实用新型水环境生态修复实时监测与控制系统，包括湖泊、人工湖、水库或渠道的水体9以及在所述水体9内生长的沉水植被4，还包括控制装置1；其结构要点是：所述水体9内设置有水底修复床10，所述水底修复床10由多边形槽体15、设置在多边形槽体15上的开孔16、吸附氮磷膜14及植物扶墙装置5组成，所述多边形槽体15底部设有气泡垫7，气泡垫7均匀分布着若干小孔8，所述吸附氮磷膜14覆盖在多边形槽体15上，所述植物扶墙装置5位于多边形槽体15的多个边上；所述水体9内还设置有增氧装置3和水质监测装置6，所述水质监测装置6和增氧装置3分别与控制装置1连接，与所述控制装置连接有监控设备2；所述控制装置包括控制处理器、与所述控制处理器分别相连的通信模块、存储器，和用于供电的电源模块。

其中，所述通信模块用于接入通信网络，完成指令和数据的接收和发送；所述存储器用于对接收到的数据进行缓存；所述控制处理器是完成对水质参数信息的调取操作和分析处理。

所述气泡垫7通过导气管12连接有充气泵13；为水体9中增加含氧量。

进一步地，所述导气管12内设有气体流量控制阀11；所述气体流量控制阀11采用ZCZJ型全不锈钢电磁阀；所述控制装置1与气体流量控制阀11连接；通过控制装置1输出的指令信号控制气体流量控制阀11的开闭，可随时控制充气泵13的进气。

所述多边形槽体15采用PP塑料制成；所述PP塑料一般指聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂；聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90--0.91g/cm³，是目前所有塑料中最轻的品种之一它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.01%。

所述水质监测装置6包括溶解氧传感器、浊度传感器、pH传感器、及氨氮传感器的其中之一或其组合；水质监测装置6进行实时监测水体9中的溶氧含量、悬浮物含量、PH值、氨氮含量等的水质参数，同时将监测到的水质参数信息传输给控制装置1的控制处理器，控制处理器进行对水质参数信息的分析与处理，并将分析与处理的结果信息发送给监控设备2。

所述增氧装置3是一种高效的水体增氧设备，其设置在水体9中，接收并执行所述控制装置1的控制处理器发出的控制指令；当需要对水体9内进行补充氧时，控制处理器发出控制指令信号使增氧装置3进行增氧工作。

所述控制处理器采用ARM11系列S3C6410芯片。

所述监控设备2采用手机、平板电脑或个人PC机；所述手机、平板电脑或个人PC机与控制装置1通过通信模块进行相互通信；所述通信网络为移动通信网络，可以理解的是，互联网络或自组织无线通信网络都可以实现监控设备2与控制装置1之间的无线通信；根据在监控设备2中设置控制参数对水质监测装置6进行远程控制，实现对水体9信息的实时监测。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (9)

1.水环境生态修复实时监测与控制系统，包括湖泊、人工湖、水库或渠道的水体（9）以及在所述水体（9）内生长的沉水植被（4），还包括控制装置（1）；其特征在于：所述水体（9）内设置有水底修复床（10），所述水底修复床（10）由多边形槽体（15）、设置在多边形槽体（15）上的开孔（16）、吸附氮磷膜（14）及植物扶墙装置（5）组成，所述多边形槽体（15）底部设有气泡垫（7），气泡垫（7）均匀分布着若干小孔（8），所述吸附氮磷膜（14）覆盖在多边形槽体（15）上，所述植物扶墙装置（5）位于多边形槽体（15）的多个边上；所述水体（9）内还设置有增氧装置（3）和水质监测装置（6），所述水质监测装置（6）和增氧装置（3）分别与控制装置（1）连接，与所述控制装置（1）连接有监控设备（2）；所述控制装置（1）包括控制处理器、与所述控制处理器分别相连的通信模块、存储器，和用于供电的电源模块。

2.根据权利要求1所述的水环境生态修复实时监测与控制系统，其特征在于：所述气泡垫（7）通过导气管（12）连接有充气泵（13）。

3.根据权利要求2所述的水环境生态修复实时监测与控制系统，其特征在于：所述导气管（12）内设有气体流量控制阀（11）。

4.根据权利要求3所述的水环境生态修复实时监测与控制系统，其特征在于：所述气体流量控制阀（11）采用ZCZJ型全不锈钢电磁阀。

5.根据权利要求1所述的水环境生态修复实时监测与控制系统，其特征在于：所述控制装置（1）与气体流量控制阀（11）连接。

6.根据权利要求1所述的水环境生态修复实时监测与控制系统，其特征在于：所述多边形槽体（15）采用PP塑料制成。

7.根据权利要求1所述的水环境生态修复实时监测与控制系统，其特征在于：所述水质监测装置（6）包括电导率传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、pH传感器、及氨氮传感器的其中之一或其组合。

8.根据权利要求1所述的水环境生态修复实时监测与控制系统，其特征在于：所述控制处理器采用ARM11系列S3C6410芯片。

9.根据权利要求1所述的水环境生态修复实时监测与控制系统，其特征在于：所述监控设备（2）采用手机、平板电脑或个人PC机。