申请日2006.06.01
公开(公告)日2008.07.30
IPC分类号C02F9/00; C02F1/40
摘要
一种模块化水处理单元(10)包括模块化水箱(11)，模块化水箱(11)具有多个连接的水箱部分(12、13、14)，这些水箱部分(12、13、14)限定了各自的腔室，这些腔室连续地布置以对水进行处理，每个水箱部分具有相对的侧壁(15、16和18、19)，且该相邻的水箱部分的相邻的侧壁在它们的共用上端(17、20)处连接，这些共用上端(17、20)限定了堰，在单元(10)中进行处理的水在这些堰的上方可从一个水箱部分流到相邻的水箱部分，以在各自的腔室中进行处理。模块化水处理单元(10)可与可浮动支架结合以在水体内部或上面浮动，从而对其中的水进行处理。
权利要求书
1.一种模块化水处理单元，包括模块化水箱，所述模块化水箱 具有多个连接的水箱部分，所述多个水箱部分限定了各自的腔室，所 述腔室连续地布置以对水进行处理，所述每个水箱部分具有相对的侧 壁，所述相邻的水箱部分的相邻的侧壁在它们的共用上端处连接，所 述水箱部分的所述共用上端限定了堰，在所述单元中进行处理的水可 越过所述堰从一个水箱部分流到相邻的水箱部分，以在各自的所述腔 室中进行处理。
2.如权利要求1所述的模块化水处理单元，其特征在于：由各 自的水箱部分的壁的连接的上端限定的每个堰相对于水平面处于低 于一个或多个上游堰的水平，水因此将在重力影响下越过各自的堰从 一个水箱部分流到下一个水箱部分。
3.如权利要求2所述的模块化水处理单元，其特征在于：所述 各自的堰处于基本上相同的水平面内。
4.如权利要求1至3中的任何一项所述的模块化水处理单元， 其特征在于：所述水箱部分整体形成。
5.如权利要求1至4中的任何一项所述的模块化水处理单元， 其特征在于：隔板装置设在至少一个水箱部分中，以便将所述水箱部 分的水处理腔室分隔成在所述隔板装置的相对侧的腔室部分。
6.如权利要求5所述的模块化水处理单元，其特征在于：将所 述隔板装置布置成使水在使用中在所述隔板装置的下端部分以下流 动或穿过所述隔板装置的下端部分而从一个水箱部分流到相邻的水 箱部分。
7.如权利要求6所述的模块化水处理单元，其特征在于：在所 述水箱部分中的所述隔板装置包括平面隔板，且所述平面隔板升高到 所述水箱部分的下端以上，从而使水可在所述隔板下从一个腔室部分 流到的相邻的腔室部分。
8.如权利要求6所述的模块化水处理单元，其特征在于：所述 隔板装置包括平面面板的隔板，所述平面面板的隔板在其下端设有贯 通孔或设有狭槽或切口部分，以使水从中穿过流动。
9.如权利要求7或8所述的模块化水处理单元，其特征在于： 所述水箱部分在其相对侧设有直立狭槽或凹槽，所述隔板装置的相对 的侧边缘定位在其中，以便支撑在水箱部分中。
10.如前面的权利要求中的任何一项所述的模块化水处理单元， 其特征在于：所述水箱部分中的一个包括主水箱部分，其具有主腔室， 所述主腔室与其它的水箱部分的腔室相比具有增加的体积，并且包括 滤网过滤器，所述滤网过滤器与所述主水箱部分结合，用于对流入所 述主腔室的水进行过滤。
11.如权利要求10所述的模块化水处理单元，其特征在于：所 述滤网过滤器包括具有可旋转过滤器滚筒的滚筒过滤器组件。
12.如权利要求11所述的模块化水处理单元，其特征在于：所 述过滤器滚筒支撑在框架上，所述框架承载辊筒，所述过滤器滚筒支 撑在其上以便旋转。
13.如权利要求10至12中的任何一项所述的模块化水处理单元， 其特征在于：所述主腔室包括生物过滤器，所述生物过滤器包括适合 于承载细菌的生物过滤器介质，所述细菌用于对由所述滤网或滚筒过 滤器过滤的水进行生物处理。
14.如权利要求12所述的模块化水处理单元，其特征在于：所 述细菌包括需氧细菌或厌氧细菌。
15.如权利要求14所述的模块化水处理单元，其特征在于：所 述细菌包括需氧细菌并包括位于所述主腔室的下部中的气体出口，可 穿过所述气体出口提供空气，以穿过在所述主腔室中的水起泡。
16.如权利要求13所述的模块化水处理单元，其特征在于：所 述模块化水处理单元包括在所述主腔室上方的用于支撑或保持另外 的生物过滤器介质的装置，所述另外的生物过滤器介质适合于承载另 外的细菌，所述另外的细菌用于在水流到所述主腔室之前对来自所述 滤网或滚筒过滤器的水进行生物过滤。
17.如权利要求16所述的模块化水处理单元，其特征在于：所 述支撑或保持装置包括透水装置，所述另外的生物过滤器介质支撑在 其上。
18.如权利要求10至17中的任何一项所述的模块化水处理单元， 其特征在于：所述其它的水箱部分中的一个或多个的一个或多个所述 选定腔室部分包括用于将所述一个或多个腔室部分中的水暴露给臭 氧的装置。
19.如权利要求10至17中的任何一项所述的模块化水处理单元， 其特征在于：所述其它的水箱部分中的一个或多个的一个或多个所述 选定腔室部分载有生物过滤器介质，所述生物过滤器介质适合于承载 细菌，用于对所述一个或多个腔室部分中的水进行处理。
20.如权利要求10至16中的任何一项所述的模块化水处理单元， 其特征在于：一个或多个其它的水箱部分中的一个或多个所述选定腔 室部分包括用于将所述一个或多个腔室部分中的水暴露给紫外光的 装置。
21.如前面的权利要求中的任何一项所述的模块化水处理单元， 其特征在于：所述模块化水处理单元包括在所述多个水箱部分的后面 水箱部分中的水出口，所述水出口低于所述水箱部分的所述侧壁的连 接的上端。
22.一种水处理设备，包括用于在待处理的水体中定位的可浮动 支架，所述可浮动支架承载有如前面的权利要求中的任何一项所述的 模块化水处理单元。
22.如权利要求21所述的水处理设备，其特征在于：所述可浮 动支架包括横向支撑臂，其在各自的水箱部分之间延伸，以便在所述 可浮动支架上支撑所述水处理单元，相邻的水箱部分的所述侧壁的所 述连接的上端限定了位于所述支撑臂上的鞍座。
23.如权利要求22所述水处理设备，其特征在于：所述可浮动 支架包括多个浮子或浮体。
24.如权利要求23所述水处理设备，其特征在于：所述水处理 设备包括在所述可浮动支架的相对侧上的浮子或浮体，且所述支撑臂 在所述侧浮子或浮体之间延伸并支撑在所述侧浮子或浮体上。
25.一种水处理设备，包括用于保持待处理的水的保持容器、用 于从所述保持容器接收水的至少一个泡沫分馏器或分离器和如权利 要求1至21中的任何一项所述的类型的至少一个水处理单元。
说明书
模块化水处理单元
技术领域
本发明涉及模块化水处理单元，尤其涉及用于净化、清洁或以其 它方式去除水中的杂质或污染物的水处理目的的模块化水处理单元。 本发明还涉及包括模块化水处理单元的水处理设备，以便用在处理水 体用途或其它水处理应用中。
背景技术
出于净化水或从水中去除污染物的目的进行的水的处理已成为 产生日益增多的量的废水或污水的发展中的社区的逐步增长的问题。 污水可在包括水产养殖业的家庭、商业和农业场合中产生。污水往往 接受初步处理，然后被简单地留在将固体物质沉淀出的沉淀池中。在 缺水的情况下，非常希望对污水进行处理以能够再利用或能够回收。 还希望能够对水体包括水库中的水进行处理，以将水体中的水保持在 相对不受污染的状态。
自动化和非自动化车辆清洗设备在清洗车辆时使用大量的水。用 在车辆清洗过程中的水由如用在清洗过程中的肥皂和清洁剂以及润 滑油、燃油(oil)、刹车垫粉末、道路污垢和其它污染物所污染。此外， 大量的水用在清洗过程中，从水的节约的角度看来，这显然是并不希 望的。因此，往往希望有一种有效的方式来出于节约水的目的再利用 或再循环用在车辆清洗设备中的水。不过，由于用在清洗过程中的水 中的污染物的原因，在再利用车辆清洗设备中的水时会遇到困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用在许多不同的水处理应用中的 模块化水处理单元。在另外的方面，本发明的目的在于提供包括模块 化水处理单元的水处理设备，可将这种水处理设备用在水体上，以对 水体中的水进行处理。在另外的方面，本发明的目的在于提供包括模 块化水处理单元的水处理设备，其尤其适用于对用在汽车清洗设备或 装备中的水进行处理或清洁。从下面的描述就会明白本发明的其它目 的和优点。
因此，在第一个方面，本发明提供一种模块化水处理单元，这种 模块化水处理单元包括模块化水箱，这种模块化水箱具有限定了各自 的腔室的多个连接的水箱部分，这些腔室连续地布置以对水进行处 理，每个水箱部分具有相对的侧壁，相邻的水箱部分的相邻的侧壁在 它们的共用上端处连接，这些水箱部分的共用上端限定了堰，在该单 元中进行处理的水可在这些堰的上方从一个水箱部分流到相邻的水 箱部分，以在各自的腔室中进行处理。
用在整个本说明书中的用语“水”包括污染的水和载有杂质的其 它任何水或液体。
优选地，整体形成模块化水箱的水箱部分。优选地，如用旋转模 制工艺用塑料整体形成这些水箱部分。因此，这些侧壁的连接的上端 通过整体形成而连接。
在一个实施例中，由各自的水箱部分的壁的连接的上端限定的每 个堰处于相对于水平面的水平，这个水平低于一个或多个上游堰，因 此在重力影响下，水在各自的堰上方从一个水箱部分流到下一个水箱 部分。或者，各自的堰可处于基本上相同的水平面。优选地，相邻的 水箱部分的相邻的侧壁从它们的连接的上端向下并向外倾斜。
优选将隔板装置设在至少一个水箱部分中，以将一个水箱部分的 水处理腔室分隔成在从一个腔室部分到相邻的腔室部分的隔板装置 的相对侧的腔室部分。优选将这些隔板装置布置成使水在使用中在隔 板装置的下端部分以下流动或穿过隔板装置的下端部分流动。这些隔 板装置适当地包括平面隔板或面板。可将隔板或多个面板升高到水箱 部分的下端以上，将隔板或多个面板在水箱部分的下端中定位，因此， 水可从一个腔室部分流到该隔板或面板以下的相邻的腔室部分。或 者，隔板或面板可在其下端设有贯通孔或设有狭槽或切口部分，以使 水穿过贯通孔或狭槽或切口部分流动。优选地，水箱部分在其相对侧 设有直立狭槽或凹槽，在这些直立狭槽或凹槽中，可将隔板装置的相 对的侧边缘定位，以支撑在水箱部分中。
优选地，水箱部分中的一个包括放大的主水箱部分。该主水箱部 分适当地限定主腔室，该主腔室具有与其它的水箱部分的腔室相比的 增加的体积。水入口适当的将进行处理的水供应给该主水箱部分。优 选将网式过滤器与该主水箱部分结合以对来自水入口的水进行过滤 以流入该主腔室。网式过滤器适当地包括滚筒过滤器组件。这种滚筒 过滤器组件适当地包括可旋转过滤器滚筒，这种可旋转过滤器滚筒具 有在该滚筒的外围延伸的滤网或筛网材料，且设有水入口以将进行处 理的水供应到过滤器滚筒，以穿过滤网或筛网材料。适当地，设有用 语支撑并旋转滚筒的装置。这种装置可包括用于引起滚筒的旋转的电 机装置。不过，滚筒在旋转时优选地由流入滚筒的水驱动。优选地， 水入口适当地包括供应管，这种供应管延伸到滚筒的内部。滚筒过滤 器适当地是在我们的国际专利申请No.PCT/AU02/01245中所公开的 类型。不过，也可采用滚筒过滤器的其它形式。
可提供用于清洁滚筒的滤网或筛网材料的装置。用于清洁滚筒的 滤网或筛网材料的装置可包括用于喷射水和/或将增压空气加到滤网 或筛网材料的装置。适当地，在滚筒中提供用于收集从滤网或筛网材 料位移的材料的装置。用于收集材料的装置可包括支撑在滚筒中的水 槽或通道。水槽或通道在滚筒内以轴向方向适当地延伸。水槽或通道 可将在水槽或通道中收集的材料引导到废水(waste)中。可从外部净水 源提供用于清洁滤网或筛网材料的水。或者，用于清洁滤网或筛网材 料的水可源自主腔室中的水。出于这种目的，可将泵设在主腔室的下 部中。
可将滤网或过滤器滚筒支撑在主腔室上方，主腔室收集由滤网或 滚筒过滤器过滤的水。可将过滤器滚筒支撑在主腔室上方的框架上。 这种框架可承载辊筒，滚筒过滤器组件的过滤器滚筒可支撑在这些辊 筒上以便旋转。可将这种框架支撑在位于主水箱的上端的凸肩上。
主腔室可包括生物过滤器。这种生物过滤器可由主腔室中的生物 过滤器介质限定，这种生物过滤器介质适合于承载细菌，这些细菌用 于对由滤网或滚筒过滤器过滤的水进行生物处理。用于对主腔室中的 水进行处理的细菌典型地包括厌氧细菌。当进行处理的水受到燃油的 污染时，这种生物过滤器可支持食油细菌，以对流入主腔室的水中的 燃油进行处理。可将直立隔板装置设在主腔室中。生物过滤器介质可 位于隔板装置的一个侧面上。优选将隔板装置布置成使水在使用中在 隔板装置的下面流动或穿过隔板装置流动。隔板装置适当地包括面 板，这种面板适当地是平面面板。可将这种面板升高到高于主水箱的 下端的位置以使水可经过面板下面。或者，这种面板可在其下端中设 有水槽孔或设有狭槽或切口部分，以使水穿过水箱孔或狭槽或切口部 分流动。优选地，主水箱部分在其相对侧设有直立凹槽，在这些直立 凹槽中，可将面板的相对的侧边缘定位，以支撑在水箱部分中。
还可提供与主水箱部分结合的装置以支撑或保持其它的生物介 质，其它的这些生物介质用于承载其它的细菌，这些细菌用于对来自 滤网或滚筒过滤器的水进行生物处理。支撑或保持装置可位于主腔室 上方。支撑或保持装置可支撑或保持生物过滤器介质，生物过滤器介 质适合于承载用于在通过主腔室之前对来自滤网或滚筒过滤器的水 进行生物过滤的其它细菌，典型地是厌氧细菌。支撑或保持装置可包 括可承载生物过滤器介质的透水装置。透水装置可包括穿孔面板或筛 网面板等。穿孔面板或筛网面板可包括容器的底部面板，这种容器容 纳生物过滤器介质。滤网或滚筒过滤器可支撑在这种容器上。这种容 器适当地位于主水箱部分上。
一个或多个其它的水箱部分的选定腔室部分可包括用于将这些 腔室中的水暴露给臭氧的装置。一个或多个其它的水箱部分的选定腔 室部分可包括用于将这种腔室中的水暴露给空气的装置。一个或多个 其它的水箱部分的选定腔室部分可包括用于将这种腔室中的水暴露 给紫外光的装置。
主腔室可包括用于将主腔室中的水暴露给空气或臭氧的装置。可 将来自臭氧源(如一个或多个臭氧反应器或一个或多个臭氧发生器)的 臭氧提供给主腔室的下端，以穿过该腔室向上起泡。可将臭氧提供给 空气或气体箍(block)，这种空气或气体箍淹没在主腔室中或穿过一个 或多个出口淹没在主腔室的下端中。或者，可将空气提供给这种空气 或气体箍以穿过主腔室中的水起泡，该主腔室在主腔室中的生物过滤 器介质上载有需氧细菌。生物过滤器介质可包括多个分离的元件、筛 网材料或其它元件，多个分离的元件如多个塑料管。
优选地，其中的水暴露给臭氧的腔室或腔室部分包括多个腔室， 在这些腔室中，水向下流动，且臭氧出口设在这些腔室的下部。其中 的水暴露给臭氧的这些腔室可包括限流介质或限流装置，以增加腔室 中的水暴露给臭氧的时间段，限流介质如多个分离的元件。
优选地，水出口与腔室系列的最后的或后面的(trailing)腔室或腔 室部分连通。该出口可延伸到具有后面腔室或腔室部分的后面水箱部 分之外。最后的或后面的腔室或腔室部分可包括将其中的水暴露给紫 外光的装置。这种装置可包括一个或多个紫外线灯。一个或多个紫外 线灯可以以直立姿势支撑在腔室或腔室部分中。
水处理单元中用于处理的水通过在各自的线路上经过来以曲折 方式流动穿过这种单元，并且经过各自的隔板装置的下面或穿过各自 的隔板装置。
在另一个方面，本发明提供一种水处理设备，这种水处理设备包 括用于在进行处理的水体中定位的可浮动支架，该可浮动支架承载前 面所描述的类型的模块化水处理单元。优选地，到水处理单元的水入 口与水体连通。到水处理单元的水入口可通过一个或多个泵与水体连 通。该泵可以是潜水泵。可从器皿、平台或浮体上的一个或多个电池 向这些泵提供动力。一个或多个电池可以是太阳能充电电池。优选地， 从水处理单元的出口将经过处理的水引导回到水体中。
可浮动支架适当地包括浮体，如浮子。可将这些浮子设在可浮动 支架的相对侧上。这些浮子可包括伸长的浮子或多个分立的浮子。可 将这些浮子设在水处理单元的相对侧上。走道可在可浮动支架的外围 延伸并至少部分地在水处理单元的周围。
优选地，在水处理单元包括主水箱时，将该主水箱布置在可浮动 支架的一个端部。可将附加的浮子设在可浮动支架的该端部。优选地， 可浮动支架包括横向支撑臂，这些横向支撑臂在各自的水箱部分之间 延伸，以使相邻的水箱部分横跨支撑臂。优选地，相邻的水箱部分的 相邻的壁的连接的上端限定位于各自的支撑臂上的鞍座。优选地，这 些支撑臂的相对的端部由相对侧的浮子支撑。这些支撑臂的相对的端 部可位于这些浮子中的横向凹槽内。或者，这些支撑臂可以是平台的 框架的一部分，这种平台包括支撑在浮子上的走道。这些浮子典型地 是含有空气的塑料浮子，但也可以是其它形式的浮子。
在另一个优选方面，本发明提供水处理设备，这种水处理设备包 括用于保持待处理的水的保持容器、用于从该保持容器接收水的至少 一个泡沫分馏器或分离器和用于从该至少一个泡沫分馏器接收水的 前面所描述的类型的至少一个水处理单元。
优选地，这种设备中的用于处理的水在重力的影响下从保持容器 流到处理过的水的出口。可将从模块化水处理单元的一个或多个出口 选择性地连接到保持容器上，以使进行处理的水在离开处理过的水出 口之前穿过这种设备再循环，以再利用。
保持容器适当地包括漏斗状水箱，这种漏斗状水箱在其下端具有 废水出口。这种漏斗状水箱适当地由支撑框架以直立方式支撑。该容 器的下端的截面适当地逐渐变细，这种逐渐变细的截面适当地是锥形 形式，以向废水出口逐渐变细。将水出口适当地设在该水箱的上端， 以连接到该至少一个泡沫分馏器或分离器上。将废水出口适当地布置 成与保持容器中的水在保持容器中的水的上水面下面的位置连通。这 种废水出口穿过防气阀适当地连接到该至少一个泡沫分馏器上。
该至少一个泡沫分馏器或分离器适当地包括直立容器，这种直立 容器具有入口和废水出口，该入口在连接到水箱的水出口上的上端， 该废水出口在其下端。泡沫分馏器或分离器容器适当地包括内中空构 件，优选地，这种内中空构件同轴位于泡沫分馏器或分离器中并将水 箱分隔成内腔室和外腔室，且入口与内腔室连通，废水出口与外腔室 连通。可设有空气源以帮助废水从废水出口的穿过。还可提供将水(如 水的喷射)应用于废水以帮助废水通过废水出口穿过的装置。
优选地，来自泡沫分馏器或分离器的废水出口设在该内腔室的下 端。
优选地，提供将空气引入内腔室的装置，以在水从入口朝着废水 出口流动时穿过内腔室中的水起泡。优选地，这种空气引入装置包括 位于内腔室的下端的空气入口装置。空气入口装置可包括一个或多个 气泡石或其它形式的空气出口。内腔室中的污染物将由气泡输送到该 腔室的上端并在内构件的上边缘(起到堰的作用)上方进入外腔室，以 通过废水出口。
优选地，泡沫分馏器容器包括圆柱形水箱且内中空构件包括适当 地同轴布置在该水箱内的中空圆柱形构件。
在一种备选布置中，可将隔板设在泡沫分馏器容器中，以将容器 分隔成从保持容器接收水的第一腔室和具有废水出口的第二腔室。第 一腔室适当地包括水出口，且在第一腔室的下端中设有一个或多个空 气出口，以使以气泡形式的空气穿过第一腔室。
优选地，这种设备包括至少两个泡沫分馏器或分离器，且一个泡 沫分馏器或分离器的液体出口连接到第二泡沫分馏器或分离器的入 口上，以使这些泡沫分馏器或分离器连续地布置以对水进行进一步处 理。优选地，水在重力的影响下从第一泡沫分馏器或分离器的水出口 流到第二泡沫分馏器或分离器的水入口。出于这种目的，到第二泡沫 分馏器或分离器的水入口在第一或前面的泡沫分馏器或分离器的内 腔室或第二腔室的上端以下。
来自这些泡沫分馏器或分离器的水出口适当地连接到通往水处 理单元的入口上。可将离开水处理单元的出口的水连接到保持容器 上，以在这种设备中进行再处理。
