水體汙染處理方法和設備與流程

2023-11-04 19:44:27

本公開涉及環保智能技術領域，具體地，涉及一種水體汙染處理方法和設備。

背景技術：

近20年來，隨著工業化、城市化進程的加快，很多湖泊遭到了不同程度的汙染，有機物、重金屬等有毒有害的汙染物不斷進入河流湖泊，水體汙染問題的日漸嚴重，水質日益惡化，許多河道出現了常年性或季節性的黑臭現象，河流湖泊水質汙染已經成為制約城市經濟、社會發展的一個重要因素，黑臭水體的成因及治理成為了人們關注的焦點。

中國湖泊達到富營養水平的已達到63.3％，處於富營養和中營養狀態的湖泊水庫面積佔湖泊水庫總面積的99.5％。環境監測表明：大淡水湖泊富營養程度進一步加重。主要汙染物是總磷和總氮。巢湖西半湖和滇池汙染較重。太湖高錳酸鹽指數較高，入湖河道汙染較重。洪澤湖突發性事故時有發生。全國城市內湖富營養化嚴重，其中濟南大明湖和南京玄武湖汙染較重，大型水庫水質普遍較好，但多數水庫也受到總氮、總磷等汙染的影響。

2007年太湖藍藻暴發而引發的無錫城市供水危機再一次警示我們，控源截汙、建立汙染物監測網絡、加強檢測能力建設，從而提升河湖管理水平以維護河湖健康生命，保障水資源可持續利用是一項緊迫的重要任務。

在對汙染流域的水體的研究及治理調查中，需要定期對其在不同的位置進行水樣及水下底泥採集。現有的採樣方法一般是在行船過程中進行人工採樣，送實驗室分析，水量監測主要採用現場人工測驗或水位自計臺監測方式，水質、水量及底泥監測手段單一，自動化程度低，監測頻次無法大幅提升，連續性差，對入湖汙染物的變化過程無法準確掌握，影響最終入湖汙染物量的分析。對於面積較大的水體，人工採樣費時費力，且成本高。

技術實現要素：

本公開的目的是提供一種水體汙染處理方法和設備，以實現對突發性水汙染事故及時監測，準確掌握水質狀況及其變化規律。

為了實現上述目的，本公開提供一種水體汙染處理方法，用於水體汙染處理設備，該方法包括：按照指定的運動軌跡運動到目標位置；檢測所述目標位置處的水體環境數據；獲取與至少根據所述水體環境數據確定出的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略和/或樣本採集策略；按照所述汙染修復策略和/或樣本採集策略，在所述目標位置執行汙染修復操作和/或樣本採集操作。

可選地，在所述按照指定的運動軌跡運動到目標位置的步驟之前，所述方法還包括：接收與所述水體汙染處理設備通信的遠程控制裝置發送的指定的運動軌跡。

可選地，所述獲取與至少根據所述水體環境數據確定出的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略和/或樣本採集策略，包括：至少根據所述水體環境數據，確定汙染診斷結果；按照預設的汙染診斷結果與汙染修復策略的對應關係，獲取與所確定的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略，和/或，按照預設的汙染診斷結果與樣本採集策略的對應關係，獲取與所確定的汙染診斷結果相對應的樣本採集策略；或者，所述獲取與至少根據所述水體環境數據確定出的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略和/或樣本採集策略，包括：向與所述水體汙染處理設備通信的遠程控制裝置發送所述水體環境數據，以由所述遠程控制裝置至少根據所述水體環境數據確定汙染診斷結果，並按照預設的汙染診斷結果與汙染修復策略的對應關係，確定與所確定的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略，和/或，按照預設的汙染診斷結果與樣本採集策略的對應關係，確定與所確定的汙染診斷結果相對應的樣本採集策略；接收所述遠程控制裝置發送的所述汙染修復策略和/或所述樣本採集策略。

可選地，在執行所述樣本採集操作時，所述方法還包括：存儲所述樣本採集操作的採樣數量數據和採樣位置數據。

可選地，所述方法還包括：採集並向與所述水體汙染處理設備通信的遠程控制裝置發送以下信息中的至少一者：所述水體汙染處理設備的周圍環境圖像信息、所述水體汙染處理設備的位置信息、所述目標位置處的水底環境信息。

本公開還提供一種水體汙染處理設備，該設備包括：運動模塊，用於按照指定的運動軌跡運動到目標位置；水體數據檢測模塊，用於檢測所述目標位置處的水體環境數據；執行模塊，用於獲取與至少根據所述水體環境數據確定出的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略和/或樣本採集策略，並按照所述汙染修復策略和/或樣本採集策略，在所述目標位置執行汙染修復操作和/或樣本採集操作。

可選地，該設備還包括：通信模塊，用於與遠程控制裝置建立通信連接；所述運動模塊用於通過所述通信模塊接收所述遠程控制裝置發送的指定的運動軌跡，並按照所述指定的運動軌跡運動到目標位置。

可選地，所述執行模塊用於至少根據所述水體環境數據，確定汙染診斷結果；按照預設的汙染診斷結果與汙染修復策略的對應關係，獲取與所確定的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略，和/或，按照預設的汙染診斷結果與樣本採集策略的對應關係，獲取與所確定的汙染診斷結果相對應的樣本採集策略；按照所述汙染修復策略和/或所述樣本採集策略，在所述目標位置執行汙染修復操作和/或樣本採集操作；或者，所述設備還包括：通信模塊，用於與遠程控制裝置建立通信連接；所述水體數據檢測模塊用於通過所述通信模塊向所述遠程控制裝置發送所述水體環境數據，以由所述遠程控制裝置至少根據所述水體環境數據確定汙染診斷結果，並按照預設的汙染診斷結果與汙染修復策略的對應關係，確定與所確定的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略，和/或，按照預設的汙染診斷結果與樣本採集策略的對應關係，確定與所確定的汙染診斷結果相對應的樣本採集策略；所述執行模塊用於通過所述通信模塊接收所述遠程控制裝置發送的所述汙染修復策略和/或所述樣本採集策略，並按照所述汙染修復策略和/或樣本採集策略，在所述目標位置執行汙染修復操作和/或樣本採集操作。

可選地，該設備還包括：數據存儲模塊，用於在所述執行模塊執行所述樣本採集操作時，存儲所述樣本採集操作的採樣數量數據和採樣位置數據。

可選地，該設備還包括通信模塊，用於與遠程控制裝置建立通信連接；以及，所述設備還包括以下中的至少一者：攝像頭，用於採集所述水體汙染處理設備的周圍環境圖像信息，並通過所述通信模塊向所述遠程控制裝置發送所述圖像信息；定位模塊，用於採集所述水體汙染處理設備的位置信息，並通過所述通信模塊向所述遠程控制裝置發送所述位置信息；水底環境探測模塊，用於採集所述目標位置處的水底環境信息，並通過所述通信模塊向所述遠程控制裝置發送所述水底環境信息。

在上述技術方案中，通過使水體汙染處理設備快速運動至汙染發生水域並檢測水體環境數據，按照獲取的相應汙染修復策略在汙染發生水域直接進行汙染修復，可以同時實現環境汙染狀況實時監測和原位快速修復，避免汙染擴散和對環境的持續損害；同時可以按照獲取的相應樣本採集策略在汙染發生水域直接進行樣本採集，以便對汙染物進一步研究並完善修復策略。本公開的方法和設備可以實現對突發的水體環境汙染事件的快速反應，包括及時進入汙染水域檢測汙染狀況並對汙染水域快速修復處理；此外，還可對於人工不易進入的汙染水域進行汙染檢測和修復。

本公開的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本公開的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本公開，但並不構成對本公開的限制。在附圖中：

圖1是根據本發明的一種實施方式的水體汙染處理方法的流程圖；

圖2是根據本發明的另一實施方式的水體汙染處理方法的流程圖；

圖3A是根據本發明的另一實施方式的水體汙染處理方法的流程圖；

圖3B是根據本發明的另一實施方式的水體汙染處理方法的流程圖；

圖4是根據本發明的一種實施方式的水體汙染處理設備的框圖；

圖5是根據本發明的另一實施方式的水體汙染處理設備的框圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本公開的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本公開，並不用於限制本公開。

根據本發明的一方面，提供了一種水體汙染處理方法。圖1示出了根據本公開的實施方式的用於水體汙染處理設備的水體汙染處理方法的流程示意圖。如圖1所示，該方法可以包括：步驟S110，按照指定的運動軌跡運動到目標位置；步驟S120，檢測所述目標位置處的水體環境數據；步驟S130，獲取與至少根據所述水體環境數據確定出的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略和/或樣本採集策略；以及步驟S140，按照所述汙染修復策略和/或樣本採集策略，在所述目標位置執行汙染修復操作和/或樣本採集操作。

其中，指定的運動軌跡可以為預先存儲在水體汙染處理設備裡的運動軌跡。在本公開的另一種實施方式中，水體汙染處理設備可以與遠程控制裝置進行通信，並且指定的運動軌跡可以為從遠程控制裝置獲取的運動軌跡。所述診斷結果可以為根據所述水體環境數據確定出的，所述診斷結果還可以為根據目標位置的圖像信息數據和水底環境數據中的至少一種、以及所述水體環境數據所確定的，本公開不做特別的限制。另外，該診斷結果可以為由水體汙染處理設備自身確定出的，或者可以由遠程控制裝置來確定，這部分將在下文詳細描述。

所述的水體環境數據可以包括水體汙染物濃度、水體溫度、流速、流向和pH值中的至少一種。所述水體汙染物濃度可以包括藍藻濃度、氨氮濃度、多環芳烴濃度和懸浮物濃度中的至少一種。

所述的汙染修復操作可以包括：按照所述汙染修復策略採用機械力噴灑法在所述目標位置向汙染水體中添加修復藥劑，例如微生物菌劑，以分解汙染物，降低汙染物在水體環境中的遷移、擴散，以及避免汙染物對水體生物的影響；所述的樣本採集操作可以包括：按照所述樣本採集策略在所述目標位置採集水體樣本、水底泥土樣本以及水生動植物樣本中的至少一種，上述採集得到的樣本可以由該水體汙染處理設備送出汙染水域，並用於對汙染物進行進一步分析檢測，以便於明確汙染類型並完善汙染修復策略。

圖2示出了根據本公開的另一實施方式的水體汙染處理方法的流程圖。如圖2所示，在所述按照指定的運動軌跡運動到目標位置的步驟之前，該方法還可以包括：在步驟S210中，接收與所述水體汙染處理設備通信的遠程控制裝置發送的指定的運動軌跡。其中，所述遠程控制裝置可以包括伺服器、監控機等。在這種情況下，可以在遠程對水體汙染處理設備的運動軌跡進行控制，並可以根據檢測到的所述水體環境數據對水體汙染處理設備的運動軌跡進行相應調整，以提高對目標區域汙染狀況監控的靈活性和準確度，並提高了對目標區域進行汙染修復的有效性和覆蓋範圍。

圖3A和圖3B示出了根據本公開的另一實施方式的水體汙染處理方法的流程圖。如圖3A所示，所述獲取與至少根據所述水體環境數據確定出的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略和/或樣本採集策略，包括：在步驟S131中，至少根據所述水體環境數據，確定汙染診斷結果；在步驟S132中，按照預設的汙染診斷結果與汙染修復策略的對應關係，獲取與所確定的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略，和/或，按照預設的汙染診斷結果與樣本採集策略的對應關係，獲取與所確定的汙染診斷結果相對應的樣本採集策略。也就是說，在這一實施方式中，汙染診斷結果由水體汙染處理設備來確定。

或者，如圖3B所示，所述獲取與至少根據所述水體環境數據確定出的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略和/或樣本採集策略，包括：在步驟S133中，向與所述水體汙染處理設備通信的遠程控制裝置發送所述水體環境數據，以由所述遠程控制裝置至少根據所述水體環境數據確定汙染診斷結果，並按照預設的汙染診斷結果與汙染修復策略的對應關係，確定與所確定的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略，和/或，按照預設的汙染診斷結果與樣本採集策略的對應關係，確定與所確定的汙染診斷結果相對應的樣本採集策略；在步驟S134中，接收所述遠程控制裝置發送的所述汙染修復策略和/或所述樣本採集策略。

根據本公開，在執行所述樣本採集操作時，所述方法還可以包括：存儲所述樣本採集操作的採樣數量數據和採樣位置數據。在上述實施方式中，採集的樣本可以用於進行進一步的實驗室分析，結合採樣數量數據和採樣位置數據可以進一步準確掌握水質狀況及其變化規律，從而幫助改善汙染修復策略，以進一步提高對汙染水體的修復效果。其中，所述採樣位置數據可以包括採樣點的坐標、採樣深度等。

根據本公開的另一實施方式，所述水體汙染處理方法還可以包括：採集並向與所述水體汙染處理設備通信的遠程控制裝置發送以下信息中的至少一者：所述水體汙染處理設備的周圍環境圖像信息、所述水體汙染處理設備的位置信息、所述目標位置處的水底環境信息，以便於從遠程控制裝置獲取上述信息並結合上述信息幫助判斷目標位置的汙染狀況和環境狀況，以及時調整該水體汙染處理設備的運動軌跡、汙染修復策略和/或樣本採集策略。

根據本發明的另一方面，提供了一種水體汙染處理設備。圖4示出了根據本公開的實施方式的水體汙染處理設備的框圖。如圖4所示，該設備包括：運動模塊10，用於按照指定的運動軌跡運動到目標位置；水體數據檢測模塊20，用於檢測所述目標位置處的水體環境數據；執行模塊30，用於獲取與至少根據所述水體環境數據確定出的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略和/或樣本採集策略，並按照所述汙染修復策略和/或樣本採集策略，在所述目標位置執行汙染修復操作和/或樣本採集操作。

其中，所述水體數據檢測模塊20可以包括電化學傳感器、溫度計、流速計和pH計中的至少一種。

所述電化學傳感器用於對水體中的汙染物濃度進行監測，可以包括藍藻傳感器、氨氮傳感器、多環芳烴傳感器和懸浮物傳感器中的至少一種。

所述執行模塊30可以包括水體汙染修復模塊和/或樣本採集模塊。所述水體汙染修復模塊可以包括機械力噴灑組件，所述樣本採集模塊可以包括水樣採集組件和/或水底泥採集組件。

所述機械力噴灑組件可以包括修復藥劑儲箱、風機、噴管和閥門，用於按照所述汙染修復策略採用機械力噴灑法在所述目標位置向汙染水體中添加修復藥劑，例如微生物菌劑，以分解汙染物，降低汙染物在水體環境中的遷移、擴散，以及避免汙染物對水體生物的影響。

所述水樣採集組件可以包括水樣採集管，例如為有機玻璃圓筒。所述水底泥採集組件可以包括採泥器、懸掛掛鈎及回收動滑輪組，採泥器可以為重力活塞式採泥器，其中可控的懸掛掛鈎用於固定採泥器的收放繩索，當獲取到樣本採集策略中的採集指令時，懸掛掛鈎收回，採泥器失去支撐，在自身重力下下落採樣；回收動滑輪組用於回收底泥樣品，取樣完成後，回收動滑輪組在電機的驅動下將採泥器回收至水體汙染處理設備上。

本公開的水體汙染處理設備還可以包括動力模塊，例如可以包括蓄電池組，用於為該水體汙染處理設備供電。

圖5示出了根據本公開的另一實施方式的水體汙染處理設備的框圖。如圖5所示，該設備還包括：通信模塊40，用於與遠程控制裝置50建立通信連接；所述運動模塊10用於通過所述通信模塊40接收所述遠程控制裝置50發送的指定的運動軌跡，並按照所述指定的運動軌跡運動到目標位置。其中，所述通信模塊40可以為有線通信模塊或無線通信模塊，優選為無線通信模塊，例如GPRS模塊。在這種情況下，可以在遠程對水體汙染處理設備進行實施監測和控制，使遠程控制裝置50遠離汙染發生的目標區域，從而避免遠程控制裝置50和監控人員與汙染物的接觸。

根據本公開，所述執行修復模塊30可以用於至少根據所述水體環境數據，確定汙染診斷結果；按照預設的汙染診斷結果與汙染修復策略的對應關係，獲取與所確定的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略，和/或，按照預設的汙染診斷結果與樣本採集策略的對應關係，獲取與所確定的汙染診斷結果相對應的樣本採集策略；按照所述汙染修復策略和/或所述樣本採集策略，在所述目標位置執行汙染修復操作和/或樣本採集操作；

在根據本公開的另一種實施方式中，所述設備還可以包括：通信模塊40，用於與遠程控制裝置50建立通信連接；所述水體數據檢測模塊20用於通過所述通信模塊40向所述遠程控制裝置發送所述水體環境數據，以由所述遠程控制裝置至少根據所述水體環境數據確定汙染診斷結果，並按照預設的汙染診斷結果與汙染修復策略的對應關係，確定與所確定的汙染診斷結果相對應的汙染修復策略，和/或，按照預設的汙染診斷結果與樣本採集策略的對應關係，確定與所確定的汙染診斷結果相對應的樣本採集策略；所述執行模塊30用於通過所述通信模塊40接收所述遠程控制裝置50發送的所述汙染修復策略和/或所述樣本採集策略，並按照所述汙染修復策略和/或樣本採集策略，在所述目標位置執行汙染修復操作和/或樣本採集操作。

在根據本公開的另一實施方式中，所述水體汙染處理設備還可以包括：數據存儲模塊，用於在所述執行模塊執行所述樣本採集操作時，存儲所述樣本採集操作的採樣數量數據和採樣位置數據。在這一實施方式中，可以通過實驗室分析採集的樣本，結合採樣數量數據和採樣位置數據可以進一步準確掌握水質狀況及其變化規律，從而幫助改善汙染修復策略，以進一步提高對汙染水體的修復效果。

在根據本公開的另一實施方式中，該設備還可以包括通信模塊40，用於與遠程控制裝置50建立通信連接；以及，所述設備還可以包括以下中的至少一者：攝像頭，用於採集所述水體汙染處理設備的周圍環境圖像信息，並通過所述通信模塊40向所述遠程控制裝置50發送所述圖像信息；定位模塊，用於採集所述水體汙染處理設備的位置信息，並通過所述通信模塊40向所述遠程控制裝置50發送所述位置信息；水底環境探測模塊，用於採集所述目標位置處的水底環境信息，並通過所述通信模塊40向所述遠程控制裝置50發送所述水底環境信息。在這一實施方式中，該水體汙染處理設備可以將設備周圍的環境圖像信息、位置信息以及所述目標位置處的水底環境信息發送至遠程控制裝置50，以便於從遠程控制裝置獲取上述信息並結合上述信息幫助判斷目標位置的汙染狀況和環境狀況，以及時調整該水體汙染處理設備的運動軌跡、汙染修復策略和/或樣本採集策略。

其中，所述攝像頭優選為可360°旋轉的攝像頭，以擴大所述水體汙染處理設備的周圍環境圖像信息的採集範圍；所述定位模塊可以為衛星導航系統，例如為北鬥衛星導航系統；所述水底環境探測模塊可以包括聲吶探測模塊，用於對水下目標進行探測和定位。可以通過發射聲波「照射」目標，並根據接收到聲波的變化特徵自動監測水深、底泥密度分布等數據信息。

以上結合附圖詳細描述了本公開的優選實施方式，但是，本公開並不限於上述實施方式中的具體細節，在本公開的技術構思範圍內，可以對本公開的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本公開的保護範圍。例如。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重複，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本公開的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應當視為本公開所公開的內容。