[发明专利]基于臭氧-超声复合技术的生态水体智慧管控系统和方法

权利要求书

1.一种基于臭氧-超声复合技术的生态水体智慧管控系统，包括用于水体净化处理的臭氧发生器和超声波设备；其特征在于，该系统还包括富磷消减装置，该装置设有用于装填过氧化钙固体粉末或过氧化钙溶液的容器，容器装有计量阀或计量泵，计量阀或计量泵的出口与排放管路相接；臭氧发生器、超声波设备和富磷消减装置均设置在水体附近，臭氧发生器的臭氧释放管路出口、超声波设备的换能器和富磷消减装置的排放管路出口均位于水体中；

该系统还包括间隔布置在水体中的多个水质传感器，每个水质传感器均配置了定位芯片、藻类生物监测仪、水质监测仪、NB-iot传输模块和控制器模块；定位芯片、藻类生物监测仪、水质监测仪和NB-iot传输模块分别与控制器模块相连，并由NB-iot传输模块通过NB-iot物联网络实现与智慧管控中心服务器之间的数据传输；控制器模块还通过信号线分别连接臭氧发生器的控制器、超声波设备的驱动电源，以及富磷消减装置的计量阀或计量泵，分别用于控制臭氧发生量、超声波功率和过氧化钙释放量。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水质监测仪中设有用于监测水体的COD、氨氮、pH、盐度、温度、水流矢量和透光度数据的传感器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水质传感器具有杆状主体，所述水质监测仪至少有三套，间隔设置在杆状主体的上中下三段位置，用于监测水体的表层、中层和底层水质。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器模块采用ARM器件，并与用作本地存储器件的存储卡相连。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述富磷消减装置还接有进水管，在进水管上装有引水泵；进水管的入口位于水体中，从水体中引水来冲刷氧化钙固体粉末或过氧化钙溶液便从排放管路排至水体中。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智慧管控中心服务器是基于云端的大数据云计算服务器系统。

7.利用权利要求1所述系统的基于臭氧-超声复合技术的生态水体智慧管控方法，其特征在于，包括：

(1)在待治理管控的水域附近适当位置设置臭氧发生器、超声波设备和富磷消减装置，使臭氧发生器的臭氧释放管路出口、超声波设备的发射头和富磷消减装置的排放管路出口位于水体中；

(2)在待治理管控的水域中间隔布置一组或多组水质传感器，一套臭氧发生器、超声波设备和富磷消减装置与一组水质传感器相匹配，每组水质传感器中包括多个水质传感器；将杆状水质传感器底部插入水体底部的淤泥中并保持稳固，使水质传感器上的水质监测仪能够分别检测水体表层、中层和底层的水质；

(3)水质传感器利用其配置的定位芯片、藻类生物监测仪和水质监测仪，获取当前时间与定位数据、水体中的藻类分类鉴定和计数数据，以及水体中的COD、透明度、色度、含氧、硫、磷、氨氮数据；控制器模块将获得的数据存储于存储卡后，由NB-iot传输模块通过NB-iot物联网络传输至智慧管控中心服务器；

(4)智慧管控中心服务器接收各组水质传感器的数据后，根据预定规则进行数据的整理和比对后，通过NB-iot物联网络向指定的水质传感器发送操控指令；水质传感器的控制器模块根据操控指令的内容，分别向臭氧发生器、超声波设备或富磷消减装置发送控制信号，通过对臭氧发生器的控制器、超声波设备的驱动电源，以及富磷消减装置的计量阀或计量泵进行调控，实现臭氧发生量、超声波功率和过氧化钙释放量的控制；

(5)各组水质传感器实时地监测并向智慧管控中心服务器传送调控过程中水体中各项数据，由智慧管控中心服务器根据预定规则改变操控指令，通过逐步调整臭氧发生量、超声波功率和过氧化钙释放量来控制水体污染物的消减速度，缩小各项目的本地检测数据与预设指标之间的差值，最终使水体的各项数据符合预期控制目标。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述根据预定规则进行数据的整理和比对是指，将各水质传感器中水质监测仪获得的数据和以及藻类生物监测仪获得的数据整理为指定参数规格，然后将其与各项目的预设控制指标进行比较。