[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

本發明涉及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、進水模塊以及出水模塊，通過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；在進水模塊處設置有水質檢測模塊以及流量監測模塊，在人工濕地模塊內設置有液位檢測模塊，在人工濕地模塊附近設置有天氣監測模塊。該系統可以自動的統計計算農村面源污染處理濕地的水力負荷，濕地在達到預設值后自動休床，完成休床后繼續處理污染物，并根據不同的污染程度自動選擇相應的處理模式，不再需要人工控制，實現完全自動化控制，減少人工濕地的堵塞問題。

技術領域

本發明涉及人工濕地自動化控制領域，尤其涉及一種針對農村面源污染的濕地自動化控制系統。

背景技術

農村地區面源污染主要因各種農村、農業活動，比如種植、商業、生活等，在雨天時通過地表徑流把污染物沖刷到低洼地帶，最終進入河流，匯入太湖，對太湖水質造成危害，因此要對太湖流域農村面源污染進行處理，人工濕地可以因地制宜的布置在合適位置，是處理面源污染的方案之一。農村面源污染所帶來的主要污染物集中體現在COD、總氮、總磷。

人工濕地在處理面源污染時，面源污染中所含有懸浮物和膠體等物質會被濾料中的空隙所截留，并聚集在一起，久而久之堵塞了部分的濾料空隙，造成此處不能與外界進行氣體交換，形成局部的厭氧微環境。在厭氧微環境的條件下，這里的微生物會產生胞外聚合物，與空隙截留的物質混合在一起，造成濾料空隙進一步的堵塞。此時這些物質含有較多的水分，可通過一段時間的干化(休床)消除。但若不進行管控，則會使這部分物質轉化為致密不透水層，造成永久性的堵塞。因此要對人工濕地的水力負荷進行管理、控制，以達到長效性。

然而，現有濾床的水力負荷管控主要以人工管控為主，運維人員手動記錄、核算、統計相關數據，大概估算出當前的水力負荷，濾床所實際承受的水力負荷與統計有誤差。濾床休床也由人為控制，不同運維人員交接時造成混亂，使休床時間不夠，或者水力負荷過高。濾床的水力停留時間是處理污染物的重要參數，過低會造成處理效果差，過高會過度占用濾床資源，當前的水力停留時間也是由人工統計為主。

發明內容

本發明的目的是根據上述問題，設計一種針對農村面源污染的濕地自動化控制系統。

本發明解決上述問題所采取的技術方案是：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，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。