[發明專利]基于臭氧-超聲復合技術的生態水體智慧管控系統和方法

在審

• 申請號: 201810646193.6
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108585325A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 吳億成
• 申請（專利權）人: 吳億成
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F101/10;C02F101/16
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種基于臭氧-超聲復合技術的生態水體智慧管控系統，包括用于水體凈化處理的臭氧發生器和超聲波設備；其特征在于，該系統還包括富磷消減裝置，該裝置設有用于裝填過氧化鈣固體粉末或過氧化鈣溶液的容器，容器裝有計量閥或計量泵，計量閥或計量泵的出口與排放管路相接；臭氧發生器、超聲波設備和富磷消減裝置均設置在水體附近，臭氧發生器的臭氧釋放管路出口、超聲波設備的換能器和富磷消減裝置的排放管路出口均位于水體中；

該系統還包括間隔布置在水體中的多個水質傳感器，每個水質傳感器均配置了定位芯片、藻類生物監測儀、水質監測儀、NB-iot傳輸模塊和控制器模塊；定位芯片、藻類生物監測儀、水質監測儀和NB-iot傳輸模塊分別與控制器模塊相連，并由NB-iot傳輸模塊通過NB-iot物聯網絡實現與智慧管控中心服務器之間的數據傳輸；控制器模塊還通過信號線分別連接臭氧發生器的控制器、超聲波設備的驅動電源，以及富磷消減裝置的計量閥或計量泵，分別用于控制臭氧發生量、超聲波功率和過氧化鈣釋放量。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述水質監測儀中設有用于監測水體的COD、氨氮、pH、鹽度、溫度、水流矢量和透光度數據的傳感器。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述水質傳感器具有桿狀主體，所述水質監測儀至少有三套，間隔設置在桿狀主體的上中下三段位置，用于監測水體的表層、中層和底層水質。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述控制器模塊采用ARM器件，并與用作本地存儲器件的存儲卡相連。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述富磷消減裝置還接有進水管，在進水管上裝有引水泵；進水管的入口位于水體中，從水體中引水來沖刷氧化鈣固體粉末或過氧化鈣溶液便從排放管路排至水體中。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述智慧管控中心服務器是基于云端的大數據云計算服務器系統。

7.利用權利要求1所述系統的基于臭氧-超聲復合技術的生態水體智慧管控方法，其特征在于，包括：

(1)在待治理管控的水域附近適當位置設置臭氧發生器、超聲波設備和富磷消減裝置，使臭氧發生器的臭氧釋放管路出口、超聲波設備的發射頭和富磷消減裝置的排放管路出口位于水體中；

(2)在待治理管控的水域中間隔布置一組或多組水質傳感器，一套臭氧發生器、超聲波設備和富磷消減裝置與一組水質傳感器相匹配，每組水質傳感器中包括多個水質傳感器；將桿狀水質傳感器底部插入水體底部的淤泥中并保持穩固，使水質傳感器上的水質監測儀能夠分別檢測水體表層、中層和底層的水質；

(3)水質傳感器利用其配置的定位芯片、藻類生物監測儀和水質監測儀，獲取當前時間與定位數據、水體中的藻類分類鑒定和計數數據，以及水體中的COD、透明度、色度、含氧、硫、磷、氨氮數據；控制器模塊將獲得的數據存儲于存儲卡后，由NB-iot傳輸模塊通過NB-iot物聯網絡傳輸至智慧管控中心服務器；

(4)智慧管控中心服務器接收各組水質傳感器的數據后，根據預定規則進行數據的整理和比對后，通過NB-iot物聯網絡向指定的水質傳感器發送操控指令；水質傳感器的控制器模塊根據操控指令的內容，分別向臭氧發生器、超聲波設備或富磷消減裝置發送控制信號，通過對臭氧發生器的控制器、超聲波設備的驅動電源，以及富磷消減裝置的計量閥或計量泵進行調控，實現臭氧發生量、超聲波功率和過氧化鈣釋放量的控制；

(5)各組水質傳感器實時地監測并向智慧管控中心服務器傳送調控過程中水體中各項數據，由智慧管控中心服務器根據預定規則改變操控指令，通過逐步調整臭氧發生量、超聲波功率和過氧化鈣釋放量來控制水體污染物的消減速度，縮小各項目的本地檢測數據與預設指標之間的差值，最終使水體的各項數據符合預期控制目標。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(4)中所述根據預定規則進行數據的整理和比對是指，將各水質傳感器中水質監測儀獲得的數據和以及藻類生物監測儀獲得的數據整理為指定參數規格，然后將其與各項目的預設控制指標進行比較。