[發明專利]一種農田退水智慧調控與近零排放系統及方法

在審

• 申請號: 202310051137.9
• 申請日: 2023-02-02
• 公開（公告）號: CN115997660A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 張淼;蔡穎;季瀟挺;黃琴;朱曉曉;陳維墉;常聞捷
• 申請（專利權）人: 江蘇省環境工程技術有限公司
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;C02F3/30;C02F3/34
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

1.一種農田退水智慧調控與近零排放系統，設置于目標區域，目標區域內包括若干農田地塊，目標區域外連通有外部河道，其特征在于，包括退水渠、凈化塘，以及水位監控設施、水質在線監測設備和集成式調控系統；

所述退水渠沿農田地塊周邊分布，并與凈化塘連通，使農田退水經過退水渠匯入凈化塘內；所述凈化塘內設有退水回用泵站，退水回用泵站內設有提升泵，凈化塘通過所述退水回用泵站與退水渠連通；凈化塘出水端與外部河道連通；外部河道與退水渠進水端連通，兩者交接處設有攔水壩和攔水閘；

所述水位監控設施包括視頻監控裝置、液位計監測儀或雨量傳感器中的一種或多種；所述水位監控設施設置于攔水壩、凈化塘、農田易澇區；所述水質在線監測設備設置于凈化塘中；所述集成式調控系統包括中控系統以及與中控系統相連接的多個分布式PLC分站；所述PLC分站分別設置于攔水閘、凈化塘、退水回用泵站，用于對相應區域內的設備進行工藝參數和設備工況的數據采集及控制。

2.根據權利要求1所述的農田退水智慧調控與近零排放系統，其特征在于，包括水系連通涵管，用于連通目標區域內的水系。

3.根據權利要求1所述的農田退水智慧調控與近零排放系統，其特征在于，所述退水渠包括沿農田地塊周邊分布的退水滯留帶，以及在退水滯留帶中設置的若干退水沉降塘；所述退水滯留帶上設有堆砌于農田田梗的生態透水磚，農田退水通過退水滯留帶匯入所述退水沉降塘中，退水沉降塘通過生態溝渠與凈化塘連通。

4.根據權利要求1所述的農田退水智慧調控與近零排放系統，其特征在于，所述凈化塘中布設有浮動濕地，所述浮動濕地的下方固接有下沉式包裹硝化菌劑，凈化塘的塘底設置有固接上浮式包裹反硝化菌劑的生態基。

5.根據權利要求1所述的農田退水智慧調控與近零排放系統，其特征在于，包括用于對農田退水深度處理的分布式處理設施，凈化塘出水端與分布式處理設施連通，所述分布式處理設施內設有水質在線監測設備，分布式處理設施出水端與外部河道連通。

6.根據權利要求5所述的農田退水智慧調控與近零排放系統，其特征在于，包括調蓄系統，凈化塘出水端通過調蓄系統與分布式處理設施連通，調蓄系統內設有水質在線監測設備，并設有增氧曝氣設備。

7.根據權利要求5所述的農田退水智慧調控與近零排放系統，其特征在于，所述分布式處理設施包括混凝沉淀裝置、一體化磁分離污水處理裝置、一體化超凈化污水處理裝置、膜生物反應器、生化流化床、曝氣生物濾池中的一種或多種廢水處理設施。

8.根據權利要求6所述的農田退水智慧調控與近零排放系統，其特征在于，調蓄系統、分布式處理設施、農田易澇區內也設置有PLC分站；所述集成式調控系統中的PLC分站共6個，其中：

第一PLC分站設置于攔水閘，用于攔水壩液位計監測儀、攔水閘、水質在線監測設備、視頻監控裝置的工藝參數及設備工況的數據采集及控制；第二PLC分站設置于凈化塘，用于凈化塘液位計監測儀、水質在線監測設備、視頻監控裝置的工藝參數及設備工況的數據采集及控制；第三PLC分站設置于調蓄系統，用于增氧曝氣設備的工藝參數及設備工況的數據采集及控制；第四PLC分站設置于退水回用泵站，用于退水回用泵站的工藝參數設備工況的采集及控制；第五PLC分站設置于分布式處理設施，用于分布式處理設施的工藝參數及設備工況的數據采集及控制；第六PLC分站設置于農田易澇區，用于包括節點區域水位、降雨強度在內的工藝參數及設備工況的數據采集及控制。

9.根據權利要求1所述的農田退水智慧調控與近零排放系統，其特征在于，所述中控系統與PLC分站之間通過工業以太網以放射型方式連接；

對與集成式調控系統相連的設備的控制模式包括通過現場電控箱手動控制、PLC自動控制及遠程手動控制，所述控制模式通過手動或遠程控制轉換開關進行切換。

10.一種農田退水智慧調控與近零排放方法，其特征在于，基于權利要求1-9任一項所述的農田退水智慧調控與近零排放系統進行，包括：

設置攔水閘日常保持關閉狀態，使得目標區域水系與外部河道水系相對隔離；當水位監控設施提示水位超過設定閾值時，則通過集成式調控系統，將凈化塘水體達標外排至外部河道；

當農田需要澆灌時，通過集成式調控系統啟動退水回用泵站，使凈化塘中的出水通過退水渠進入農田地塊實現灌溉；當水位監控設施提示水位不足時，通過集成式調控系統啟動攔水閘，使得外部河道水體自流進入退水渠而對農田地塊補水；當補水到設定水位時，通過所述集成式調控系統關閉攔水閘；

在汛期或退水期之前，若通過水質在線監測設備獲得水質達標結果，則通過集成式調控系統使凈化塘水體排入外部河道；若水質在線監測設備獲得水質不達標結果，則將凈化塘水體進行深度處理直至獲得水質達標結果后，將達標水體排入外部河道。