[發明專利]一種針對農村面源污染的濕地自動化控制系統

在審

• 申請號: 202211720525.3
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN116301127A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 馮桐;曹晗;杜瀅明;張瑛;邢蓓燕
• 申請（專利權）人: 蘇州德華生態環境科技股份有限公司
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 陳如建

1.一種針對農村面源污染的濕地自動化控制系統，包括中央控制模塊、人工濕地模塊、用于向人工濕地模塊供水的進水模塊以及用于向外排水的出水模塊，其特征在于，通過所述中央控制模塊接收相應信號進行處理并發出控制執行信號，并判斷人工濕地模塊的當前狀態，進入空閑模式、工作模式、休床模式以及檢修模式；在所述進水模塊處設置有水質檢測模塊以及流量監測模塊，在所述人工濕地模塊內設置有液位檢測模塊，在所述人工濕地模塊附近設置有天氣監測模塊，所述進水模塊、出水模塊、水質檢測模塊、流量監測模塊、液位檢測模塊以及天氣監測模塊均與設置的中央控制模塊進行通訊；

所述中央控制模塊，判斷的人工濕地模塊狀態為：

當人工濕地模塊處于空閑模式下，中央控制模塊控制進水模塊向人工濕地模塊進行布水，進入工作模式；

當人工濕地模塊處于工作模式下，中央控制模塊根據水質檢測模塊以及流量監測模塊的信號來自動設置水力停留時間，待水力停留時間結束，開啟出水模塊排水，之后進入休床模式或空閑模式；

當人工濕地模塊處于休床模式下，中央控制模塊根據上一次工作模式下處理狀況以及在休床期間的天氣監測模塊的數據來確定休床時間，待休床時間結束，進入空閑模式；

在人工濕地模塊處于工作模式下，中央控制模塊根據液位檢測模塊得到的信號判斷是否出現堵塞，若出現堵塞則停止工作，發出報警并自動進入檢修模式，待檢修完成之后可進入工作模式或空閑模式或休床模式。

2.根據權利要求1所述針對農村面源污染的濕地自動化控制系統，其特征在于，所述進水模塊包括進水閘門和/或進水水泵；所述出水模塊包括出水閘門和/或出水水泵；所述水質檢測模塊包括用于檢測來水水質的水質檢測探頭；所述流量監測模塊包括用于檢測來水流量以及流速的流量計；所述天氣監測模塊包括用于采集環境溫度的溫度傳感器以及用于檢測雨量或雪量的光學雨雪量計。

3.根據權利要求2所述針對農村面源污染的濕地自動化控制系統，其特征在于，所述液位檢測模塊包括位于人工濕地模塊表面的第一液位傳感器、位于人工濕地模塊底部的第二液位傳感器，在所述人工濕地模塊內設置有檢查井，所述第二液位傳感器設置于檢查井內，所述第一液位傳感器用于檢測表面水位，判斷濾床是否發生堵塞，所述第二液位傳感器用于檢測內部水位，用于判斷是否達到布水水位高度；在工作模式下,布水結束1h后，第一液位傳感器檢測到的表面水位不為0且數值超過人工濕地模塊設計高度的20％時說明發生堵塞。

4.根據權利要求1所述針對農村面源污染的濕地自動化控制系統，其特征在于，在工作模式下，所述天氣監測模塊統計在T₁h時間內累計降雨量P₁mm，在所述中央控制模塊內設置雨量設計值P_設計1mm，當P₁≥P_設計1時，進入雨天液位模式。

5.根據權利要求4所述針對農村面源污染的濕地自動化控制系統，其特征在于，所述雨天液位模式為所容納水量液位為人工濕地模塊設計液位的50％-100％。

6.根據權利要求1所述針對農村面源污染的濕地自動化控制系統，其特征在于，在工作模式下，所述進水模塊開始進水，所述流量監測模塊將監測到的流量信號送至中央控制模塊，所述中央控制模塊統計水力負荷，實時統計經過24h的實際累計水力負荷為日水力負荷，實時統計經過一周的實際累計水力負荷為周水力負荷，實時統計經過一年的實際累計水力負荷為年水力負荷；

判斷日水力負荷是否達到日水力負荷設定值，或周水力負荷是否達到周水力負荷設定值，或年水力負荷是否達到年水力負荷設定值；

若是，則所述中央控制模塊控制人工濕地模塊進入休床模式；

若否，則所述中央控制模塊控制人工濕地模塊達到設計液位停止進水。

7.根據權利要求1所述針對農村面源污染的濕地自動化控制系統，其特征在于，在工作模式下，所述水質檢測模塊從進水開始到進水結束檢測來水的水質并將信號傳遞至中央控制模塊，所述中央控制模塊計算出水質平均值，將水質平均值與中央控制模塊內置的水質設定值進行對比，最終確定污染類型從而得到水力停留時間。