本發(fā)明涉及水處理，具體涉及一種城市水生態(tài)環(huán)境協(xié)同治理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、城市水生態(tài)環(huán)境是指城市內(nèi)部水體與其周?chē)h(huán)境相互作用形成的生態(tài)系統(tǒng)，它包括城市河流、湖泊、濕地、地下水等多種水體形式，這些水體不僅為人類提供生活用水、灌溉用水和娛樂(lè)場(chǎng)所，還是城市生物多樣性的重要組成部分，對(duì)維護(hù)城市生態(tài)平衡和提升居民生活質(zhì)量具有不可替代的作用，然而，城市化進(jìn)程中的不合理開(kāi)發(fā)和管理導(dǎo)致了一系列水環(huán)境問(wèn)題，如水體污染、生態(tài)退化、城市內(nèi)澇等，這些問(wèn)題不僅影響城市居民的健康和生活質(zhì)量，還可能導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)服務(wù)功能下降。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于污染水體的治理設(shè)備，主要采用人工清理的方式對(duì)水體中的污染物進(jìn)行清理，不僅清理效率低，而且清理過(guò)程中具有一定的安全隱患；現(xiàn)有的污染水體治理設(shè)備，在清理過(guò)程中需要人工將污染物取下，清理效率較低；現(xiàn)有的污染水體治理設(shè)備功能單一，僅僅只是對(duì)水體中的污染物進(jìn)行簡(jiǎn)單清理，污染水體治理效果較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種城市水生態(tài)環(huán)境協(xié)同治理系統(tǒng)及方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種城市水生態(tài)環(huán)境協(xié)同治理系統(tǒng)，包括移動(dòng)組件、設(shè)置在移動(dòng)組件上的除雜組件、碳源投加組件、檢測(cè)組件和控制器；移動(dòng)組件包括浮力盤(pán)和設(shè)置在浮力盤(pán)下底面四周的螺旋槳；浮力盤(pán)中心位置處設(shè)置有通孔；

3、除雜組件包括設(shè)置在通孔內(nèi)部的十字安裝架和設(shè)置在十字安裝架上的清理構(gòu)件、收集構(gòu)件；

4、碳源投加組件包括設(shè)置在十字安裝架上的碳源存放箱和設(shè)置在碳源存放箱底端且貫穿十字安裝架的投放管；

5、檢測(cè)組件包括設(shè)置在十字安裝架上的水質(zhì)檢測(cè)儀、貫穿設(shè)置在十字安裝架上的采樣管和設(shè)置在十字安裝架上且輸入端與采樣管連通、輸出端與水質(zhì)檢測(cè)儀連接的微型泵；

6、控制器搭載于遠(yuǎn)程控制中心，控制器分別與螺旋槳、清理構(gòu)件、收集構(gòu)件、水質(zhì)檢測(cè)儀和微型泵電性連接。

7、進(jìn)一步地，浮力盤(pán)上端面且位于通孔周向等距分布有數(shù)個(gè)貫穿浮力盤(pán)的種植槽，各個(gè)種植槽的底端均設(shè)置有阻隔網(wǎng)；

8、說(shuō)明：通過(guò)在種植槽內(nèi)部種植挺水植物，利于植物根系吸收、富集水體中的氮、磷等污染物，對(duì)于水體凈化具有促進(jìn)作用。

9、進(jìn)一步地，通孔的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有環(huán)形軌道；環(huán)形軌道的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有外齒圈；十字安裝架端部通過(guò)連接頭與環(huán)形軌道滑動(dòng)卡接；其中一個(gè)連接頭上端面設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸貫穿連接頭，且輸出軸上設(shè)置有與外齒圈嚙合連接的旋轉(zhuǎn)齒輪；

10、說(shuō)明：利用旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪旋轉(zhuǎn)，利用旋轉(zhuǎn)齒輪與外齒圈的嚙合作用帶動(dòng)十字安裝架在環(huán)形軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得清理構(gòu)件、收集構(gòu)件在水體中轉(zhuǎn)動(dòng)，有利于提高清理構(gòu)件、收集構(gòu)件的工作效率。

11、進(jìn)一步地，清理構(gòu)件設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)清理構(gòu)件分別設(shè)置在十字安裝架的兩個(gè)相對(duì)的分支上；清理構(gòu)件包括設(shè)置在十字安裝架上的安裝盤(pán)、轉(zhuǎn)動(dòng)卡接在安裝盤(pán)上的旋轉(zhuǎn)套、數(shù)個(gè)等距分布在旋轉(zhuǎn)套外側(cè)壁上的收集網(wǎng)框和設(shè)置在十字安裝架上且為旋轉(zhuǎn)套上提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的清理電機(jī)；旋轉(zhuǎn)套與安裝盤(pán)連接處設(shè)置有內(nèi)齒圈；安裝盤(pán)上轉(zhuǎn)動(dòng)卡接有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸一端設(shè)置有與內(nèi)齒圈嚙合連接的驅(qū)動(dòng)齒輪，轉(zhuǎn)軸另一端設(shè)置有第一鏈輪；清理電機(jī)的輸出端設(shè)置有第二鏈輪，第二鏈輪與第一鏈輪之間通過(guò)鏈條傳動(dòng)連接；收集網(wǎng)框靠近旋轉(zhuǎn)套的一側(cè)設(shè)置有出料槽；

12、說(shuō)明：利用清理電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，利用驅(qū)動(dòng)齒輪和內(nèi)齒圈的嚙合作用使得旋轉(zhuǎn)套在安裝盤(pán)上轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)收集網(wǎng)框轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)收集網(wǎng)框旋轉(zhuǎn)進(jìn)入水體時(shí)，水體中的藻類等污染物進(jìn)入收集網(wǎng)框內(nèi)部；當(dāng)收集網(wǎng)框旋轉(zhuǎn)上升至安裝盤(pán)頂端時(shí)，其內(nèi)部收集的污染物通過(guò)出料槽下落至收集構(gòu)件上，實(shí)現(xiàn)水體中污染物的打撈收集。

13、進(jìn)一步地，收集構(gòu)件設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)收集構(gòu)件分別與兩個(gè)清理構(gòu)件一一對(duì)應(yīng)設(shè)置；收集構(gòu)件包括兩個(gè)分別設(shè)置在十字安裝架上端面的旋轉(zhuǎn)座、套設(shè)在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)座之間的傳送網(wǎng)帶和設(shè)置在其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)座上的收集電機(jī)；兩個(gè)旋轉(zhuǎn)座上均轉(zhuǎn)動(dòng)卡接有連接滾筒，傳送網(wǎng)帶套設(shè)在兩個(gè)連接滾筒之間；收集電機(jī)為其中一個(gè)連接滾筒提供動(dòng)力；十字安裝架中心位置處設(shè)置有卡座；卡座內(nèi)部活動(dòng)卡接有收集箱；

14、說(shuō)明：使用時(shí)，利用收集電機(jī)帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的連接滾筒旋轉(zhuǎn)，從而使得傳送網(wǎng)帶帶動(dòng)污染物移動(dòng)，并將污染物轉(zhuǎn)移至收集箱內(nèi)部，對(duì)污染物進(jìn)行收集。

15、進(jìn)一步地，收集箱內(nèi)部頂端設(shè)置有齒輪箱；收集箱內(nèi)壁和齒輪箱外壁之間等距分布有數(shù)個(gè)破碎輥，各個(gè)破碎輥的端部均貫穿齒輪箱且均設(shè)置有相互嚙合連接的小齒輪；齒輪箱內(nèi)部設(shè)置有為其中一個(gè)破碎輥提供動(dòng)力的破碎電機(jī)；

16、說(shuō)明：利用破碎電機(jī)帶動(dòng)其中一個(gè)破碎輥旋轉(zhuǎn)，各個(gè)破碎輥在小齒輪的帶動(dòng)作用下同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，污染物進(jìn)入收集箱內(nèi)部時(shí)，首先被破碎輥粉碎處理，有利于提高污染物的收集效果。

17、進(jìn)一步地，十字安裝架上且與收集構(gòu)件位置對(duì)應(yīng)處設(shè)置有脫水構(gòu)件，脫水構(gòu)件包括設(shè)置在十字安裝架上端面且位于傳送網(wǎng)帶兩側(cè)的立板、滑動(dòng)卡接在兩個(gè)立板之間且位于傳送網(wǎng)帶上方的擠壓板和數(shù)個(gè)等距分布在擠壓板下底面的擠壓套；擠壓板的兩端分別通過(guò)滑動(dòng)桿與兩個(gè)立板一一對(duì)應(yīng)滑動(dòng)卡接；滑動(dòng)桿上套設(shè)有位于擠壓板上端面的擠壓彈簧；各個(gè)擠壓套分別與擠壓板轉(zhuǎn)動(dòng)卡接；

18、說(shuō)明：擠壓板在擠壓彈簧的作用下帶動(dòng)各個(gè)擠壓套始終靠近傳送網(wǎng)帶，當(dāng)污染物在傳送網(wǎng)帶上移動(dòng)時(shí)，利用擠壓套擠壓污染物，使得污染物中的水分被擠出，有利于提高污染物后續(xù)處理的便利性。

19、進(jìn)一步地，投放管內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)卡接有攪拌軸，攪拌軸上端滑動(dòng)卡接有與碳源存放箱內(nèi)頂部轉(zhuǎn)動(dòng)卡接的套管，攪拌軸底端設(shè)置有攪拌槳，攪拌軸外側(cè)壁下端設(shè)置有與投放管底端活動(dòng)卡接的密封塞；套管外部套設(shè)有第一齒盤(pán)，碳源存放箱內(nèi)頂部轉(zhuǎn)動(dòng)卡接有轉(zhuǎn)換桿，轉(zhuǎn)換桿上套設(shè)有與第一齒盤(pán)嚙合連接的第二齒盤(pán)，轉(zhuǎn)換桿底端設(shè)置有擺動(dòng)座，擺動(dòng)座外側(cè)壁上設(shè)置有螺旋槽；攪拌軸上套設(shè)有與螺旋槽活動(dòng)卡接的壓桿；碳源存放箱頂端設(shè)置有與套管連接的攪拌電機(jī)；

20、說(shuō)明：當(dāng)碳源通過(guò)投放管下落至水體中時(shí)，利用攪拌電機(jī)帶動(dòng)套管、攪拌軸和攪拌槳同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，有利于提高碳源在水體中的擴(kuò)散均勻性；套管旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，利用第一齒盤(pán)和第二齒盤(pán)的嚙合作用帶動(dòng)轉(zhuǎn)換桿和擺動(dòng)座轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)座轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，壓桿在螺旋槽內(nèi)部滑動(dòng)，并推動(dòng)攪拌軸在套管內(nèi)部上下移動(dòng)；當(dāng)攪拌軸向下移動(dòng)時(shí)，密封塞脫離投放管，能夠?qū)崿F(xiàn)碳源的間歇性投放，提高水體中微生物的生物降解效率。

21、進(jìn)一步地，各個(gè)連接頭底面均轉(zhuǎn)動(dòng)卡接有限位輪，環(huán)形軌道內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有與各個(gè)限位輪活動(dòng)卡接的限位槽；限位輪上設(shè)置有貫穿連接頭且與連接頭滑動(dòng)卡接的撥桿；撥桿上套設(shè)有位于連接頭內(nèi)部的推動(dòng)塊；連接頭內(nèi)部且靠近旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一側(cè)設(shè)置有與推動(dòng)塊抵接的鎖止彈簧；

22、說(shuō)明：限位輪在鎖止彈簧作用下與限位槽卡接固定，不僅能夠提高十字安裝架與環(huán)形軌道的連接穩(wěn)定性；同時(shí)也便于十字安裝架與環(huán)形軌道的安裝。

23、本發(fā)明還提供了一種城市水生態(tài)環(huán)境協(xié)同治理方法，基于上述的一種城市水生態(tài)環(huán)境協(xié)同治理系統(tǒng)，包括以下步驟：

24、s1、向碳源存放箱內(nèi)部加入體積濃度為15~35%的聚乙醇酸，然后將浮力盤(pán)投放至待治理水體中，并通過(guò)遠(yuǎn)程控制中心發(fā)送指令至控制器，由控制器控制螺旋槳啟動(dòng)，使得浮力盤(pán)到達(dá)污染水域；

25、s2、再通過(guò)控制器控制清理構(gòu)件和收集構(gòu)件啟動(dòng)，對(duì)水體中的污染物進(jìn)行打撈清理和收集；

26、s3、通過(guò)投放管將聚乙醇酸投放至污染水體中，為微生物的生物降解提供碳源；其中，聚乙醇酸的投放量為5~8g/m3;

27、s4、通過(guò)控制器控制水質(zhì)檢測(cè)儀和微型泵啟動(dòng)，利用微型泵將水樣通過(guò)采樣管抽至水質(zhì)檢測(cè)儀內(nèi)部，檢測(cè)水體的治理狀況，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)回傳至遠(yuǎn)程控制中心，遠(yuǎn)程控制中心根據(jù)治理狀況再進(jìn)一步調(diào)整或控制碳源投加組件的工作。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

29、第一、本發(fā)明的系統(tǒng)通過(guò)清理構(gòu)件和收集組件對(duì)污染水體中的藻類等污染物進(jìn)行清理和收集處理，避免藻類生長(zhǎng)過(guò)程中造成水體富營(yíng)養(yǎng)化；同時(shí)，通過(guò)碳源投加組件向水體中投放微生物進(jìn)行生物降解所需的碳源，同時(shí)利用檢測(cè)組件實(shí)時(shí)檢測(cè)污染水體的治理狀況，實(shí)現(xiàn)污染水體的物理、生物協(xié)同治理；

30、第二、本發(fā)明的系統(tǒng)通過(guò)在浮力盤(pán)上種植挺水植物，通過(guò)植物的生長(zhǎng)不僅有助于改善城市環(huán)境，而且挺水植物根系能夠吸收、富集水體中的氮、磷等污染物，能夠改善水體環(huán)境；

31、第三、本發(fā)明的系統(tǒng)能夠漂浮在水面上，且能夠自由移動(dòng)，有利于提高城市水生態(tài)環(huán)境治理時(shí)的便利性和靈活性；利用檢測(cè)組件實(shí)時(shí)檢測(cè)污染水體水質(zhì)變化情況，能夠?yàn)橹卫泶胧┑恼{(diào)整提供可靠依據(jù)。