一种基于无人机遥感的自启动水污染治理系统技术方案

本实用新型专利技术的一种基于无人机遥感的自启动水污染治理系统，包括分别与地面总控制系统通讯连接的无人机遥感监测系统、微纳米曝气系统、自动加药系统及流域循环调水系统；微纳米曝气系统的曝气盘使用球形曝气支撑，球形曝气支撑外固定、缠绕PVC微纳米曝气软管，PVC微纳米曝气软管与曝气支管连接，通过曝气主机给曝气总管管提供气体，曝气支管上缠绕水下溶解氧探测仪，水下溶解氧探测仪将溶解氧探测结果传输到地面总控制系统，通过地面总控制系统控制微纳米曝气系统的启闭以及加药系统的启闭。本实用新型专利技术使用以太阳能辅助微纳米曝气设备的供气运转，能节约40%的能耗，改良的曝气支撑可增加3.0倍的充氧效率。增加3.0倍的充氧效率。增加3.0倍的充氧效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机遥感的自启动水污染治理系统


[0001]本技术涉及水污染治理
，具体涉及一种基于无人机遥感的自启动水污染治理系统。

技术介绍

[0002]水污染问题作为日常生活中百姓反映最强烈的问题之一，不仅使人们的居住环境深受影响，也严重损害了城市的整体形象。随着城市快速发展，工业废水和生活污水的大量排放，河流中有机碳污染物（CODcr、BOD5）、有机氮污染物（NH3‑
N）以及含磷化合物的负荷也不断加大。有关河流黑臭的成因研究表明：水体中的有机物质在厌氧分解过程中耗氧量大于复氧量，容易造成缺氧环境；且当水中溶解氧浓度下降到一个过低水平时，厌氧微生物分解有机物的过程会产生大量的臭味气体如甲烷（CH4）、硫化氢(H2S）、氨(NH3)等逸出水面进入大气；同时，厌氧条件下，沉积物中产生的甲烷、氢气、硫化氢等难溶于水的气体，在上升过程中也会携带污泥进入水相，综合反应致使水体黑臭。
[0003]溶解氧匮乏状态下厌氧微生物分解有机物产生的如：甲烷（CH4）、硫化氢（H2S）以及氨气（NH3）等臭气，是具有强烈的毒性和恶臭的，这些物质存在于水体中将严重抑制水生动物的生存，会直接致使以浮游藻类为食的鱼种数量减少；而水体溶解氧的降低可大大促进P在沉积物的迁移和释放，大量有机物释放到水体中，会造成水体COD不断升高，水体开始富营养化，水体藻类生长速度加快，表层密集的藻类，使阳光难以透射进入深层，深层水体的光合作用明显受到限制而减弱，水体溶解氧也会进一步降低。而藻类本身死亡后会不断地向水底沉积，藻的腐烂分解，也会加速消耗深层水体的溶解氧，严重时可能使深层水体的溶解氧消耗殆尽而呈厌氧状态，从而进一步加剧营养物质的释放，形成恶性循环。
[0004]总的来说，水体中溶解氧的降低是致使水体变黑发臭的直接原因。而溶解氧匮乏抑制水生动物生长，也间接加剧了地表水体水华的暴发。
[0005]国家重大水专项相关研究结果表明：当溶解氧大于6.0mg/L时，水体处于有氧状态，有机物降解和氨氧化速率显著增加，水体开始具有自净能力。由此可知，以准确响应河湖水中氧气含量变化，满足水生态动植物对氧气的需要为抓手去解决水体制黑臭的溶解氧水平较低的问题可以从优化增氧技术出发。相比较传统曝气方法整体存在传氧效率低、经济成本高、适用条件有限等因素，微纳米曝气系统产生的微纳米气泡直径可达几十微米甚至纳米级，具有停留时间长、传质效率高、界面电位高、比表面积大、能自发产生自由基等特点，该技术也在人工曝气技术中显露出巨大的研发前景。但通过微纳米曝气系统技术在行业内的大量实践应用，逐渐暴露出：设备能耗大、充氧效率低、气泡尺寸不均匀且可控性较差等问题。

技术实现思路

[0006]本技术提出的一种基于无人机遥感的自启动水污染治理系统，是基于应急治理和长效保障的思路提供一种可以解决河湖水环境污染问题的处理系统。
[0007]为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：
[0008]一种基于无人机遥感的自启动水污染治理系统，包括无人机遥感监测系统，无人机遥感监测系统用于获取卫星遥感监测图像，还包括微纳米曝气系统、自动加药系统及流域循环调水系统以及地面总控制系统；
[0009]所述无人机遥感监测系统、微纳米曝气系统、自动加药系统及流域循环调水系统分别与地面总控制系统通讯连接；
[0010]所述微纳米曝气系统和加药系统采用并联的方式；
[0011]所述微纳米曝气系统的曝气盘使用球形曝气支撑，球形曝气支撑外固定PVC微纳米曝气软管，PVC微纳米曝气软管与曝气支管连接，曝气支管与曝气主管连接用于给曝气软管提供气体，同时曝气支管上缠绕水下溶解氧探测仪，所述水下溶解氧探测仪将溶解氧探测结果传输到地面总控制系统，通过地面总控制系统关联微纳米曝气系统的启闭系统。
[0012]进一步地，所述微纳米曝气装置还包括供电模块，所述供电模块为在室外设备间另设太阳能板面，太阳能板面连接到微纳米曝气系统的电控总箱。
[0013]进一步地，所述的流域循环调水系统包括流域排口水位监测模块和流域闸门自动启闭装置，所述流域排口水位监测模块和流域闸门自动启闭装置分别与地面总控制系统通讯连接。
[0014]由上述技术方案可知，本技术的基于无人机遥感技术的自启动系统，基于无人机遥感技术的水质水文监测反演系统、通过反演结果自动控制启闭的集合数据接收、发送以及存储模块的中控系统、可自动启闭的微纳米曝气系统、可自动启闭的加药系统，以及流域循环调水系统等，同时此系统的动力主要来源于太阳能。本技术是通过上述系统去实现河湖水质达标、水安全保障、应急治理以及长效久清的目标。
[0015]本技术的基于无人机遥感技术的自启动系统，具体涉及一种可用于河湖水体污染预警、应急处理和常态化控制的系统。可降低河湖水环境季节性爆发蓝藻水华的风险，通过增加小流域范围内河湖水系联通，进一步加强水体自净能力。同时，自启动式的曝气增氧系统搭配改良的供气方式，能及时高效恢复水体缺氧状态，加药系统能应急处理非法入河的高浓度有机物，两者互相辅助，能有效防止水体黑臭的恶性循环。最后，自启动系统的应用，可有效降低系统能耗。整体的，本系统适应现有河湖治理后的反黑反臭现象，能兼顾预警、应急、长效控制，实现河湖水环境健康发展的稳定态势。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0017]1、精准高效：卫星遥感影像覆盖范围广、成像速度快、信息量丰富且性价比高，相比较传统方法的缺点，遥感技术能更精准的通过设定参数获取待测图像数据，并通过图像数据反演以定位湖泊中蓝藻水华需重点治理的区域，同时精准识别蓝藻暴发的风险等级，并及时传输给下一步系统快速做出响应措施，是针对性更强、精确度更高、治理成效更加明显的方式；
[0018]2、安全可控：通过无人机卫星遥感监测反演数据同时控制微纳米曝气系统、加药系统以及流域循环调水系统，是根据水质情况动态调整，是兼顾预警、应急和常态化管理的多重保险措施，安全可靠；
[0019]3、经济合理：本技术使用以太阳能辅助微纳米曝气设备的供气运转，能直接节约40%的能耗，同时改良的曝气支撑可增加3.0倍的充氧效率，该系统是通过水下溶解氧
和遥感监测图像的共同分析结果去调整曝气增氧设备的，因此是经济合理的。
附图说明
[0020]图1是本技术实施例的结构示意图；
[0021]图2是本技术实施例的控制框图；
[0022]图3是本技术实施例的工作原理图；
[0023]附图中：
[0024]1、无人机；2、机载高光谱视频相机；3、球形曝气支撑；4、pvc微纳米曝气软管；5、水下溶解氧探测仪；6、加药喷射盘（视水体情况加各类水溶性药剂）；7、曝气支管；8、曝气主管；9、水溶性药剂加药管；10、流域排口闸门水位探测仪；11、各流域智慧闸门（拍门等）；12、微纳米曝气机（鼓风+太阳能功能系统）；13、加药设备（蓝藻或高浓度有机物抑制等水溶性药剂）；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机遥感的自启动水污染治理系统，包括无人机遥感监测系统，无人机遥感监测系统用于获取卫星遥感监测图像，其特征在于，还包括微纳米曝气系统、自动加药系统及流域循环调水系统以及地面总控制系统（14）；所述无人机遥感监测系统、微纳米曝气系统、自动加药系统及流域循环调水系统分别与地面总控制系统通讯连接；所述微纳米曝气系统和加药系统采用并联的方式；所述微纳米曝气系统使用球形曝气支撑（3），曝气支撑外固定PVC微纳米曝气软管（4），PVC微纳米曝气软管（4）与曝气支管（7）连接，曝气支管（7）与曝气主管（8）连接用于给曝气软管提供气体，同时曝气支管（7）上缠绕水下溶解氧探测仪（5），所述水下溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑东凤，陈展乐，于可可，黄文海，程瑞丰，周创，余维金，李桂红，胡宇航，郭涛，田梓箫，毛若帆，
申请(专利权)人：中建三局绿色产业投资有限公司，
类型：新型
国别省市：