[发明专利]水下移动式曝气装置及其控制方法、终端和存储介质

说明书

本申请提供水下移动式曝气装置及其控制方法、终端和存储介质，能完成对水体底泥的冲刷或吸慑、底泥及水体的曝气和充氧、并能根据感知的水中溶解氧和水温及其他水质成分自主调节曝气的强度以及移动的速度、快速提升水体的自净能力，维持或改善水环境的整体质量。该系统是一种移动式的污染水体修复设备，避免河道大面积铺设充氧管道，同时实现水体充氧的优化、智能化和自动化。由于是移动式的，充氧装置能够以一定的频度到达作业区间内任何地点，实现对较大水体的连续有效供氧，并实现运行的最优化、智能化、和自动化，摆脱对人工的依赖。本发明可以全天候全时段不间断作业，作业范围大、充氧效率高，有效维护城市河段的水质，防治黑臭水体的发生。

技术领域

本申请涉及水下曝气技术领域，特别是涉及水下移动式曝气装置及其控制方法、终端和存储介质。

背景技术

水环境水质改善及保持和水环境中的溶解氧水平维系有着密切的关系。当还原性和有机性的污染物进入水体，一方面还原性物质(如氨氮和部分有机物)会和水中的溶解氧直接发生反应，降低水体中溶解氧的浓度；另一方面，这些还原性污染物会导致水中好氧微生物的繁殖和生长，使得水中的氧气被这些微生物进行好氧呼吸而消耗。

当水中溶解氧的消耗速度超过水体的自然复氧能力，水中的溶解氧水平就会大幅度降低。因水质引起的水中溶解氧的消耗以及水质恶化往往是非常快的，往往只需要数个小时或数天时间。一旦水中的溶解氧降低到一定的程度，水中好氧微生物的生长受到限制，水中的厌氧微生物就会繁殖生长，而厌氧微生物的生长速率以及降解有机物的能力远低于好氧微生物(只有好氧微生物的几分之一甚至几十分之一)，此时，进入水体中的污染物因得不到及时分解而长时间地在水体中存在，从而加速水体水质的恶化，并长期得不到恢复。这种进入水体中的还原性污染物对水体的影响的双重作用，即一方面促进好氧微生物的生长降低水中的溶解氧，另一方面溶解氧降低后，这些污染物的分解受到抑制，是造成水环境自净能力缺失或不足，水体污染和黑丑的重要原因。

因此，对水体进行曝气来获得足够的溶解氧成为必要手段，所谓曝气是指将空气中的氧强制向液体中转移的过程，其目的是获得足够的溶解氧。此外，曝气还有防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧接触的目的，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用。充氧的过程是一个两相间跨膜传质的过程，传质速率取决于气相中氧的浓度、气液接触比表面积以及液相中溶解氧的浓度等因素。

但是，目前在水体污染治理中所使用的曝气系统都是固定布置的。对于大面积河道水体，使用微孔鼓风曝气需要在水底大面积铺设曝气管，而使用机械曝气和曝气时，由于设置在少数几个固定的位置上，造成水体中不同部位的曝气是不均匀的。这种充氧装置不均匀布置且连续充氧的运行模式，不仅不能满足对水体整体充氧的要求，还会造成曝气在能量利用上的极不经济。另外，由于这些曝气形式是固定的，无法将曝气所产生的水力动能作用到底泥上，用于冲刷或吸摄底泥，使底泥被输运到好氧区进行曝气而得到处理。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供水下移动式曝气装置及其控制方法、终端和存储介质，用于解决现有技术中的水体污染治理中所使用的曝气系统都是固定布置的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种水下移动式曝气装置，包括：水下移动单元；曝气单元，设于水下移动单元；导气单元，其一端与所述曝气单元连通，另一端连通水面上的空气；其中，所述水下移动单元带动其上所设的曝气单元及导气单元在水下移动；所述曝气单元用以使水下底泥上浮，并用以通过所述导气单元导入空气后产生曝气气泡，以使上浮的底泥与所述曝气气泡混合后进行污染物降解。