一种富营养化水体生态净化系统及净化方法技术方案

本发明专利技术属于水体净化技术领域，公开了一种富营养化水体生态净化系统及净化方法，所述富营养化水体生态净化系统包括：水体收集模块、水量测量模块、水质检测模块、中央控制模块、水质分析模块、净水方案生成模块、过滤模块、活性炭吸附模块、植物净化模块、推流式曝气模块、输出模块。本发明专利技术通过对水质进行检测实现对水体污染情况的获取，对获取的水体污染情况分析后生成水体净化方案，进行水体净化的针对性更好，在实现对水体充分净化的情况下减少能耗；在水体净化时，先进行过滤和吸附，能够实现水体中杂质的滤除，进行水体的净化更方便，净化效果更好。本发明专利技术提供的净化方法对水体进行多环节的处理，净化效果更好，净化后的水体的水质更佳。

【技术实现步骤摘要】
一种富营养化水体生态净化系统及净化方法
本专利技术属于水体净化
，尤其涉及一种富营养化水体生态净化系统及净化方法。
技术介绍
目前：随着含氮、磷元素等化学药剂的大量使用与排放，人工和天然水体的富营养化问题日益严重，这不仅会引起蓝藻等水生植物的大量繁殖、水体的透明度下降，而且会导致水质恶化、水生生物死亡，甚至导致湖泊生态系统被破坏。富营养化水体中含有大量的蓝藻、叶绿素a和COD，难以实现有效去除。使用化学药物进行富营养化水体的净化会直接导致水中生物的受损，影响生态环境。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：富营养化水体的蓝藻、叶绿素a和COD难以实现有效去除；使用化学药物进行富营养化水体的净化会导致水中生物的受损，影响生态环境。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种富营养化水体生态净化系统及净化方法。本专利技术是这样实现的，一种富营养化水体生态净化系统，所述富营养化水体生态净化系统包括：水体收集模块、水量测量模块、水质检测模块、中央控制模块、水质分析模块、净水方案生成模块、过滤模块、活性炭吸附模块、植物净化模块、推流式曝气模块、输出模块；水体收集模块，与中央控制模块连接，用于通过水体收集程序使用吸水器收集待净化水体；水量测量模块，与中央控制模块连接，用于通过水量测量程序进行收集的待净化水体体积的测量，确定水量；水质检测模块，与中央控制模块连接，用于通过水质检测器进行收集的待净化水体的水质；中央控制模块，与水体收集模块、水量测量模块、水质检测模块、水质分析模块、净水方案生成模块、过滤模块、活性炭吸附模块、植物净化模块、推流式曝气模块、输出模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常运行；水质分析模块，与中央控制模块连接，用于通过水质分析程序进行水质检测得到的检测结果的分析；净水方案生成模块，与中央控制模块连接，用于通过净水方案生成程序依照分析结果生成净水方案；过滤模块，与中央控制模块连接，用于通过过滤膜进行待净化水体的过滤，滤除水中的杂质；活性炭吸附模块，与中央控制模块连接，用于通过活性炭对待净化水体进行吸附；植物净化模块，与中央控制模块连接，用于通过植物净化程序使水体流经植物生长区域进行水体净化；推流式曝气模块，与中央控制模块连接，用于通过曝气机对水体进行推流式曝气；输出模块，与中央控制模块连接，用于通过输出管进行净化后水体的输出。本专利技术的另一目的在于提供一种富营养化水体生态净化方法，所述富营养化水体生态净化方法包括以下步骤：步骤一，通过水体收集模块利用水体收集程序使用吸水器收集待净化水体；通过水量测量模块利用水量测量程序进行收集的待净化水体体积的测量，确定水量；步骤二，通过水质检测模块利用水质检测器进行收集的待净化水体的水质；通过水质分析模块利用水质分析程序进行水质检测得到的检测结果的分析；步骤三，通过净水方案生成模块利用净水方案生成程序依照分析结果生成净水方案；步骤四，通过过滤模块利用过滤膜进行待净化水体的过滤，滤除水中的杂质；通过活性炭吸附模块利用活性炭对待净化水体进行吸附；步骤五，通过植物净化模块利用植物净化程序使水体流经植物生长区域进行水体净化；步骤六，通过推流式曝气模块利用曝气机对水体进行推流式曝气；步骤七，通过输出模块利用输出管进行净化后水体的输出。进一步，步骤二中，所述通过水质检测模块利用水质检测器进行收集的待净化水体的水质，具体包括：(1)水质检测器检测获得水质检测数据，并发送所述水质检测数据给智能终端；(2)所述智能终端获取所述水质检测数据，将所述水质检测数据与存储于所述智能终端的历史平均数据对比；当所述水质检测数据与历史平均数据的差值大于终端预设阈值时，发送定位数据和所述水质检测数据给所述服务器；(3)所述服务器获取所述定位数据和水质检测数据，根据定位数据确定第一地理区域内的水质检测数据的第一平均值，将所述水质检测数据与第一平均值对比，根据所述水质检测数据与第一平均值的差值向所述智能终端发出第一信息。进一步，步骤(1)中，所述水质检测器检测获得水质检测数据，具体为：1)确定待测水体所在水域的环境相，并获取待测水域的地理信息参数、各环境参数的环境参数及目标污染物的物化参数；2)计算各环境相的逸度容量、反应动力学速率常数及各环境相之间的迁移参数；3)建立以各环境相的逸度为未知量的微分方程组，并通过龙格库塔算法对微分方程组进行求解，即可得各环境相的逸度；4)由各环境相的逸度和逸度容量即可算得各环境相的污染物浓度。进一步，步骤4)中，所述由各环境相的逸度和逸度容量即可算得各环境相的污染物浓度，具体为：用水体流动的一维圣维南方程来描述目标污染物的平流作用，并以获得的各个环境相的逸度容量、反应动力学速率常数及各环境相之间的迁移参数，以各个环境相的逸度为未知量，以时间为微分量建立微分方程组，并确定需计算的时间跨度及每相邻两次计算的时间间隔，对微分方程组进行求解；计算各个环境相的逸度和该环境相的逸度容量的乘积，该乘积即为该环境相中污染物的浓度。进一步，所述对微分方程组进行求解，具体为：利用龙格库塔算法对微分方程组进行求解，得到各个环境相的逸度。进一步，步骤三中，所述通过净水方案生成模块利用净水方案生成程序依照分析结果生成净水方案，包括：步骤A，根据水质检测结果确定水体的污染等级；步骤B，建立数学模型，并利用所述污染等级随时间变化的浓度特征与相应的污染类型进行训练；步骤C，获得实时监测到的水体中污染物浓度数据，计算随时间变化的浓度特征；步骤D，输入训练后的数学模型，得到水体的污染等级。进一步，步骤B中，所述随时间变化的浓度特征包括当天最高值与最低值的差值、当天峰值与峰值后固定时间点值的差值、当天峰值持续时间、当天峰值出现次数、当天峰值首次出现时间、当天峰值末次出现时间、当天峰值与历史峰值的差值及其任意组合。进一步，步骤C中，所述获得实时监测到的水体中污染物浓度数据，具体为获取水体中的颗粒物、硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、重金属、含氟气体、含氯气体的含量/浓度数据。进一步，所述碳氧化物为一氧化碳，所述氮氧化物为氧化亚氮、一氧化氮、二氧化氮和/或三氧化二氮中的一种或是多种的组合物。结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：本专利技术通过对水质进行检测实现对水体污染情况的获取，对获取的水体污染情况分析后生成水体净化方案，进行水体净化的针对性更好，在实现对水体充分净化的情况下减少能耗；在水体净化时，先进行过滤和吸附，能够实现水体中杂质的滤除，进行水体的净化更方便，净化效果更好。本专利技术提供的净化方法对水体进行多环节的处理，净化效果更好，净化后的水体的水质更佳。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富营养化水体生态净化系统，其特征在于，所述富营养化水体生态净化系统包括：/n水体收集模块、水量测量模块、水质检测模块、中央控制模块、水质分析模块、净水方案生成模块、过滤模块、活性炭吸附模块、植物净化模块、推流式曝气模块、输出模块；/n水体收集模块，与中央控制模块连接，用于通过水体收集程序使用吸水器收集待净化水体；/n水量测量模块，与中央控制模块连接，用于通过水量测量程序进行收集的待净化水体体积的测量，确定水量；/n水质检测模块，与中央控制模块连接，用于通过水质检测器进行收集的待净化水体的水质；/n中央控制模块，与水体收集模块、水量测量模块、水质检测模块、水质分析模块、净水方案生成模块、过滤模块、活性炭吸附模块、植物净化模块、推流式曝气模块、输出模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常运行；/n水质分析模块，与中央控制模块连接，用于通过水质分析程序进行水质检测得到的检测结果的分析；/n净水方案生成模块，与中央控制模块连接，用于通过净水方案生成程序依照分析结果生成净水方案；/n过滤模块，与中央控制模块连接，用于通过过滤膜进行待净化水体的过滤，滤除水中的杂质；/n活性炭吸附模块，与中央控制模块连接，用于通过活性炭对待净化水体进行吸附；/n植物净化模块，与中央控制模块连接，用于通过植物净化程序使水体流经植物生长区域进行水体净化；/n推流式曝气模块，与中央控制模块连接，用于通过曝气机对水体进行推流式曝气；/n输出模块，与中央控制模块连接，用于通过输出管进行净化后水体的输出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种富营养化水体生态净化系统，其特征在于，所述富营养化水体生态净化系统包括：
水体收集模块、水量测量模块、水质检测模块、中央控制模块、水质分析模块、净水方案生成模块、过滤模块、活性炭吸附模块、植物净化模块、推流式曝气模块、输出模块；
水体收集模块，与中央控制模块连接，用于通过水体收集程序使用吸水器收集待净化水体；
水量测量模块，与中央控制模块连接，用于通过水量测量程序进行收集的待净化水体体积的测量，确定水量；
水质检测模块，与中央控制模块连接，用于通过水质检测器进行收集的待净化水体的水质；
中央控制模块，与水体收集模块、水量测量模块、水质检测模块、水质分析模块、净水方案生成模块、过滤模块、活性炭吸附模块、植物净化模块、推流式曝气模块、输出模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常运行；
水质分析模块，与中央控制模块连接，用于通过水质分析程序进行水质检测得到的检测结果的分析；
净水方案生成模块，与中央控制模块连接，用于通过净水方案生成程序依照分析结果生成净水方案；
过滤模块，与中央控制模块连接，用于通过过滤膜进行待净化水体的过滤，滤除水中的杂质；
活性炭吸附模块，与中央控制模块连接，用于通过活性炭对待净化水体进行吸附；
植物净化模块，与中央控制模块连接，用于通过植物净化程序使水体流经植物生长区域进行水体净化；
推流式曝气模块，与中央控制模块连接，用于通过曝气机对水体进行推流式曝气；
输出模块，与中央控制模块连接，用于通过输出管进行净化后水体的输出。


2.一种应用如权利要求1所述富营养化水体生态净化系统的富营养化水体生态净化方法，其特征在于，所述富营养化水体生态净化方法包括以下步骤：
步骤一，通过水体收集模块利用水体收集程序使用吸水器收集待净化水体；通过水量测量模块利用水量测量程序进行收集的待净化水体体积的测量，确定水量；
步骤二，通过水质检测模块利用水质检测器进行收集的待净化水体的水质；通过水质分析模块利用水质分析程序进行水质检测得到的检测结果的分析；
步骤三，通过净水方案生成模块利用净水方案生成程序依照分析结果生成净水方案；
步骤四，通过过滤模块利用过滤膜进行待净化水体的过滤，滤除水中的杂质；通过活性炭吸附模块利用活性炭对待净化水体进行吸附；
步骤五，通过植物净化模块利用植物净化程序使水体流经植物生长区域进行水体净化；
步骤六，通过推流式曝气模块利用曝气机对水体进行推流式曝气；
步骤七，通过输出模块利用输出管进行净化后水体的输出。


3.如权利要求2所述富营养化水体生态净化方法，其特征在于，步骤二中，所述通过水质检测模块利用水质检测器进行收集的待净化水体的水质，具体包括：
(1)水质检测器检测获得水质检测数据，并发送所述水质检测数据给智能终端；
(2)所述智能终端获取所述水质检测数据，将所述水质检测数据与存储于所述智能终端的历史平均数据对比；当所述水质检测数据与历史平均数据的差值大于终端预设阈值时，发送定位数据和所述水质...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莹莹，刘洋，付强，张红梅，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32