用于水体巡航的生态浮岛系统技术方案

一种用于水体巡航的生态浮岛系统，其中，漂浮载体为中心对称结构且可移动地漂浮于水体上；多个推流曝气管道中心对称地均匀分布于外筒体的外壁，多个推流曝气管道分别自外筒体外壁以不同倾斜角度倾斜延伸，推流曝气管道包括连通第二孔的第三端以及自第三端朝远离外筒臂方向横截面渐扩地延伸的第四端，第三端设有用于开闭的阀门，第四端设有多个曝气的第三孔；控制器连接蓄电池

【技术实现步骤摘要】
用于水体巡航的生态浮岛系统


[0001]本专利技术属于生态浮岛
，特别是用于水体巡航的生态浮岛系统
。

技术介绍

[0002]水体是一个复杂的生态系统，水体污染问题成为当前重大环境问题之一，其主要表现为水中废弃物如废弃包装
、
废弃塑料等，以及水中氮
、
磷
、
有机物等营养物质含量超过水体自净能力，使藻类过量生长和繁殖，导致水体溶解氧和透明度下降，水体变黑变臭，造成水体生态环境恶化
。
水体中的静水区域由于水体流动性差，污染物大量富集，超过水体自净能力，同时由于水中溶解氧不足，限制了好氧微生物的活动，水体自净能力变差，导致水体环境不断恶化
。
[0003]现有技术的浮岛仅是漂浮于水面，通过种植各种水生植物，通过植物深入水中强大根系的吸收
、
吸附
、
截留作用，物种竞争相克的原理，以及微生物的生化降解等作用，减少富营养化水体中的
N、P
以及有机物质，达到净化水体的效果，部分复合生态浮岛技术也只是给传统生态浮岛配备曝气装置以富氧
。
[0004]因此，去除废弃物
、
提高水体流动性
、
增加水体溶解氧浓度是去除水体污染的急需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]为了解决水体污染的上述技术问题，本专利技术提供了用于水体巡航的生态浮岛系统，其巡航水体以去除废弃物
、
提高水体流动性
>、
增加水体溶解氧浓度，显著提升去除水体污染效果
。
[0006]一种用于水体巡航的生态浮岛系统包括，漂浮载体，其为中心对称结构且可移动地漂浮于水体上；植物种植区，其设于所述漂浮载体上；挺水植物，其种植于所述植物种植区；太阳能板，其设于所述漂浮载体上；推流曝气器，其可拆卸连接所述漂浮载体的底部，所述推流曝气器包括，进口，其朝向漂浮载体的前进方向，第一泵，其泵入废弃物和液体到所述进口，存储筒，其连通所述进口以存储所述废弃物和液体，所述存储筒的侧壁周向间隔分布多个第一孔，所述存储筒内壁设有筛网以分离废弃物和液体，多个流体通道，其垂直地固定于所述存储筒外壁，所述流体通道包括连通所述第一孔的第一端以及自第一端朝远离所述存储筒方向横截面渐缩地延伸的第二端，外筒体，其围绕所述存储筒且外筒体和存储筒同轴布置，所述外筒体内壁和存储筒外壁构成封闭间隙，所述外筒体的侧壁周向间隔分布多个第二孔，气体导入口，其设于所述外筒体以输入第一压力的气体到所述封闭间隙以与液体
混合，多个推流曝气管道，其中心对称地均匀分布于所述外筒体的外壁，多个推流曝气管道分别自所述外筒体外壁以不同倾斜角度倾斜延伸，推流曝气管道包括连通所述第二孔的第三端以及自第三端朝远离所述外筒臂方向横截面渐扩地延伸的第四端，所述第三端设有用于开闭的阀门，所述第四端设有多个曝气的第三孔；第二泵，其连通气体导入口以泵入气体；蓄电池，其设于所述漂浮载体上，蓄电池一端连接太阳能板以储能，另一端连接所述第一泵和第二泵；水质检测仪，其设于所述漂浮载体以检测水体质量数据；导航系统，其设于所述漂浮载体上且连接所述蓄电池，所述导航系统包括
GPS
导航单元以及用于规划巡航路径的路径规划单元；控制器，其连接蓄电池
、
阀门
、
水质检测仪
、
导航系统和推流曝气器，所述控制器基于巡航路径控制多个推流曝气管道中的一个或多个开启阀门以沿着巡航路径移动且进行曝气，当水体质量数据超过预定阈值时，至少中心对称的推流曝气管道开启使得漂浮载体自旋转式停留且进行曝气
。
[0007]所述的生态浮岛系统中，还包括用于扫描水面以图像识别废弃物的图像识别装置，所述图像识别装置设于漂浮载体上且连接所述控制器，响应于识别的废弃物位置信息，控制器发送清理指令到所述导航系统和推流曝气器以移动到并泵入所述废弃物，其中，所述图像识别装置包括，拍摄单元，其用于扫描水面生成水面图像，图像处理单元，其包括用于消除水面背景的背景差单元和对消除水面背景的水面图像进行图像分割得到具有的单个标的的单元图像的分割单元，处理单元，其连接所述图像处理单元，计算单元图像面积，当其处于预定阈值范围，处理单元判定为废弃物并生成废弃物位置信息
。
[0008]所述的生态浮岛系统中，所述导航系统包括测量漂浮载体距离目的地之间的距离的测距传感器
。
[0009]所述的生态浮岛系统中，漂浮载体的材料包括
PP、PE
或
ABS
材料
。
[0010]所述的生态浮岛系统中，水质检测仪包括检测
pH
的酸碱度探头
、
化学需氧量探头
、
氨氮浓度探头和溶解氧浓度探头
。
[0011]所述的生态浮岛系统中，所述漂浮载体包括位于水下的制剂缓释投放部，其可拆卸连接漂浮载体，制剂缓释投放部包括多孔型结构以及容纳于多空型结构中的制剂，所述多空型结构包括活性碳或矿石吸附材料，孔隙率为
95
％～
98
％
。
[0012]所述的生态浮岛系统中，太阳能板倾斜
45
度安装在漂浮载体上
。
[0013]所述的生态浮岛系统中，漂浮载体的底部中心位置向下垂直延伸至少一个第二曝气管道，连通所述外筒体的所述第二曝气管道的表面均布曝气孔
。
[0014]所述的生态浮岛系统中，筛网可拆卸连接所述存储筒
。
[0015]所述的生态浮岛系统中，所述存储筒底部设有用于留存废弃物的锥形部
。
[0016]和现有技术相比，本专利技术具有以下优点：用于水体巡航的生态浮岛系统能够同时去除水体上漂浮的废弃物
、
曝气增氧以及
驱动漂浮载体移动巡航，突破了传统的浮岛仅是漂浮于水体，静态地依靠水生植物或曝气装置富氧的缺陷，通过有针对性地水体巡航，对水体质量数据超过预定阈值的水体，至少中心对称的推流曝气管道开启使得漂浮载体自旋转式停留且进行曝气，有效 地提高了水体去污效果，通过图像识别装置进一步提高了去除废弃物的清洁效率，本系统有机耦合了太阳能发电
、
去除废弃物
、
曝气富氧以及驱动巡航的推流曝气器和导航系统，能够基于巡航路径控制多个推流曝气管道中的一个或多个开启阀门以沿着巡航路径移动
、
去除废弃物且进行曝气，节能环保
。
附图说明
[0017]附图示出了本专利技术的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本专利技术的原理，其中包括了这些附图以提供对本专利技术的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分
。
[0018]图1是本专利技术一个实施例中的用于水体巡航的生态浮岛系统的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例中的用于水体巡航的生态浮岛系统的推流曝气器的结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于水体巡航的生态浮岛系统，其特征在于，其包括，漂浮载体，其为中心对称结构且可移动地漂浮于水体上；植物种植区，其设于所述漂浮载体上；挺水植物，其种植于所述植物种植区；太阳能板，其设于所述漂浮载体上；推流曝气器，其可拆卸连接所述漂浮载体的底部，所述推流曝气器包括，进口，其朝向漂浮载体的前进方向，第一泵，其泵入废弃物和液体到所述进口，存储筒，其连通所述进口以存储所述废弃物和液体，所述存储筒的侧壁周向间隔分布多个第一孔，所述存储筒内壁设有筛网以分离废弃物和液体，多个流体通道，其垂直地固定于所述存储筒外壁，所述流体通道包括连通所述第一孔的第一端以及自第一端朝远离所述存储筒方向横截面渐缩地延伸的第二端，外筒体，其围绕所述存储筒且外筒体和存储筒同轴布置，所述外筒体内壁和存储筒外壁构成封闭间隙，所述外筒体的侧壁周向间隔分布多个第二孔，气体导入口，其设于所述外筒体以输入第一压力的气体到所述封闭间隙以与液体混合，多个推流曝气管道，其中心对称地均匀分布于所述外筒体的外壁，多个推流曝气管道分别自所述外筒体外壁以不同倾斜角度倾斜延伸，推流曝气管道包括连通所述第二孔的第三端以及自第三端朝远离所述外筒臂方向横截面渐扩地延伸的第四端，所述第三端设有用于开闭的阀门，所述第四端设有多个曝气的第三孔；第二泵，其连通气体导入口以泵入气体；蓄电池，其设于所述漂浮载体上，蓄电池一端连接太阳能板以储能，另一端连接所述第一泵和第二泵；水质检测仪，其设于所述漂浮载体以检测水体质量数据；导航系统，其设于所述漂浮载体上且连接所述蓄电池，所述导航系统包括
GPS
导航单元以及用于规划巡航路径的路径规划单元；控制器，其连接蓄电池
、
阀门
、
水质检测仪
、
导航系统和推流曝气器，所述控制器基于巡航路径控制多个推流曝气管道中的一个或多个开启阀门以沿着巡航路径移动且进行曝气，当水体质量数据超过预定阈值时，至少中心对称的推流曝气管道开启使得漂浮载体自旋转式停留且进行曝气
。2.
根据权利要求1所述的生态浮岛系统，其特征在于，还包括用于扫描水面以图像识别废弃物的图像识别装置，所述图像识别装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张君枝，刘婉清，陈曦，张骞艺，陈汝萌，夏榕均，商瑀辰，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：