[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

本發明涉及環保領域的水處理技術，旨在提供一種基于臭氧?超聲復合技術的生態水體智慧管控系統和方法。該系統包括臭氧發生器、超聲波設備和富磷消減裝置，以及布置在水體中的多個水質傳感器，水質傳感器上的各傳感器、芯片等分別與控制器模塊相連，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、超聲波設備和富磷消減裝置。本發明在消除磷酸根的同時降解水中的氨氮使之成為氮氣和水，杜絕水處理過程生成對生態水系統具有負面影響的成分，保證了生態水體內的生態平衡不被破壞。通過大數據云計算智慧化決策來控制生態水體水質控制設備運行狀態，實現對水體生態多要素的實時全面有效管控。

技術領域

本發明屬于環保領域的水處理技術，特別涉及基于臭氧-超聲復合技術的生態水體 智慧管控系統和方法。

背景技術

一切穩定存在的生態都是基于物質多樣性以及它們之間相互影響和作用的動態平 衡，生態水體自然也不例外。生態平衡的生態水體是水體內各種動、植物、微生物以其他非生命體物質以相互吃和被吃、吸收和被吸收的營養關系平衡。生態水體內的生態平 衡不僅受生態水體內部多種生物和物質的影響，也受到水體之外大環境生物遷徙進入和 物質進出的沖擊和影響。

生態水體的管控，核心內容就是“生態平衡”的管控，即在生態水體因內部和外界原因造成生命和非生命體的容量超過了生態水體自身調控能力的時候，在生態崩潰前后通過人工管控的方式，用技術手段增減各種生物和物質的數量來促成或重建生態平衡。 但是，長期以來，水處理行業在項目管理上和技術應用上一直都沒有清晰區分生態水體 管控以及生活和工農業污廢水凈化處理這兩個相關但又有很大區別的概念。

生活和工農業污廢水凈化處理主要是為了達到國家制定的一系列水排放標準，而這 些達標排放的水是不是適合在特定區域、時間和氣候條件下的生態水體的水質要求并沒 有予以重視。造成這一現象的歷史原因是中國的水污染源最引人矚目是來自生活和工農 業生產的污廢水，同時由于資金投入和技術積累不足，讓各級管理機構和研發部門不得不把注意力集中在這類污廢水上。其次，由于兩者都采用基本一致的物理、化學和生物 原理來處理水中有機、無機、微生物等物質，即無外乎是氧化還原、降解分解、過濾清 除、沉淀聚集和滅殺生物等技術(組合)途徑，很容易造成一種把前者處理好了，生態 水體也就能管控好了的認知，從觀念上把水質對人體“干凈無害”作為水處理的最高目 標了。這個“最高目標”顯然有缺陷，最接近生活的淺顯實例是干凈無害的家庭自來水， 不能直接用來給家里的魚缸換水。

當前主要的生態水體的處理技術手段主要包括：(1)引水置換方式：將外來的清潔水資源輸入生態水體，使生態水體中各種污染物濃度降低。這種方法必須有充足的清 潔水源作保證。引水置換方式的主要缺陷是受配套水資源、設施和政策的限制。(2) 循環過濾方式：在需要凈化的水體中，根據生態水體的大小和可能面臨的污染，配套循 環過濾所需的管線、電器、濾材等設施。循環過濾能消除水中的固體雜質而美化水體， 但是對生態水體中危害最大的化學污染物和微生物毒害則沒有消除作用。(3)投加化 學藥劑：是一種短平快的生態水體處理技術手段，能夠針對不同的污染情況對癥下藥， 能簡單快捷地見效。投放化學藥劑雖可以在一段時間內使生態水質凈化美化，但久而久 之，水中的有害生物會產生耐藥性，化學藥劑的效能會下降，間隔縮短，投放量增加。 對于持續污染的生態水體，長期投放藥劑必定帶了新的污染問題，即對環境的二次污染 而破壞生態平衡。(4)生物生態修復技術：是利用人為投放或者培育有益的生物種群， 對生態水中污染物進行轉化及降解，從而使水體水質得到恢復。這種技術是自然界恢復 能力和自凈能力的一種強化，是當前環保技術的研究開發熱點。因為要使有益的生物種 群能夠生存并發揮凈化美化水體的作用，仍離不開精心維護這些有益種群有效生存的生 態水體環境，以此面對的日常管理難題與自然和人為破壞生態水體因素沒有不同。此外， 生物生態修復的時間長、效率低，往往需要巨大的緩沖蓄水池以滿足生態修復必須的時 間和空間。(5)清淤掏泥法清淤掏泥法式針對已經生態奔潰或處于奔潰邊緣的生態水 體進行的大動干戈“事后整治”手段，雖能短期恢復一定的水清潔要求，但是這種事后 補救不能避免生態水體再次崩潰——因為再次摧毀生態平衡的內外條件一個都沒減少。