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)部水體與其周圍環(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、灌溉用水和娛樂場所，還是城市生物多樣性的重要組成部分，對維護城市生態(tài)平衡和提升居民生活質(zhì)量具有不可替代的作用，然而，城市化進程中的不合理開發(fā)和管理導致了一系列水環(huán)境問題，如水體污染、生態(tài)退化、城市內(nèi)澇等，這些問題不僅影響城市居民的健康和生活質(zhì)量，還可能導致經(jīng)濟損失和生態(tài)服務(wù)功能下降。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，對于污染水體的治理設(shè)備，主要采用人工清理的方式對水體中的污染物進行清理，不僅清理效率低，而且清理過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，僅僅只是對水體中的污染物進行簡單清理，污染水體治理效果較差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述存在的技術(shù)問題，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)，包括移動組件、設(shè)置在移動組件上的除雜組件、碳源投加組件、檢測組件和控制器；移動組件包括浮力盤和設(shè)置在浮力盤下底面四周的螺旋槳；浮力盤中心位置處設(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、檢測組件包括設(shè)置在十字安裝架上的水質(zhì)檢測儀、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)檢測儀連接的微型泵；

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

7、進一步地，浮力盤上端面且位于通孔周向等距分布有數(shù)個貫穿浮力盤的種植槽，各個種植槽的底端均設(shè)置有阻隔網(wǎng)；

8、說明：通過在種植槽內(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，對于水體凈化具有促進作用。

9、進一步地，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連接頭與環(huán)形軌道滑動卡接；其中一個連接頭上端面設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機；旋轉(zhuǎn)電機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、說明：利用旋轉(zhuǎn)電機帶動旋轉(zhuǎn)齒輪旋轉(zhuǎn)，利用旋轉(zhuǎn)齒輪與外齒圈的嚙合作用帶動十字安裝架在環(huán)形軌道上轉(zhuǎn)動，從而使得清理構(gòu)件、收集構(gòu)件在水體中轉(zhuǎn)動，有利于提高清理構(gòu)件、收集構(gòu)件的工作效率。

11、進一步地，清理構(gòu)件設(shè)置有兩個，兩個清理構(gòu)件分別設(shè)置在十字安裝架的兩個相對的分支上；清理構(gòu)件包括設(shè)置在十字安裝架上的安裝盤、轉(zhuǎn)動卡接在安裝盤上的旋轉(zhuǎn)套、數(shù)個等距分布在旋轉(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)動力的清理電機；旋轉(zhuǎn)套與安裝盤連接處設(shè)置有內(nèi)齒圈；安裝盤上轉(zhuǎn)動卡接有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸一端設(shè)置有與內(nèi)齒圈嚙合連接的驅(qū)動齒輪，轉(zhuǎn)軸另一端設(shè)置有第一鏈輪；清理電機的輸出端設(shè)置有第二鏈輪，第二鏈輪與第一鏈輪之間通過鏈條傳動連接；收集網(wǎng)框靠近旋轉(zhuǎn)套的一側(cè)設(shè)置有出料槽；

12、說明：利用清理電機帶動轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，利用驅(qū)動齒輪和內(nèi)齒圈的嚙合作用使得旋轉(zhuǎn)套在安裝盤上轉(zhuǎn)動，并帶動收集網(wǎng)框轉(zhuǎn)動；當收集網(wǎng)框旋轉(zhuǎn)進入水體時，水體中的藻類等污染物進入收集網(wǎng)框內(nèi)部；當收集網(wǎng)框旋轉(zhuǎn)上升至安裝盤頂端時，其內(nèi)部收集的污染物通過出料槽下落至收集構(gòu)件上，實現(xiàn)水體中污染物的打撈收集。

13、進一步地，收集構(gòu)件設(shè)置有兩個，兩個收集構(gòu)件分別與兩個清理構(gòu)件一一對應(yīng)設(shè)置；收集構(gòu)件包括兩個分別設(shè)置在十字安裝架上端面的旋轉(zhuǎn)座、套設(shè)在兩個旋轉(zhuǎn)座之間的傳送網(wǎng)帶和設(shè)置在其中一個旋轉(zhuǎn)座上的收集電機；兩個旋轉(zhuǎn)座上均轉(zhuǎn)動卡接有連接滾筒，傳送網(wǎng)帶套設(shè)在兩個連接滾筒之間；收集電機為其中一個連接滾筒提供動力；十字安裝架中心位置處設(shè)置有卡座；卡座內(nèi)部活動卡接有收集箱；

14、說明：使用時，利用收集電機帶動對應(yīng)的連接滾筒旋轉(zhuǎn)，從而使得傳送網(wǎng)帶帶動污染物移動，并將污染物轉(zhuǎn)移至收集箱內(nèi)部，對污染物進行收集。

15、進一步地，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)個破碎輥，各個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)置有為其中一個破碎輥提供動力的破碎電機；

16、說明：利用破碎電機帶動其中一個破碎輥旋轉(zhuǎn)，各個破碎輥在小齒輪的帶動作用下同時轉(zhuǎn)動，污染物進入收集箱內(nèi)部時，首先被破碎輥粉碎處理，有利于提高污染物的收集效果。

17、進一步地，十字安裝架上且與收集構(gòu)件位置對應(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、滑動卡接在兩個立板之間且位于傳送網(wǎng)帶上方的擠壓板和數(shù)個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滑動桿與兩個立板一一對應(yīng)滑動卡接；滑動桿上套設(shè)有位于擠壓板上端面的擠壓彈簧；各個擠壓套分別與擠壓板轉(zhuǎn)動卡接；

18、說明：擠壓板在擠壓彈簧的作用下帶動各個擠壓套始終靠近傳送網(wǎng)帶，當污染物在傳送網(wǎng)帶上移動時，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、進一步地，投放管內(nèi)部轉(zhuǎn)動卡接有攪拌軸，攪拌軸上端滑動卡接有與碳源存放箱內(nèi)頂部轉(zhuǎn)動卡接的套管，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卡接的密封塞；套管外部套設(shè)有第一齒盤，碳源存放箱內(nèi)頂部轉(zhuǎn)動卡接有轉(zhuǎn)換桿，轉(zhuǎn)換桿上套設(shè)有與第一齒盤嚙合連接的第二齒盤，轉(zhuǎn)換桿底端設(shè)置有擺動座，擺動座外側(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；

20、說明：當碳源通過投放管下落至水體中時，利用攪拌電機帶動套管、攪拌軸和攪拌槳同時轉(zhuǎn)動，有利于提高碳源在水體中的擴散均勻性；套管旋轉(zhuǎn)過程中，利用第一齒盤和第二齒盤的嚙合作用帶動轉(zhuǎn)換桿和擺動座轉(zhuǎn)動，擺動座轉(zhuǎn)動過程中，壓桿在螺旋槽內(nèi)部滑動，并推動攪拌軸在套管內(nèi)部上下移動；當攪拌軸向下移動時，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、進一步地，各個連接頭底面均轉(zhuǎn)動卡接有限位輪，環(huán)形軌道內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有與各個限位輪活動卡接的限位槽；限位輪上設(shè)置有貫穿連接頭且與連接頭滑動卡接的撥桿；撥桿上套設(shè)有位于連接頭內(nèi)部的推動塊；連接頭內(nèi)部且靠近旋轉(zhuǎn)電機的一側(cè)設(shè)置有與推動塊抵接的鎖止彈簧；

22、說明：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，然后將浮力盤投放至待治理水體中，并通過遠程控制中心發(fā)送指令至控制器，由控制器控制螺旋槳啟動，使得浮力盤到達污染水域；

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

26、s3、通過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、通過控制器控制水質(zhì)檢測儀和微型泵啟動，利用微型泵將水樣通過采樣管抽至水質(zhì)檢測儀內(nèi)部，檢測水體的治理狀況，并將檢測數(shù)據(jù)回傳至遠程控制中心，遠程控制中心根據(jù)治理狀況再進一步調(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：

29、第一、本發(fā)明的系統(tǒng)通過清理構(gòu)件和收集組件對污染水體中的藻類等污染物進行清理和收集處理，避免藻類生長過程中造成水體富營養(yǎng)化；同時，通過碳源投加組件向水體中投放微生物進行生物降解所需的碳源，同時利用檢測組件實時檢測污染水體的治理狀況，實現(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)通過在浮力盤上種植挺水植物，通過植物的生長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，有利于提高城市水生態(tài)環(huán)境治理時的便利性和靈活性；利用檢測組件實時檢測污染水體水質(zhì)變化情況，能夠為治理措施的調(diào)整提供可靠依據(jù)。