智慧型远程监控太阳能直流曝气人工湿地系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种智慧型远程监控太阳能直流曝气人工湿地系统，其人工湿地单元设有基质层以及种植在基质层上的湿地植物，所述基质层的上面设有布水管，所述基质层的底部和/或下面设有集水管；太阳能发电系统包括柔性薄膜太阳能电池板、蓄电池以及用于控制太阳能发电系统工作状态的光伏控制系统；曝气系统包括直流风机和曝气管，所述直流风机的出风口通过管道连接所述曝气管，所述曝气管铺设在所述基质层内并位于所述布水管和所述集水管之间，所述曝气管上设有若干曝气孔或安装有若干曝气器；远程模型系统设有电脑终端和移动终端，所述电脑终端和移动终端均设有通信模块。本实用新型专利技术以太阳能为能源，无需电网供电，且能够进行远程智能监控。

Intelligent remote monitoring solar energy DC aeration artificial wetland system

The utility model provides an intelligent remote monitoring solar DC aeration constructed wetland system, wetland plants of the artificial wetland unit is provided with a substrate layer and grow in the matrix layer, above the substrate layer is provided with a water distribution pipe, water pipe is provided with the matrix layer in the bottom and / or below; the solar power generation system comprises a flexible thin film solar panels, batteries and photovoltaic control system used to control the working status of the solar power generation system; aeration system including DC fan and aeration pipe, the DC fan outlet is connected with the aeration pipe through a pipeline between the aeration pipe laying in the matrix layer and in the pipes and the set of pipes, the aeration pipe is provided with a plurality of aeration holes or is provided with a plurality of aerator; model system with remote computer terminal and mobile terminal, the The computer terminal and the mobile terminal are provided with communication modules. The utility model uses solar energy as an energy source without the power supply of a grid, and can carry out remote intelligent monitoring.

【技术实现步骤摘要】
智慧型远程监控太阳能直流曝气人工湿地系统
本技术涉及智慧型远程监控太阳能直流曝气人工湿地系统，属环境保护

技术介绍
人工湿地是一种有效的生态工程废水处理技术，由人工基质和生长在其上的植物组成，形成一个独特的基质-植物-微生物的生态系统，处理污水时通过物理、化学和生物三重协调作用。微生物是维持湿地生态系统和实现生态净化功能及其物质和能量转化的重要组成部分，人工湿地净化污水的过程中，大量有机物、氮、磷等元素通过微生物被降解。湿地中存在大量的好氧、兼氧和厌氧菌群，这些微生物存在于湿地的土壤或砾石填料表面及植物根系表面，通过参与营养物的循环和改善填料氧化还原条件，以实现湿地处理污水的功能。在垂直潜流人工基质层间增加充氧曝气，能够为微生物创造一个良好的生存环境，强化湿地对有机物、氨氮等的去除效果。目前人工湿地的曝气系统多采用电动机为原动机，以电网电力向电动机供电，通过电动机驱动曝气鼓风机等，将空气通过曝气管道和曝气器送入基质层中，以提高水中溶解氧的含量，为好氧微生物提供良好的环境条件，进而提高净化效率，改善净化效果。但是，由于并非人工湿地的设置场所都具有现成的电网供电，铺设专业线路往往需要耗费大量的人力和财力，并且需要一定的场地条件，由此制约了人工湿地曝气技术的推广应用。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷，本技术提供了一种智慧型远程监控太阳能直流曝气人工湿地系统，该系统以太阳能为能源，无需电网供电，且能够进行远程智能监控。本技术的技术方案为：一种智慧型远程监控太阳能直流曝气人工湿地系统，包括：人工湿地单元，设有基质层以及种植在基质层上的湿地植物，所述基质层的上面设有布水管，所述基质层的底部和/或下面设有集水管；太阳能发电系统，包括太阳能电池板、蓄电池以及用于控制太阳能发电系统工作状态的光伏控制系统，所述太阳能电池板采用柔性的薄膜太阳能电池板，所述光伏控制系统设有通信模块；曝气系统，包括直流风机和曝气管，所述直流风机的出风口通过管道连接所述曝气管，所述直流风机的电源输入端连接所述太阳能发电系统的电力输出，所述曝气管铺设在所述基质层内并位于所述布水管和所述集水管之间，所述曝气管上设有若干曝气孔或安装有若干曝气器；远程模型系统，设有电脑终端和移动终端，所述电脑终端和移动终端均设有通信模块。所述人工湿地单元旁边的地面上可以架设有支架，所述支架上设有向阳的支撑面，所述太阳能电池板贴合在所述支撑面上，由此实现太阳能电池板的现场布置。所述光伏控制系统可以采用控制柜形式，所述控制柜内设有用于管理和控制蓄电池充放电状态及所述太阳能发电系统电力输出状态的太阳能控制器，所述太阳能控制器可以采用任意适宜的现有技术，依据太阳能电池板的发电状况和外部用电需求进行蓄电池的充放电管理和电力输出管理，例如，太阳能电池板的发电量超过外部用电量甚至外部不用电的情况下，如果蓄电池需要充电则控制向蓄电池充电，在外部用电与发电量相同的情况下由太阳能电池板向外送电，蓄电池不充电也不放电，当太阳能电池板的发电量低于外部用电量需求甚至太阳能电池板不发电的情况下，由蓄电池向外送电，这些技术均可以采用现有技术。可以设置作为太阳能发电系统电力输出开关的中间继电器，由太阳能控制器控制，当需要向外送电时，例如，需要曝气时，太阳能控制器输出相应的控制信号使中间继电器闭合，接通电力输出，当外部不需要用电时，太阳能控制器控制中间继电器断开，切断电力输出。所述控制柜上可以设有显示器，用于显示各部分的工作状态，或显示监测信息等。所述光伏控制系统、电脑终端和移动终端的通信模块均包括WiFi通信模块，由此可以通过WiFi通信方式进行相互通信。优选的，本系统还可以设有在线监测设备，用于监测人工湿地单元的出水水质指标，例如，溶解氧含量、有机污染物浓度等，所述在线监测设备设有能够采集水质采样区内水样的采水样器，所述水质采样区位于所述人工湿地单元的排水通道上，其进口端连接人工湿地单元的出水口，出水端连接系统排水口，由此监测湿地的出水水质。所述在线监测设备可以与所述电脑终端和/或移动终端通信连接，可以设置能够相互通信的有线/或无线通信模块/装置实现相互间的通信，将监测数据送入电脑终端和/或移动终端以便进行分析处理，接受电脑终端和/或移动终端点的监测控制指令。优选的，所述基质层上种植的植物为挺水植物或主要包括挺水植物，以利于净化和美观。所述人工湿地单元可以呈池状，设有底面和侧壁，所述池体的底面上铺设有细沙保护层，所述基质层铺设在所述细沙保护层的上面，所述基质层的上面铺设有砾石层，所述集水管铺设在所述细沙保护层的上面，所述布水管位于所述砾石层的上方。所述人工湿地单元可以呈倒四棱台形，底面呈矩形，四个侧面均呈倒梯形，这种形状有利于池体的稳定。所述曝气器可以采用金刚砂微孔曝气盘，同一曝气管上的金刚砂微孔曝气器优选等间距分布。本技术的有益效果为：由于设置了太阳能发电系统，通过太阳能给曝气系统的直流风机供电，可以就地安装太阳能发电系统，只要具有适宜光照的地方都能够适应，节省了因铺设和维护电力输送线路的成本和费用，避免因铺设电力输送线路而需要的场地或空间占用，而且太阳能发电系统通过设置蓄电池进行储能，可以在太阳能电池板不发电的夜间等场合下供电，避免了电力中断，同时太阳能发电系统的控制技术成熟，管理便捷，使用方便；由于采用柔性的太阳能电池板，方便了现场布置，能够与现场景观要求相结合，实现美化效果；由于曝气系统采用直流风机，无需进行逆变或交直流变电，由此节省了变电成本，简化了电路构造；由于采用上进下出中间曝气的构造，实现了垂直潜流，有利于提高净化效果，并且通过曝气优化了湿地内的微生物环境，有利于提高脱氮除磷效果，减少和避免异味，改善环境状况；由于湿地表面为种植的植物，不仅有利于污水的净化，而且还可以作为景观美化环境；由于设置了远程模型系统（或称远程监控系统），并通过无线等通信方式实现与太阳能发电系统的通信，获得太阳能发电系统自身各工作状态信息以及太阳能发电系统的电力输出信息，利用模型系统的强度大运算能力和存储的信息数据进行有效的分析处理，获得湿地的实际状况以及应该采用的控制方案或湿地工作方案，并可以通过无线等通信方式向太阳能发电系统远程发送控制指令，调整控制参数，进行曝气等工作控制，由此无需到现场就能够实现对系统的监视和控制，极大地方便了管理和操作，并可以软件和数据库的支持下，进行有效地智能控制。附图说明图1是本技术的示意图。具体实施方式参见图1，本技术提供的智慧型远程监控太阳能直流曝气人工湿地系统包括人工湿地单元8、太阳能发电系统、曝气系统和远程模型系统，其中人工湿地单元的数量可以为一个或多个，根据现场需要灵活设置，曝气系统的曝气能力以及曝气管数量应与人工湿地单元的数量相适应，根据实际需要，可以设置若干太阳能电池板，通过适当的串并联方式形成一定的输出特性和输出能力。垂直潜流的人工湿地单元8规格为长×宽=50m×25m，剖面上下边缘高差为1.2m。湿地表面种植植物9，潜流湿地植物主要选择具有对污染物较强去除效果的净化型挺水植物，同时兼具植物景观及经济价值的芦苇、美人蕉和香蒲等，种植密度为6-9株/m2，空间上合理配置。湿地内部填料层由上到下依次为砾石层10、基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智慧型远程监控太阳能直流曝气人工湿地系统，其特征在于包括：人工湿地单元，设有基质层以及种植在基质层上的湿地植物，所述基质层的上面设有布水管，所述基质层的底部和/或下面设有集水管；太阳能发电系统，包括太阳能电池板、蓄电池以及用于控制太阳能发电系统工作状态的光伏控制系统，所述太阳能电池板采用柔性的薄膜太阳能电池板，所述光伏控制系统设有通信模块；曝气系统，包括直流风机和曝气管，所述直流风机的出风口通过管道连接所述曝气管，所述直流风机的电源输入端连接所述太阳能发电系统的电力输出，所述曝气管铺设在所述基质层内并位于所述布水管和所述集水管之间，所述曝气管上设有若干曝气孔或安装有若干曝气器；远程模型系统，设有电脑终端和移动终端，所述电脑终端和移动终端均设有通信模块。

【技术特征摘要】
1.一种智慧型远程监控太阳能直流曝气人工湿地系统，其特征在于包括：人工湿地单元，设有基质层以及种植在基质层上的湿地植物，所述基质层的上面设有布水管，所述基质层的底部和/或下面设有集水管；太阳能发电系统，包括太阳能电池板、蓄电池以及用于控制太阳能发电系统工作状态的光伏控制系统，所述太阳能电池板采用柔性的薄膜太阳能电池板，所述光伏控制系统设有通信模块；曝气系统，包括直流风机和曝气管，所述直流风机的出风口通过管道连接所述曝气管，所述直流风机的电源输入端连接所述太阳能发电系统的电力输出，所述曝气管铺设在所述基质层内并位于所述布水管和所述集水管之间，所述曝气管上设有若干曝气孔或安装有若干曝气器；远程模型系统，设有电脑终端和移动终端，所述电脑终端和移动终端均设有通信模块。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述人工湿地单元旁边的地面上架设有支架，所述支架上设有向阳的支撑面，所述太阳能电池板贴合在所述支撑面上。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述光伏控制系统采用控制柜形式，所述控制柜内设有用于管理和控制蓄电池充放电状态及所述太阳能发电系统电力输出状态的太阳能控制器。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令华，邢磊，郭冉，张雄，
申请(专利权)人：北京正和恒基城市规划设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11