申请日2016.04.15
公开(公告)日2016.06.15
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明提供了一种漂浮式综合水处理设备、水处理方法及该设备的反洗方法。所述漂浮式综合水处理设备包括：壳体单元(100)，培养单元(200)，过滤单元(300)和曝气单元(400)，其中，所述曝气单元(400)对待处理的水进行曝气处理;所述过滤单元(300)对经所述曝气单元(400)处理后的水进行过滤处理;所述培养单元(200)用于培养好氧微生物;所述培养单元(200)，所述过滤单元(300)和所述曝气单元(400)设置于所述壳体单元(100)的舱体内。该漂浮式综合水处理设备，将多个水处理单元高度集成在一个成套设备内，具有系统结构紧凑、控制方便、功能集中、处理量大的特点，具有很大的使用范围;且可实现过滤沉淀污物的统一收集，集中处理。
权利要求书
1.一种漂浮式综合水处理设备，
其特征在于，包括：
壳体单元(100)，培养单元(200)，过滤单元(300)和曝气单元(400)，
其中，
所述曝气单元(400)对待处理的水进行曝气处理;
所述过滤单元(300)对经所述曝气单元(400)处理后的水进行过滤处理;
所述培养单元(200)用于培养好氧微生物;
所述培养单元(200)，所述过滤单元(300)和所述曝气单元(400)设置于所述壳体单元(100)的舱体内。
2.根据权利要求1所述的漂浮式综合水处理设备，其特征在于，经所述曝气单元(400)处理后的水或者对所述过滤单元(300)进行反洗得到的反洗水被输出到所述培养单元(200)。
3.根据权利要求1所述的漂浮式综合水处理设备，其特征在于，所述培养单元(200)包括：填料(206)，曝气器(205)和输气管(208)，
其中，
所述填料(206)用于附着和培养所述好氧微生物;
多个所述曝气器(205)通过所述输气管(208)连接形成输气管网，该曝气器(205)将由所述输气管(208)输送的气体输出到所述填料(206)。
4.根据权利要求3所述的漂浮式综合水处理设备，其特征在于，所述曝气器(205)设置在所述填料(206)的下方。
5.根据权利要求3所述的漂浮式综合水处理设备，其特征在于，所述曝气器(205)的膜片上具有微型曝气孔。
6.根据权利要求1所述的漂浮式综合水处理设备，其特征在于，所述培养单元(200)为独立的密闭腔体，在其顶部设置有气液分离阀(207)。
7.根据权利要求1所述的漂浮式综合水处理设备，其特征在于，所述培养单元(200)还包括：储泥腔(202)﹑吸泥管(203)﹑沉积板(204)，
其中，
所述沉积板(204)设置于所述培养单元(200)的底侧且呈坡度设置;
在所述储泥腔(202)内设有吸泥管(203)，该吸泥管(203)将从所述储泥腔(202)吸入的污物排出。
8.根据权利要求7所述的漂浮式综合水处理设备，其特征在于，所述培养单元(200)内还设置有一个或多个扰流板(209)。
9.根据权利要求1所述的漂浮式综合水处理设备，其特征在于，曝气单元(400)包括：布水腔(408)﹑密封板(401)﹑活塞(405)﹑浮筒(404)﹑布水槽(406)，
其中，
所述密封板(401)将所述曝气单元(400)分割成上下两部分腔体;
所述布水腔(408)设有进水孔(403)及分水槽(402);
所述布水槽(406)设有布水口(407);
所述活塞(405)与所述浮筒(404)连为一体，且该活塞(405)根据浮筒(404)所在水位高低上下滑动。
10.根据权利要求9所述的漂浮式综合水处理设备，其特征在于，所述布水槽(406)和/或所述布水口(407)具有V形结构。
11.根据权利要求1所述的漂浮式综合水处理设备，其特征在于，所述过滤单元(300)包括：一组或多组用于水净化的过滤器(301，302)，用于储存过滤后的水的一个或多个清水箱(310)。
12.根据权利要求11所述的漂浮式综合水处理设备，其特征在于，所述过滤器(301，302)包括：布水管(303)﹑滤层(305)﹑支撑板(306)﹑渗水器(308)﹑分水管(304)，
其中，
所述支撑板(306)将所述过滤器(301，302)分成上腔和下腔，所述布水管(303)和所述滤层(305)设置于过滤器上腔，所述渗水器(308)和所述分水管(304)设置于过滤器下腔;
待过滤的水经过所述布水管(303)和所述滤层(305)以及设置于所述支撑板(306)的过水孔(307)进入所述过滤器下腔;
经所述渗水器(308)的渗水孔收集的水通过分水管(304)输入到所述清水箱(310)。
13.根据权利要求1所述的漂浮式综合水处理设备，其特征在于，所述培养单元(200)，所述过滤单元(300)和所述曝气单元(400)分别在所述壳体单元(100)的内部形成独立的舱体。
14.一种水处理系统，其特征在于，包括根据权利要求1-13中任一项所述的漂浮式综合水处理设备。
15.一种水处理方法，其特征在于，
包括：
对待处理的水进行曝气处理;
对经所述曝气处理后的水进行过滤处理;
将经过所述曝气处理或所述过滤处理的水用于培养好氧微生物。
16.根据权利要求15所述的水处理方法，其特征在于，所述曝气处理、所述过滤处理以及所述对好氧微生物的培养都是在漂浮在水体内的水处理设备的内部完成的。
17.根据权利要求15所述的水处理方法，其特征在于，所述曝气处理包括：待处理原水经进水格栅进入曝气单元的上腔体，并从进水孔进入布水腔内，再经分水槽均匀分布到在分水槽两侧设置的布水槽内，之后经布水口跌落至曝气单元的下腔体。
18.根据权利要求15所述的水处理方法，其特征在于，所述过滤处理包括：从曝气单元内抽取经曝气单元处理后的水，再输入到过滤器;在所述过滤器内，通过布水管并经滤层渗滤再通过过水孔到达过滤器下腔，然后经渗水器的渗水孔收集并输出到分水管，之后输出到清水箱内。
19.一种对根据权利要求12所述的漂浮式综合水处理设备进行反洗的方法，其特征在于，包括：从过滤器的清水箱抽取水，再经分水管﹑渗水器的渗水孔进入过滤器下腔;经在支撑板设置的过水孔进入过滤器上腔的水带动滤层的滤料松动甚至翻腾，实现对滤层的清洗，清洗污物后的水连同所清洗的污物通过布水管﹑排污管输送到培养单元内。
说明书
漂浮式综合水处理设备、水处理方法及该设备的反洗方法
技术领域
本发明涉及一种水处理设备和水处理方法，具体而言，涉及一种漂浮式综合水处理设备、水处理方法及该设备的反洗方法。
背景技术
水处理的对象主要包括自然水体和人工水体。例如，河湖水体，园林景观水体、养殖水体，喷泉、游泳池、水上乐园等。这些水体，多数存在污染物浓度较低，污染源种类多样化，水量极大的特点，并且大都对水质及卫生状况有较高的要求，同时也会在使用过程中持续产生的人为或非人为污染。由于定期更换这些水体中的存水会产生水资源的巨量浪费，也会产生很高的成本，目前多采用水循环处理设备来实现对这些水体的净化。
传统的水循环处理设备是固定于岸边(或岸边机房)或者待处理的水体内的，因而对于水面规模较大的水体，例如大的湖泊和较长的河流等，需要设置多个水处理设备，一方面增加了设施成本，另一方面也增加了维护清理的工作量。
已有人考虑了船式的水处理装置。例如，在中国发明专利ZL00124828.6中，公开了一种船式气浮除藻装置及方法。该船式气浮除藻装置通过在船只上安装整套水处理流程所采用的设备，具体而言，包括：进行投药混合的管式静态混合反应器、连接为一整体的絮凝反应器、泥渣槽、气浮接触室、分离室、溢流堰等，通过气浮原理来清除水体中的藻类。从该专利的说明书所公开的方案来看，只是将水处理设备安装设置于船上，通过水泵扬升待处理的原水至船上的处理设备之内，在船上进行处理，再将处理后的水排放回水体。也就是说，相比于设置于水体岸边或者设置于水体中的水循环处理设备，该方案实际上仅仅改变了水处理设备的载体，而并未改变该水处理设备的结构和功能。因此，由于作为载体的船只的载重和体积等限制，实施该方案获得的水处理设备的处理能力可预见地是十分有限的。从该专利的说明书所记载的数据来看，设计流量范围为1.0～4.0立方米/小时，应该说是很难满足河湖等较大水体的水处理需求的，特别是对于待处理水体的水质较差的情况，实际处理流量往往还会降低。
再例如，中国发明专利申请201210162107.7公开了一种“基于SBR工艺的船式污水处理系统”，该系统的方案也是通过将SBR水处理设备安装于具有收缩轮的船体，从而实现水处理设备的移动功能，并且可以节省陆上设置的调节池、初沉池和二沉地等设施。但正如该发明专利申请说明书中所述，该船式污水处理系统的污水处理工艺由成熟的污水处理技术厌氧接触氧化和SBR组成。也就是说，就水处理工艺本身，采用的是已有的成熟技术。所谓SBR，即序批式活性污泥法，全称为序列间歇式活性污泥法(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess)，简称SBR工艺。SBR是基于以悬浮生长的微生物在好氧条件下对污水中的有机物、氨、氮等污染物进行降解的废水生物处理活性污泥法的工艺。按时序来以间歇曝气方式运行，改变活性污泥生长环境的，被全球广泛认同和采用的污水处理技术。SBR常见的工艺过程分五个阶段：进水、曝气反应、沉淀(沉降)、滗水(出水)、闲置(静置或称待机)。
河湖水质变差的根本原因在于污染物排入导致水的富营养化，从而使得例如藻类的大量耗氧生物过度繁衍，造成水缺氧，从而破坏水体的原始生态系统。因此，就水循环处理的原理而言，通过增加水体水的含氧量，是一种根本性的解决方法。进一步，可以采用溶氧曝气的方法来增加水体水的含氧量。
已有人申请了将水循环处理设备与溶氧曝气装置相结合的方案。例如，在中国发明专利授权公告CN1297490C中，公开了一种河湖水处理的装置及其方法。在该水处理装置中，包括了吐故纳新器，其为套筒状，内筒的底部连接进水管，内筒与外筒之间放射状均匀分布有V形溢水槽，V形溢水槽的底边和两上边沿形成水帘。通过水帘与大气的接触来使得水中的有害气体挥发，并使得空气中的氧气溶入水中，从而实现水的氧化、活化和鲜化。
又例如，中国实用新型专利ZL201320139623.8公开了一种“溶氧曝气装置及应用其的水处理设备”，其通过利用装置外部的待处理水体水面与装置内部的跌落水面的落差的势能，来为溶氧曝气提供动力，也使得装置内部水的运动更加稳定;通过进水流量的控制来实现装置内部的控制水面基本稳定，从而保证跌落水面到控制水面的水面高度差，保证跌落式溶氧曝气的空间。
尽管如前所述，已有人考虑将现有的水循环处理设备与船体相结合，但是，并未有人提出将包括溶氧曝气装置的水处理设备与诸如船体的漂浮式载体相结合的方案，更未给出基于溶氧曝气技术的漂浮式综合水处理设备的具体方案。
另一方面，近年来，也产生了利用生物手段来净化水的技术。用生物手段对污水进行净化处理通常由两个微生物种群参与其中，即厌氧微生物和好氧微生物。其中，好氧微生物的好氧过程需要从好氧污水池底部向待处理污水中通入大量压缩空气，为废水中的好氧微生物提供足够的氧气，该过程也称为曝气过程，以供好氧微生物利用，然后通过好氧微生物的分解来去除和降低水中的有机污染物和氮磷，从而实现水的净化。
例如，在中国发明专利申请公开CN104710085A中，公开了一种高效AOAS一体化污水处理装置及其工艺，该污水处理装置包括进行好氧处理的一级反应沉淀池和二级反应沉淀池，并且利用曝气系统(包括鼓风机、送气连接管道和分别设置在一级反应沉淀池和二级反应沉淀池底部的曝气盘)对一级反应沉淀池和二级反应沉淀池进行曝气。又例如，在中国发明专利申请公开CN104724817A中，公开了一种网箱式生物载体、固定化微生物处理污水装置，其中，该网箱式生物载体由网箱和装填于该网箱内的生物填料组成，并且被堆叠放置于所述固定化微生物处理污水装置的污水处理池中。
在诸如上述专利申请所公开的现有技术方案中，通过设置污水处理池或沉淀池作为反应容器来实现利用微生物进行的好氧处理，需要在待处理水体附近占用一定的土地，这样会破坏待处理水体周围的整体环境，且对于景观水体、城市河流等也不易实现;还需要将一般由钢管或塑料管制成的曝气管直接铺设在曝气池底部，通过曝气管壁上设有的曝气孔使定量的空气分散成为大量的气泡，虽然构造简单，阻力小，但气泡平均直径大，气液间传氧效率低，且孔眼易被污泥或微生物堵塞;此外，设备安装、检修﹑移动及更换均需放干池内水，极为不便。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，根据本发明的一方面，提供了一种漂浮式综合水处理设备，其包括：壳体单元，培养单元，过滤单元和曝气单元，其中，曝气单元对待处理的水进行曝气处理;过滤单元对经曝气单元处理后的水进行过滤处理;培养单元用于培养好氧微生物;培养单元，过滤单元和曝气单元设置于壳体单元的舱体内。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，可选地，经曝气单元处理后的水或者对过滤单元进行反洗得到的反洗水被输出到培养单元。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，可选地，培养单元包括：填料，曝气器和输气管，其中，填料用于附着和培养好氧微生物;多个曝气器通过输气管连接形成输气管网，该曝气器将由输气管输送的气体输出到填料。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，可选地，曝气器设置在填料的下方。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，可选地，曝气器的膜片上具有微型曝气孔。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，可选地，培养单元为独立的密闭腔体，在其顶部设置有气液分离阀。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，可选地，培养单元还包括：储泥腔﹑吸泥管﹑沉积板，其中，沉积板设置于培养单元的底侧且呈坡度设置;在储泥腔内设有吸泥管，该吸泥管将从储泥腔吸入的污物排出。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，可选地，培养单元内还设置有一个或多个扰流板。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，可选地，曝气单元包括：布水腔﹑密封板﹑活塞﹑浮筒﹑布水槽，其中，密封板将曝气单元分割成上下两部分腔体;布水腔设有进水孔及分水槽;布水槽设有布水口;活塞与浮筒连为一体，且该活塞根据浮筒所在水位高低上下滑动。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，可选地，布水槽和/或布水口具有V形结构。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，可选地，过滤单元包括：一组或多组用于水净化的过滤器，用于储存过滤后的水的一个或多个清水箱。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，可选地，过滤器包括：布水管﹑滤层﹑支撑板﹑渗水器﹑分水管，其中，支撑板将过滤器分成上腔和下腔，布水管和滤层设置于过滤器上腔，渗水器和分水管设置于过滤器下腔;待过滤的水经过布水管和滤层以及设置于支撑板的过水孔进入过滤器下腔;经渗水器的渗水孔收集的水通过分水管输入到清水箱。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，可选地，培养单元，过滤单元和曝气单元分别在壳体单元的内部形成独立的舱体。
根据本发明的另一方面，提供了一种水处理系统，其包括前述的漂浮式综合水处理设备。
根据本发明的又一方面，提供了一种水处理方法，其包括：对待处理的水进行曝气处理;对经曝气处理后的水进行过滤处理;将经过曝气处理或过滤处理的水用于培养好氧微生物。
根据本发明实施例的水处理方法，可选地，曝气处理、过滤处理以及对好氧微生物的培养都是在漂浮在水体内的水处理设备的内部完成的。
根据本发明实施例的水处理方法，可选地，曝气处理包括：待处理原水经进水格栅进入曝气单元的上腔体，并从进水孔进入布水腔内，再经分水槽均匀分布到在分水槽两侧设置的布水槽内，之后经布水口跌落至曝气单元的下腔体。
根据本发明实施例的水处理方法，可选地，过滤处理包括：从曝气单元内抽取经曝气单元处理后的水，再输入到过滤器;在过滤器内，通过布水管并经滤层渗滤再通过过水孔到达过滤器下腔，然后经渗水器的渗水孔收集并输出到分水管，之后输出到清水箱内。
根据本发明的再一方面，提供了一种对前述的漂浮式综合水处理设备进行反洗的方法，包括：从过滤器的清水箱抽取水，再经分水管﹑渗水器的渗水孔进入过滤器下腔;经在支撑板设置的过水孔进入过滤器上腔的水带动滤层的滤料松动甚至翻腾，实现对滤层的清洗，清洗污物后的水连同所清洗的污物通过布水管﹑排污管输送到培养单元内。
根据本发明实施例的漂浮式综合水处理设备，将多个水处理单元高度集成在一个成套设备内，具有系统结构紧凑、控制方便、功能集中、处理量大的特点，具有很大的使用范围;可以实现水的跌落曝气、过滤、微生物培养等处理功能，且可实现过滤沉淀污物的统一收集，集中处理;还能够实现反洗功能，节省拆卸清理的工序和成本。