模块化水处理单元的制作方法

专利名称：模块化水处理单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及;f莫块化水处理单元，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;f莫块化水处理单元。 本发明还涉及包括才莫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;f莫块化水处理单元，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4亍处理。用在整个本说明书中的用语"水"包括污染的水和栽有杂质的其 它4壬4可水或液体。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才反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 滤网或篩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。 这种框架可承栽辊筒，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才反装置流动。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^C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，该可浮动支架承栽前 面所描述的类型的;f莫块化水处理单元。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 支架的相对側上。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4舌主水箱时，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5争支撑臂。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^Mt块化水处理单元的一个或多个出口 选^^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圓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圓柱形构件。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笫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。


为了更容易地理解本发明并在实践中实施本发明，将参考示出了本发明的优选实施例的附图，在这些图中图1是根据本发明的去掉了顶盖的沖莫块化水处理单元的立体图；图2和图3是图1中的单元的端视图和侧视图；图4是结合了图1至图3的模块化水处理单元的水处理设备的立 体图；图5是图4中的设备的俯4见图；图6和图7是图3中的设备分别以方向A和B的端视图和侧视图； 图8是图4中的设备的泡沫分馏器或分离器的立体图； 图9和图10泡沫分馏器(fractionator)或分离器的侧视图和俯视图； 图11示意性地示出了图4和图1中的水处理设备和关联的水处 理单元的运行；图12是根据本发明的备选水处理设备的立体分解图；图13至图15分别是图12中的设备的端视图、俯视图和侧视图；图16是图12中的设备的幻像轮廓图；图17和图18是水处理设备的另外的实施例的立体图和立体分解图；图19至图21分别是图17中的设备的端视图、侧视图和俯视图； 图22是用在图16和图17的设备中的模块化水处理单元的立体 分解图；图23是图22中的单元的幻像轮廓图；图24是图22中的单元的侧视图；图25是根据本发明的水处理单元的另外的实施例的侧视图； 图26是图25中的单元的分解图；图27是用于图26中的单元的生物介质保持器的放大视图； 图28示出了与可浮动支架关联的图25中的单元； 图29是图28中的水处理设备的放大截面图，该图示出了穿过水 处理单元的水流；图30是根据本发明的另外的水处理单元的立体图； 图31和图32是图30中的单元的侧视图和端视图； 图33是去掉了顶盖的图30中的单元的立体图； 图34示出了图30中的水处理部件的立体图；以及 图35是图32中的单元的截面图。
具体实施方式
首先参看图1至图3,这些图中示出了根据本发明的水处理单元 10，水处理单元10包括独立的单元，这种独立的单元包括模块化底 座水箱11，水箱11包括第一主水箱部分12以及第二水箱部分13和 第三水箱部分14。优选地，水箱部分12、 13和14如通过用塑料旋转 才莫制与水箱11整体形成。水箱部分12、 13和14相互分离，且相邻 的水箱部分12和13的相对的侧壁15和16隔开但在它们的共用上端 17整体连4妄。水箱部分13和14的类似的相对的側壁18和19隔开但 在它们的共用上端20整体连接。不过，将会明白，壁15和16的高 度高于壁18和19，这样，壁18和19的上端20就低于壁15和16的 上端17。与在我们的国际专利申请No. PCT/AU02/01245中所公开的滚筒 过滤器组件的构造类似的滚筒过滤器组件21支撑在主水箱部分12上 方并包括过滤器滚筒22，过滤器滚筒22包括环状端部构件23,环状 端部构件23在外部支撑在辊筒24上，这些辊筒24安装在框架25上，框架25位于凸肩上，凸肩在水箱部分12的上端内部或上端。滤网或 筛网材料26设在这些端部构件23之间并在滚筒22的外围延伸。通过入口导管25(见图3)向滚筒22提供水，导管25具有纵向隔 开的出口 26,水可从导管25穿过这些出口 26流动以与滚筒22内的 肋片配合，以启动滚筒22的旋转。用于捕获来自滚筒滤网材料26的碎屑的漏斗状通道27位于入口 导管24上方并且还以轴向方向延伸到滚筒22中。 一个或多个喷射杆 (未示出)设在滚筒22上方以喷射水和/或将气流冲击应用于滚筒22的 滤网材料26，以排出由通道27捕获的材料。可将这些喷射杆连接到 泵和清洁的水源和/或连接到空气压缩机或气泵。通道27可连接到废 水收集腔室或排水管。滚筒过滤器21支撑在腔室28的上方，腔室28在水箱部分22的 直立隔板29的一个侧面上限定在水箱部分22内，以接收穿过滚筒过 滤器21过滤的水，隔板29的侧边缘位于水箱部分12的相对侧面内 的凹槽中。腔室28含有用于承载细菌的介质30，细菌用于对腔室28 中的水进行生物处理并用于减'l"曼穿过腔室28的水的流动。细菌通常 是厌氧细菌，如食油细菌，以去除水中的燃油，但在一些实施例中， 细菌可以是需氧细菌。介质30可以是任何形式的载有细菌的介质， 且通常包括多个小长度塑料管或其它构件。隔板29的下端设有缺口部分或凹部31,缺口部分或凹部31与水 箱部分12的底座一起限定狭槽状开口 32，水穿过狭槽状开口 32从腔 室28如图2和图3中的箭头所指的那样向上流动，且狭槽状开口 32 在壁15和16的共用端部17上方，壁15和16的共用端部17限定进 入水箱部分13的堰。水箱部分13由中心直立隔板33分成腔室部分 34和35，且隔板33的构造类似于隔板29的构造，以使水在隔板33 以下沿着腔室部分34流动且沿着腔室部分35向上流动。腔室部分34在其下区域包括臭氧出口 36，臭氧穿过这些臭氧出 口36离开以向上穿过水，水穿过腔室部分34向下流动。这些臭氧出口 36可以是任何形式的出口，如一个或多个气泡石。为了增加臭氧 与流过腔室34的水之间的接触时间，腔室部分34包括限流介质，如 多个分立的元件，这些分立的元件如小塑料管、筛网或其它任何限流 装置。在重力影响下的水流受到这种介质的限制，以在向上流过腔室 部分34的臭氧与向下流过腔室部分34的水之间提供延长的接触时 间。类似地，腔室部分14由中心隔板39分成腔室部分37和38，且 臭氧出口 40同样也设在腔室部分37的下部中，这样，向下流过腔室 部分37的水就暴露给臭氧。水向下流过的腔室部分37也可包括限流 介质，如用在腔室部分34中的限流介质。可将另外的臭氧出口 41设在腔室28内，以使臭氧向上流过腔室 28。或者，若有需要，可将这些出口36、 40和41连接到空气源，以 选择性地使气泡能够向上流过腔室部分34和37。出口 42设在壁端部20下面的水箱部分14的外壁中，以使经过 处理的水在重力的影响下从单元10流出。单元10还包括覆盖水箱12的可拆卸盖43，可拆卸盖43包括增 大的端部44,以容纳并覆盖滚筒过滤器21。为了向臭氧出口 36、 40和41供应臭氧，邻近于滚筒过滤器21 的主水箱12的外侧面设有能够容纳臭氧发生器46的 一 系列伸长的凹 口或凹部45，这些臭氧发生器46以管的形式，空气穿过这些管流动， 这些管容纳紫外线灯以将流过这些管的氧转化成臭氧。为了帮助水从腔室28并且在壁15和16的上端17的上方流动， 可将一个或多个空气出口 47如一个或多个气泡石设在隔板29的外侧 面上的腔室28的下端并连接到增压空气源。可出于相同的目的将类 似的空气出口 47设在腔室35和38的下端。还可将向上流过腔室部分38的水暴露给由紫外线灯48提供的紫 外光以进行最后的处理，这些紫外线灯48向下延伸到腔室部分38中。前面所描述的^^莫块化水处理单元10具有用于处理水的许多不同用途，且示于图4至图11的一种用途是与设备50—起使用，以对来 自车辆清洗设施的水进行处理，这种水通常含有用在清洗过程中的肥 皂和清洁剂泡沫以及润滑油、燃油、剎车垫粉末、道路污垢和其它污 染物。设备50支撑在平台51上，可在平台51上容易地运送设备50, 设备50包括以漏斗状形式的保持水箱52,保持水箱52通常为圓柱形 构造并以竖直方式支撑在支撑框架53上。水箱52的下端54为圆柱 形形式并在阀门控制的废水出口 55中终结，废水出口 55可连接到排 水管线或废水收集箱。水箱52^:有用于进行处理的水的第一入口 56。 水箱52还设有第二入口 57,第二入口 57用于注满水，如来自主水源 的水，且入口 57由浮阀控制，以将水箱52中的水面保持在预定的水 平。水箱52还包括出口58，出口 58结合防气阀59并通过防气阀59 与水箱52中的水以低于水的表面水平连通，以使出口 58不被在水的 表面上漂浮的材料所污染。第一泡沫分馏器/分离器60支撑在水箱52附近，如图8至图10 所示，分馏器60包括外圓柱形水箱61，外圆柱形水箱61也以直立方 式支撑在支撑框架62中并包括圓锥形部分63，圆锥形部分63在外圆 柱形水箱61的下端并且在阀门控制的废水出口 64中终结，废水出口 64也可连接到排水管或废水收集箱。圓柱形内水箱或壁65同轴位于 水箱61中，内水箱或壁65与水箱61同轴，且内水箱或壁65在其下 端闭合。因此，水箱65限定内腔室66和在内水箱65的壁与外水箱 61之间的外环状腔室67。内水箱65的下端连接到一系列出口管道68， 而来自水箱62的水从水箱出口 68提供给水箱65的上端。水箱65的 下端也包括出口 69，这些出口 69通常以一个或多个气泡石的形式， 气泡石连接到空气源，气泡可穿过在出口 69流入水箱65的上端的水 起泡。到达水箱65中的水的表面的气泡产生泡沫，这种泡沫将水中 的固体污染物在水箱65的顶部边缘70上方带入腔室67内以流出废 水出口 64。具有邻近于废水出口 64的出口的空气管路71帮助将污染 物材料送出废水出口 64。还可将水喷射头72设在邻近于废水出口 64的位置，以穿过废水出口 64冲洗水箱61的下端。喷射头72穿过阀 门连接到水出口管线68上，或者可备选地连接到主水源上。在此情形中，设备50还包括第二泡沫分馏器/分离器73,第二泡 沫分馏器/分离器73的构造与分馏器60的构造相同并包括位于外水箱 75中的内水箱或壁74。分馏器60的出口管线68连接到通往分馏器 73的入口 76，以将水在重力的影响下从分馏器60提供给分馏器73 的内水箱74，且出口 76低于入口 68到水箱65的连接。泡沫分馏器 73还包括阀门控制的废水出口 77，废水出口 77连接到排水管线或废 水收集腔室上。分馏器73以与分馏器60相同的方式起作用，且气泡 向上穿过从分馏器入口 76流入分馏器73的内水箱74中的水。分馏 器的外水箱75的高度可与图中用虚轮廓线示出的水箱61的高度相 同，或者是所示出的较低高度。泡沫分馏器60和73还设有盖或盖子 77和78。从分馏器73的水出口 79(类似于出口 68)通过连接到滚筒过 滤器21的入口导管25上而连4姿到水处理单元10上。在使用中，首先将污染过的水提供给水箱52，以使固体或较重的 材料会聚集在水箱52的较低的圓锥形部分54中，可通过阀门控制的 出口 55将其从较低的圆锥形部分54排出。来自水箱52的上部分的 水流向第一泡沫分馏器60以暴露给气泡，这些气泡去除污染物，污 染物也穿过出口 64排出，出口 64也是一种借助于来自入口 71的空 气和/或来自喷水器72的水的阀门控制的出口 。来自分馏器60的较清 洁的水在重力的影响下流到分馏器73,以进行进一步的处理，且废水 穿过阀门控制的出口 77。然后，水从分馏器73流到冲莫块化水处理单元10以在滚筒过滤器 10中进行处理并暴露给水箱部分12中的细菌和水箱部分13和14中 的臭氧，而且也可暴露给腔室38内的紫外光。然后，清洁后的水从 出口 42 ;克出。可将出口 42返回连接到通往水箱52的入口 56，以进行进一步的 清洁。在实践中，可在将水从i史备50抽出以进行使用之前使水穿过设备50再循环四到六次。为了保持在保持水箱52中的水面，若与入 口 57结合的浮阀检测到水面降低，则穿过入口 57加水。虽然此实施例示出了两个泡沫分馏器，但也可仅提供一个分馏器 或通过两个以上的分馏器。不过，可根据用途将这些过滤或处理部件 以不同次序进行布置。还可将另外的水处理单元IO设在保持水箱52 前面，以最初在单元10中对流入保持水箱52的水进行过滤。可将在图4至图11中所描述的与设备50结合的模块化处理单元 IO用在出于水处理目的的不同用途中。参看图12至图25，这些图示出了根据本发明的另一个实施例的 水处理设备80，这种水处理设备80包括类似于前面所描述的单元10 的模块化水处理单元81，模块化水处理单元81支撑在可浮动支架或 结构82上，以在进行处理的水体中浮动。；漠块化水处理单元80包括 单件式水箱83，单件式水箱83可包括单个塑料模件，并且如图22至 图26所示的那样包括主水箱部分84和一系列其它的互联水箱部分 85。各自的水箱部分84和85的相邻的端壁在它们的对应的上端86、 87、 88、 89和90连接，且每个端部87、 88、 89和90的高度逐次分 别小于相邻的端部86、 87、 88和89而离开主水箱部分84(见图26)。 主水箱部分84限定主腔室91,每个水箱部分85限定了各自的腔室 92、 93、 94、 95和96，且一系列横向通道97、 98、 99、 100和101 限定在各自的水箱部分的相邻的壁之间。类似于前面所描述的滚筒过滤器的滚筒过滤器91支撑在主水箱 部分84的腔室91的上方。腔室91含有用于承载细菌的介质104，细 菌用于对腔室91中的水进行生物处理并用于减慢穿过腔室91的水的 流动。直立横向隔板105设在每个腔室92、 93、 94、 95和96中。这样 就将每个腔室如腔室92分成在隔板105的相对侧的腔室部分106和 107。在其它93、 94、 95和96中的隔板105将每个腔室类似地限定 成两个腔室部分。隔板105的下端设有一系列切口部分108。或者，这些切口部分108可由隔板105的下端中的开口所替代。在另 一种布 置中，可将这些隔板105升高到高于每个水箱的底部的位置，以使水 可在这些隔板105的下边缘以下流动。用于水的出口 108设在最后的 水箱部分85的外壁中，这些出口 108低于最后两个连接的水箱部分 85的上端90。单元81还包括可拆卸盖109，盖109的形状确定为覆盖并封闭水 箱部分84和85以及滚筒过滤器103,示于图20至25中的盖109的 构造与示于图12中的盖的构造略有不同。如图24所示，流过滚筒过滤器103的水流入主水箱部分91,水 在主水箱部分91中由在介质104上生长的细菌进行细菌学上的处理。 然后，水在水箱84的壁的上端86上方向下流入腔室部分106中、穿 过隔板105中的切口部分108并沿着后面的端部87等上方的腔室部 分107。这样，水就如图20中的箭头所指的那样以曲折方式流过每个 水箱部分85，在各自隔板105的一个侧面上向下流动并在各自隔板 105的另一个侧面上向上流动。这种流动持续进行，直到经过处理的 水穿过出口 108向外流出。腔室部分106(以及在其它腔室93、 94、 95和96中的对应部分) 在其下端具有气体出口 110，臭氧或臭氧富集空气可通过这些气体出 口 110向上穿过流入腔室部分106的水。腔室部分106可寿义栽介质以 对流动进行限制，以在向上流过腔室部分106的臭氧与向下流过腔室 部分106的水之间提供延长的4^触时间。若有需要，可将这些出口 110 连接到空气源，以选择性地使气泡能够向上流过腔室部分106。腔室部分107(以及在其它水箱部分105中的对应腔室部分)可包 括紫外线灯111，以使向上流过腔室部分107(以及在其它水箱部分105 中的对应腔室部分)的水暴露给紫外光。模块化水处理单元81可用在陆地上，不过，在图12至图21的 实施例中，才莫块化水处理单元81适合于安装在可浮动结构82上，在 图12至图16中，这种可浮动结构82在半圆截面的每个侧面上包括一对伸长的浮子112和横向延伸的支撑构件或棒113,这些横向延伸 的支撑构件或棒113延伸穿过单元81的每个通道97、 98、 99、 100 和101并位于这些浮子112的顶部中的横向凹槽114内。由于模块化 水处理单元81在使用中基本上水平定向，所以这些端部86、 87、 88、 89和90可位于共用的基本上水平的平面内或者高度可以变化，如图 24所示。这些横向延伸的支撑构件或棒113位于这些端部86、 87、 88、 89和卯以下的各自的水箱部分84和85的侧壁的顶端，这些端 部86、 87、 88、 89和90起到位于这些棒113上的鞍座的作用。当设 备117在水体上漂浮时，水箱部分84和85基本上淹没在水中。附加的浮子115在设备80的滚筒过滤器端部设在这些浮子112 之间，以在该区域中提供附加的浮力支持。将外围走道116附加地设 在浮子112和115的顶部上，以包围水处理单元81。图17至图21中的水处理设备的实施例类似于图12至图16中的 实施例，但在图17至图21中的水处理设备的实施例的情况下，这些 浮子118包括多个单个的浮子。设备117具有支撑框架119，支撑框 架119包括横向构件119'，以定位于通道中，这些通道位于各自的 水箱部分84和85之间，这些浮子117紧固到该支撑框架118上。在使用中，示于图12至图21中的水处理设备80(或117)布置成 在进行处理的水体中浮动，并且可自备动力以绕着水体移动或由绕着 液体主体的其它装置移动。或者，可将这种设备锚定或固定在固定位置。提供一种潜水泵(未示出)以将水泵入滚筒过滤器103,滚筒过滤器 103接着穿过水箱部分84和85的各自的腔室以进行处理。或者，可 将泵安装在浮动结构82上。用于泵的动力可由海岸动力或电池或支 撑在浮动结构82上的发电机提供。穿过单元81的水将由穿过经过处 理的水的出口 108流回水体的经过处理的水进行连续处理。图25至图29示出了根据本发明的水处理单元120的另外的实施 例，水处理单元120类似于示于图20至图25中的单元81,且在水处 理单元120中，用相似的数字表示与单元81中的部件类似的部件。不过，在此情形中，上端86、 87、 88、 89和90位于基本上相同的水 平面中。此外，生物介质保持器121位于水箱部分84上。生物介质 保持器121具有相对的侧壁122和端壁123，并且当保持器121位于 水箱部分84上时，侧壁122和端壁123与水箱部分84的侧壁和端壁 对齐并构成水箱部分84的侧壁和端壁的延伸。保持器122还包括与 壁123隔开并平行的端壁124以及底部壁125,以使保持器121限定 用于容納生物介质127的腔室126(见图29)。底部壁125开孔或穿孔， 以使水能够穿过底部壁125进入水箱部分84。保持器121还包括开孔托盘128，开孔托盘128在朝向保持器121 的上端的位置在这些侧壁122之间延伸并固定到这些侧壁122上。框 架129可拆卸地位于托盘128上，框架129载有辊筒130,过滤器滚 筒131可旋转地支撑在辊筒130上。保持器121中的生物介质127载有需氧细菌。在通常淹没在水中 的水箱部分84内提供另一种介质132，这种介质132载有厌氧细菌。用于进行处理的水的入口 133延伸到过滤器滚筒131的内部。盖 134设计成用于覆盖这些水箱部分、保持器121和过滤器滚筒131， 以将所有的水处理部件封闭并覆盖。可将单元120以类似于示于图17至图21的方式支撑在可浮动结 构134上，以在待进行处理的水体上浮动，以对其中的水进行处理， 且才黄向棒或臂135位于壁端部86、 87、 88、 89和90以下的各自的水 箱部分84和85之间，并且由浮子136支撑在相对侧上。在使用中，如图29所示，从淹没在水体中的泵将水提供给过滤 器滚筒131,且水穿过入口 133，以进行最初的固体过滤，其中经过 过滤的水穿过开孔的托盘128流入细菌保持器]21,以由需氧细菌进 行细菌学上的处理，需氧细菌支撑在保持器121中的介质127上。然 后，经过处理的水流入水箱部分84,以由支撑在水箱部分84中的介 质132上的厌氧细菌进行进一步的细菌学上的处理。然后，经过细菌学上的处理的水在这些水箱部分的作为堰的上端86、 87、 88、 89和90上方并且在各自的隔板105的下端下面或穿过 这些下端以在图29中用箭头线所示的方式流出主水箱部分84到达各 自的后面的水箱部分85，以穿过这些出口 108离开并回到水体中。以 参考图24描述的方式将穿过各自的水箱部分85的水暴露给臭氧、空 气和/或紫外光。水箱部分85的腔室106还可载有用于支撑其它厌氧细菌的生物 介质137，厌氧细菌用于处理穿过这些腔室106向下流动的水，以对 水进行进一步的细菌学上的处理。气体出口 138设在腔室107的下端 中，以提供臭氧富集的空气，以穿过腔室107中的水起泡，腔室107 中的水在腔室106和107的下端的隔板105下面或穿过隔板105从腔 室106经过。这些气体出口 138可以是任何构造，并且可以是简单的 喷嘴、气泡石或透气管。为了>^人水箱部分85中的一个腔室106向相 邻的腔室107输送水，这些隔^反105的下端设有一系列切口部分或开 口 139，水可穿过这些切口部分或开口 139从一个腔室106向相邻的 腔室107流动。在另一种布置中，可将这些隔板105升高到高于每个 水箱部分85的底部的位置，以使水可在隔板105的边缘下面流动。 最后的腔室107可含有一个或多个紫外线灯140，以在水穿过这些出 口 108离开单元120之前对水进行紫外线处理。在一种备选布置中，这些气体出口 138可位于这些腔室106的下 端内，且这些腔室106中的介质限制水的流动，以在穿过这些腔室部 分106从这些出口 138向上流动的臭氧富集的空气与向下穿过腔室部 分106流动的水之间提供延长的接触时间。若有需要，还可将这些出 口 138连接到空气源上，以选^^性地使气泡能够向上流过腔室106或 107。在这种构造中，腔室部分107可包括紫外线灯140，以使穿过这 些腔室部分107向上流动的水以前面所描述的方式暴露给紫外光。示于图30至图35的水处理单元141类似于前面所描述的单元并 包括底座水箱142，底座水箱142包括第一主水箱部分143以及第二 水箱部分144和第三水箱部分145。水箱部分143、 144和145如通过用塑料旋转才莫制整体形成。水箱部分143、 144和145相互分离，水 箱部分143和145的相对的側壁146和147隔开但在它们的共用上端 148整体连接，且侧壁146和147从它们的上端148相互离开向外并 向下倾斜。水箱部分14和145的类似的相对的侧壁149和150相互 离开倾斜但在它们的共用上端151整体连接，且壁149和150的上端 151低于壁146和147的上端148。滚筒过滤器组件152的构造类似于前面所描述的滚筒过滤器的构 造，这种滚筒过滤器组件152支撑在主水箱部分143上方并包括滚筒 153，滚筒153在其外围周围具有滤网或筛网材料154。通过入口导管 155将水提供给滚筒153,入口导管155延伸到滚筒153内部并延伸 出水箱142的側面，以使离开入口导管155的水通过作用于滚筒153 内的叶板或肋片引起滚筒153的旋转，滤网或筛网材料154绕在这些 叶板或肋片周围。用于捕获从滚筒滤网材料154排出的碎屑的倾斜的 漏斗状通道156延伸到滚筒153中并连接到废水出口 157，废水出口 157也穿过水箱152的侧面伸出。一个或多个喷射杆158设在滚筒153 上方，以将水喷射到滤网材料154上，以从滤网材料154排出材料， 这些材料由通道156捕获并穿过废水出口 157引导到废水中。可从单 元141的外部提供用于穿过喷射杆158喷射的水，或者这种水可源自 穿过泵159的水箱部分143中的水，泵159位于水箱部分143的下区 域中。滚筒过滤器组件152包括支撑框架160，支撑框架160载有一对 开槽辊筒161，滚筒153的环状端部构件162支撑在这一对开槽辊筒 161中以自由旋转。框架160位于水箱部分143中的凸肩163上，并 位于在水箱部分143中的直立隔板165的一个侧面上限定在水箱部分 143中的腔室164上方，以收集穿过滚筒过滤器153过滤的水，隔板 165位于凹槽166中，这些凹槽166在水箱部分143的相对侧中。在 本实施例中，隔板165不透水，但包括延伸的底部壁167，延伸的底 部壁167具有位于延伸的底部壁167中的多个开口 168。腔室164含有用于承栽细菌的介质169，细菌用于对腔室164中的水进行生物处 理并用于减慢穿过腔室164的水的流动，介质164支撑在穿孔的底部 壁167上。介质164可以是短段塑料管的形式，以在水中浮动，但也 可以是备选形式。在另一种布置中，用筛网或网格材料制成的分立面 板可在腔室164的底部壁上方支撑在腔室164的下端中以替代壁167。 用在腔室164中的细菌通常是需氧细菌。空气出口 170如气泡石设在 腔室164的下端以向腔室164 4是供空气，以穿过腔室164中的水起泡 并帮助需氧细菌学作用。将底部壁167升高到高于水箱部分143的底座的位置或设有切口 部分或凹部，以〗吏水能够在隔^反165下面流动。水箱部分144包括由直立分隔隔板173分离的腔室171和172， 分隔隔板173容纳在水箱部分144的相对凹槽中。气体出口 175设在 腔室部分171的下区域中，腔室部分171的下区域穿过供应管道176 连接到臭氧源或臭氧富集的空气源上。水箱部分171还载有类似于介 质169的用于承载细菌的介质，细菌用于对流过腔室部分171的水进 行生物处理。在这种情形中，由腔室部分171中的介质承载的细菌可 包括厌氧介质。隔板173的下端包括穿孔直角下壁177，这种介质位 于穿孔直角下壁177上。水箱部分145的形式类似于水箱部分144，且分隔隔板178将水 箱部分145分成两个腔室179和180,腔室179和180带有用于臭氧 富集的空气的出口 181,在腔室179中提供臭氧富集的空气。紫外线灯182设在腔室部分180中，以在水穿过经过处理的水的 出口 183离开之前在水箱部分145的外壁中对水进行紫外线处理，水 箱部分145的外壁位于上壁端部151的下面。在使用中，如图35中的箭头线所示，待处理的水起初被泵入入 口导管155或流入入口导管155，水穿过入口导管155离开过滤器滚 筒152，从而引起过滤器滚筒152的旋转，且水穿过滚筒滤网材料154 -故过滤，以流入腔室164进行生物处理。然后，水以曲折方式流动，这样就得到暴露，以进行进一步的生物处理和臭氧处理，并在穿过出口 183离开之前暴露给紫外光。单元141可以是陆基设备，或者可以以类似于前面所描述的方式 支撑在可浮动结构上。这些模块化水处理单元可以是所示出的所描述的构造之外的各 种构造，并且在主水箱部分之外还可包括任何数量的水处理水箱部 分。在一些实施例中，可将这些主水箱省去，且通过使水穿过一系列 其它的水箱部分来对水进行处理。虽然优选在这些水箱部分中的这些 隔板是可分离面板状构件，但这些隔板可与水箱部分整体形成或模 制。本说明书所引用的现有技术并不能当作是承认了这种现有技术 构成本领域中 一般的常识。用在整个本说明书和权利要求中的用语"包括"或其派生词用于 明确所陈述的特征、整数和所引用的部件的存在，但并不排除一个或 多个其它的特征、整数和部件以及它们的组群的存在或增加。虽然已通过本发明的说明性实施例给出了前面的描述，但认为本本发明的宽广范围和界限之内，本发明的宽广范围和界限在权利要求 中进行描述。
权利要求
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所述的冲莫块化水处理单元，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所述的一莫块化水处理单元，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所述的才莫块化水处理单元，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所述的才莫块化水处理单元，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^f吏水可在所述隔;板下乂人一个腔室部分 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所迷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^^莫块化水处理单元， 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所述的对莫块化水处理单元，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才莫块化水处理单元， 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所述的对莫块化水处理单元，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所述的冲莫块化水处理单元，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io至n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才莫块化水处理单元， 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^^于所述水箱部分的所述侧壁的连接的上端。
22. —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^t块化水处理单元。
23.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。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. —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。
全文摘要
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。
文档编号C02F9/00GK101233084SQ200680027746
公开日2008年7月30日 申请日期2006年6月1日 优先权日2005年6月1日
发明者I·G·卡明斯 申请人:卡明斯科普有限公司