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漂浮式 水处理设备、水处理方法及该设备的反洗方法

阅读：68发布：2022-10-01

专利汇可以提供漂浮式水处理设备、水处理方法及该设备的反洗方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种漂浮式水处理设备，其包括：混合单元，粗滤单元，精滤单元，溶氧单元，强化处理单元，漂浮控制单元，其中，混合单元与漂浮式水处理设备的进水口连通，并与粗滤单元、溶氧单元和强化处理单元相连接；溶氧单元与粗滤单元相连接，对经过该粗滤单元过滤后的水的一部分进行溶氧；精滤单元也与粗滤单元连接，对经过粗滤单元过滤后的水的其余部分进行进一步的过滤；强化处理单元包括投药泵和药剂箱，用于向混合单元和/或漂浮式水处理设备的出水管路进行药剂投放；漂浮控制单元用于实现漂浮式水处理设备的漂浮，经过溶氧单元而生成的溶氧水被注入混合单元或者出水管路。，下面是漂浮式水处理设备、水处理方法及该设备的反洗方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种漂浮式水处理设备，
其特征在于，包括：
混合单元(100)，粗滤单元(200)，精滤单元(300)，溶氧单元(400)，强化处理单元(500)，漂浮控制单元(700)，其中，
具有多个回转结构的所述混合单元(100)与所述漂浮式水处理设备的进水口连通，并与所述粗滤单元(200)、所述溶氧单元(400)和所述强化处理单元(500)相连接，待处理的水从进水口进入所述混合单元(100)后，从所述混合单元(100)进入所述粗滤单元(200)；
所述溶氧单元(400)与所述粗滤单元(200)相连接，对经过该粗滤单元(200)过滤后的水的一部分进行溶氧，形成溶氧水；
所述精滤单元(300)也与所述粗滤单元(200)连接，对经过所述粗滤单元(200)过滤后的水的其余部分进行进一步的过滤；
所述强化处理单元(500)包括投药泵和药剂箱，用于向所述混合单元(100)和/或所述漂浮式水处理设备的出水管路(802)进行药剂投放；
所述漂浮控制单元(700)用于实现所述漂浮式水处理设备的漂浮，
其中，在应急水处理模式下，所述溶氧水被注入所述出水管路(802)，所述强化处理单元(500)向所述混合单元(100)进行药剂投放；在常规水处理模式下，所述溶氧水被注入所述混合单元(100)，所述强化处理单元(500)向所述出水管路(802)进行药剂投放。
2.根据权利要求1所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，经过所述粗滤单元(200)过滤的水的10％的流量进入所述溶氧单元(400)，其余90％的水流量进入所述精滤单元(300)。
3.根据权利要求1所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，所述溶氧水是饱和溶氧水或超饱和溶氧水。
4.根据权利要求1所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，在由所述回转结构形成的水流通路中向内设置多个扰流板。
5.根据权利要求1所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，所述粗滤单元(200)具有转篮结构。
6.根据权利要求1所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，所述精滤单元(300)包括精滤器和水泵，所述水泵用于对待精滤的水进行加压，经加压后的水进入所述精滤器过滤，其中，该精滤器采用多层介质过滤结构。
7.根据权利要求1所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，所述溶氧单元(400)包括：气泵(401)，高压气水切割泵(402)，气液稳定罐(403)，其中，用所述气泵(401)将含氧空气或氧气注入经过所述粗滤单元(200)过滤的水，用所述高压气水切割泵(402)对注入水中的气体进行切割打碎，并加压，形成高压气水混合物。
8.根据权利要求1所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，所述漂浮式水处理设备的所述进水口设置于该设备的侧面，并且全部或者部分设置于该设备的吃水线以下。
9.根据权利要求8所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，在所述进水口处设置有进水格栅(901)。
10.根据权利要求1所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，在所述溶氧单元(400)的出水口设置有稳压混合阀(405)。
11.根据权利要求1所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，该漂浮式水处理设备进一步包括蓄水单元(600)，经过所述精滤单元(300)过滤的水进入该蓄水单元(600)，其中，所述蓄水单元(600)包括：
清水舱(601)，用于容纳经过所述精滤单元(300)过滤的水；
气液分离阀(602)，通过该气液分离阀(602)实现所述清水舱(601)与所述设备外部的气体交换，
在进行水处理时，所述蓄水单元(600)的清水舱(601)中的水排出到所述漂浮式水处理设备的外部；在进行对所述漂浮式水处理设备内部进行反洗时，用所述蓄水单元(600)中的水反洗所述精滤单元(300)。
12.根据权利要求1所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，所述强化处理单元(500)还包括：紫外线装置(503)和/或超声波装置(504)。
13.根据权利要求11所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，所述漂浮控制单元(700)包括：主机舱(701)，注水舱和手孔，其中，两组所述注水舱和所述手孔相对于所述主机舱(701)的中轴对称地设置。
14.根据权利要求13所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，在所述主机舱(701)的四个角上设置稳定滑套(704)和稳定滑杆(705)。
15.根据权利要求13所述的漂浮式水处理设备，其特征在于，以所述主机舱(701)的中轴对称地设置所述混合单元(100)和清水舱(601)。
16.一种用能够在水体中漂浮移动的漂浮式水处理设备进行水体处理的水处理方法，其特征在于，所述漂浮式水处理设备包括：进水口，混合单元，粗滤单元，溶氧单元，精滤器，出水口，
所述水处理方法包括：
当进行常规水处理时，
待处理原水从进水口进入混合单元；
再从所述混合单元进入所述粗滤单元，过滤水中较大的杂物；
所述粗滤单元的一个输出分支的水进入溶氧单元生产超饱和溶氧水；
将所述溶氧单元生产出来的超饱和溶氧水注回所述混合单元与原水进行混合；
所述粗滤单元的另一个输出分支的水经过水泵加压后进入精滤器进行精过滤；
将经所述精滤器过滤的水从出水口排出，
所述水处理方法进一步包括：
当进行应急水处理时，
待处理原水从进水口进入混合单元；
将药剂投加到所述混合单元的进水处；
经所述混合单元混合药剂后的水进入粗滤单元，过滤水中较大的杂物；
所述粗滤单元的一个输出分支的水进入溶氧单元生产超饱和溶氧水；
所述粗滤单元的另一个输出分支的水经过水泵加压后进入精滤器进行精过滤；
将经所述精滤器过滤的水与所述超饱和溶氧水进行混合，然后从出水口排出。
17.一种对根据权利要求1-10中任一项所述的漂浮式水处理设备进行反洗的方法，其特征在于，
所述漂浮式水处理设备进一步包括蓄水单元，经过所述精滤单元过滤的水进入该蓄水单元，
所述反洗方法包括：
使得所述蓄水单元中的水经过反洗水管路进入所述精滤单元的水泵，水经过所述水泵加压后进入所述精滤单元的精滤器进行反洗，清洗出的污物通过排污管路进行排放。

说明书全文

漂浮式水处理设备、水处理方法及该设备的反洗方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种水处理设备和水处理方法，具体而言，涉及一种漂浮式水处理设备、水处理方法及该设备的反洗方法。

背景技术

[0002] 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，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。

[0003] 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。

[0004] 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。

[0005] 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(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)，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)。

[0006] 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。

[0007] 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。

[0008] 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。

[0009] 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水处理设备的具体方案。

发明内容

[0010] 为了解决上述技术问题至少之一，根据本发明的一方面，提供了一种漂浮式水处理设备，其包括：混合单元，粗滤单元，精滤单元，溶氧单元，强化处理单元，漂浮控制单元，其中，混合单元与漂浮式水处理设备的进水口连通，并与粗滤单元、溶氧单元和强化处理单元相连接，用于实现经溶氧的水与待处理的原水的混合，或者实现药剂与水的混合；粗滤单元用于将水中体积较大的杂物滤除；溶氧单元与粗滤单元相连接，对经过该粗滤单元过滤后的水的一部分进行溶氧；精滤单元也与粗滤单元连接，对经过粗滤单元过滤后的水的其余部分进行进一步的过滤；强化处理单元包括投药泵和药剂箱，用于向混合单元和/或漂浮式水处理设备的出水管路进行药剂投放；漂浮控制单元用于实现漂浮式水处理设备的漂浮，经过溶氧单元而生成的溶氧水被注入混合单元或者出水管路。

[0011] 根据本发明的实施例，可选地，在应急水处理模式下，溶氧水被注入出水管路，强化处理单元向混合单元进行药剂投放；在常规水处理模式下，溶氧水被注入混合单元，强化处理单元向出水管路进行药剂投放。

[0012] 根据本发明的实施例，可选地，经过粗滤单元过滤的水的10％的流量进入溶氧单元，其余90％的水流量进入精滤单元。

[0013] 根据本发明的实施例，可选地，混合单元具有多个回转结构。

[0014] 根据本发明的实施例，可选地，在由回转结构形成的水流通路中向内设置多个扰流板。

[0015] 根据本发明的实施例，可选地，粗滤单元具有转篮结构。

[0016] 根据本发明的实施例，可选地，精滤单元包括精滤器和水泵，水泵用于对待精滤的水进行加压，经加压后的水进入精滤器过滤，其中，该精滤器采用多层介质过滤结构。

[0017] 根据本发明的实施例，可选地，溶氧单元包括：气泵，高压气水切割泵，气液稳定罐，其中，用气泵将含氧空气或氧气注入经过粗滤单元过滤的水，用高压气水切割泵对注入水中的气体进行切割打碎，并加压，形成高压气水混合物。

[0018] 根据本发明的实施例，可选地，漂浮式水处理设备的进水口设置于该设备的侧面，并且全部或者部分设置于该设备的吃水线以下。

[0019] 根据本发明的实施例，可选地，在进水口处设置有进水格栅。

[0020] 根据本发明的实施例，可选地，在溶氧单元的出水口设置有稳压混合阀。

[0021] 根据本发明的实施例，可选地，该漂浮式水处理设备进一步包括蓄水单元，经过精滤单元过滤的水进入该蓄水单元，其中，蓄水单元包括：清水舱，用于容纳经过精滤单元过滤的水；气液分离阀，通过该气液分离阀实现清水舱与设备外部的气体交换，在进行水处理时，蓄水单元的蓄水舱中的水排出到漂浮式水处理设备的外部；在进行对漂浮式水处理设备内部进行反洗时，用蓄水单元中的水反洗精滤单元。

[0022] 根据本发明的实施例，可选地，强化处理单元还包括：紫外线装置和/或超声波装置。

[0023] 根据本发明的实施例，可选地，漂浮控制单元包括：主机舱，注水舱和手孔，其中，两组注水舱和手孔相对于主机舱的中轴对称地设置。

[0024] 根据本发明的实施例，可选地，在主机舱的四个角上设置稳定滑套和稳定滑杆。

[0025] 根据本发明的实施例，可选地，以主机舱的中轴对称地设置混合单元和清水舱。

[0026] 根据本发明的另一方面，提供了一种水处理方法，其包括：待处理原水从进水口进入混合单元；经混合单元混合后的水进入粗滤单元，过滤水中较大的杂物；粗滤单元的一个输出分支的水进入溶氧单元生产超饱和溶氧水；将溶氧单元生产出来的超饱和溶氧水注入混合单元与原水进行混合；粗滤单元的另一个输出分支的水经过水泵加压后进入精滤器进行精过滤；将经精滤器过滤的水从出水口排出。

[0027] 根据本发明的又一方面，提供了一种水处理方法，其包括：待处理原水从进水口进入混合单元；将药剂投加到混合单元的进水处；经混合单元混合药剂后的水进入粗滤单元，过滤水中较大的杂物；粗滤单元的一个输出分支的水进入溶氧单元生产超饱和溶氧水；粗滤单元的另一个输出分支的水经过水泵加压后进入精滤器进行精过滤；将经精滤器过滤的水与超饱和溶氧水进行混合，然后从出水口排出。

[0028] 根据本发明的再一方面，提供了一种对前述的漂浮式水处理设备进行反洗的方法，其中，漂浮式水处理设备进一步包括蓄水单元，经过精滤单元过滤的水进入该蓄水单元，反洗方法包括：使得蓄水单元中的水经过反洗水管路进入精滤单元的水泵，水经过水泵加压后进入精滤单元的精滤器进行反洗，清洗出的污物通过排污管路进行排放。

[0029] 根据本发明实施例的漂浮式水处理设备，将多个水处理单元高度集成在一个成套设备内，具有节约投资，水处理效果好，运行费用低，容易实现等优点；此外，根据本发明实施例的漂浮式水处理设备和水处理方法，可以通过制造超饱和溶氧水，将超饱和溶氧水与原水进行充分混合，让原水成为饱和溶氧水，从而提高水的含氧量改善水质，同时提高水中的悬浮物、藻类、BOD、COD以及氨氮等水处理需要去除的物质的去除率；根据本发明实施例的漂浮式水处理设备和水处理方法，还可以在原水水质恶化时开启应急水处理程序，通过在混合舱投加高分子絮凝剂等一类药剂，大大提高水中的悬浮物、藻类、BOD、COD以及氨氮等水处理需要去除的物质的去除率，并且将超饱和溶氧水与处理后的清水进行混合后循环，使循环水量提高15％，从而提高水处理效果和效率，快速恢复恶化的水体；根据本发明实施例的漂浮式水处理设备，还能够实现反洗功能，节省拆卸清理的工序和成本。附图说明

[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

[0031] 图1示意性地示出了根据本发明一个实施例的漂浮式水处理设备的正视剖面图，其示出了根据本发明的实施例的水处理设备的结构，以及利用该水处理设备进行常规水处理时的内部水流流向；

[0032] 图2是图1所示的漂浮式水处理设备的侧视剖面图；

[0033] 图3示出了利用图1的漂浮式水处理设备进行应急水处理时的内部水流流向；

[0034] 图4示意性地示出了根据本发明实施例的对于水处理设备的一种反洗过程；

[0035] 图5示意性地示出了根据本发明实施例的对于水处理设备的另一种反洗过程。

[0036] 附图标记

[0037] 100 混合单元

[0038] 200 粗滤单元

[0039] 300 精滤单元

[0040] 301a 精滤器

[0041] 301b 精滤器

[0042] 302a 水泵

[0043] 302b 水泵

[0044] 400 溶氧单元

[0045] 401 气泵

[0046] 402 高压气水切割泵

[0047] 403 气液稳定罐

[0048] 404 中级过滤器

[0049] 405 稳压混合阀

[0050] 500 强化处理单元

[0051] 501a 投药泵

[0052] 501b 投药泵

[0053] 502a 药剂箱

[0054] 502b 药剂箱

[0055] 503 紫外线装置

[0056] 504 超声波装置

[0057] 600 蓄水单元

[0058] 601 清水舱

[0059] 602 气液分离阀

[0060] 700 漂浮控制单元

[0061] 701 主机舱

[0062] 702a 注水舱

[0063] 702b 注水舱

[0064] 703a 手孔

[0065] 703b 手孔

[0066] 704 稳定滑套

[0067] 705 稳定滑杆

[0068] 801 进水管路

[0069] 802 出水管路

[0070] 803 排污管路

[0071] 804 溶氧水管路

[0072] 805 投药管路

[0073] 806 投药管路

[0074] 807 管路

[0075] 808 管路

[0076] 809 管路

[0077] 810 反洗水管路

[0078] 901 进水格栅

[0079] 902 进舱孔

具体实施方式

[0080] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0081] 除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

[0082] 如前所述，目前尚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水处理设备的具体方案。根据本发明的实施例，提供了一种漂浮式水处理设备，其基于溶氧曝气技术，对承载该设备的水体进行循环水处理；该漂浮式水处理设备优选地适用于作为景观水体的河道、湖泊。根据本发明构思的漂浮式水处理设备，并非将已有水处理设备与船体的结合，而是设计了一种漂浮平台，其结构整体上用于进行水体的水循环处理；当然，从外部美观的角度，也可以通过增加外部结构和装饰，构造成船的造型。

[0083] 图1示意性地示出了根据本发明一个实施例的漂浮式水处理设备的正视剖面图。图2是图1所示的漂浮式水处理设备的侧视剖面图。结合图1和图2，可以更好地理解根据本发明实施例的漂浮式水处理设备的结构。

[0084] 如图1和图2所示，漂浮式水处理设备具有类似船形的外形。这种外形设计一方面如前所述是考虑到设备的外观尽量对所处理水体的整体景观不造成影响和破坏；另一方面是考虑到设备在水中的移动性能。可选地，根据本发明实施例的漂浮式水处理设备也可以采用其它外形，诸如，圆形、椭圆型、方形等。

[0085] 如图1所示，根据本发明实施例的漂浮式水处理设备，主要包括：混合单元100，粗滤单元200，精滤单元300，溶氧单元400，强化处理单元500，蓄水单元600，漂浮控制单元700，管路及阀门。

[0086] 混合单元100(即混合舱)直接或者通过管路与漂浮式水处理设备的进水口连通，并且直接或通过管路与粗滤单元200和溶氧单元400相连接，还可以直接或通过管路与强化处理单元600相连接。在混合单元100中，可以实现经溶氧的水与待处理的水体原水的混合，也可以实现药剂与水的混合。根据不同的处理需求或要求，通过阀门等来控制混合的对象和方式，并且均在同一个混合单元中实现，可以省去现有的水循环顺序处理中的加药池、溶氧池，节省处理空间，这对于体积受限的漂浮式水处理设备而言是非常重要的。

[0087] 如图2所示，根据本发明的实施例，漂浮式水处理设备的进水口设置于设备的侧面。具体而言，该进水口可以全部或者部分设置于该设备的吃水线以下，这样可以通过待处理水体原水自身的流动和/或原水相对于该设备的流动(设备可以在水体中漂浮移动)来提供待处理原水进入水处理设备进行处理的动力，相比于背景技术中的船式水处理设备完全通过水泵将原水抽到船内的反应器或处理室的设置，本发明实施例的方案可处理的水流量更大，处理能力更高，也更加环保。可选地，也可以通过水处理设备内部或者外部的水泵来辅助地为待处理原水流入水处理设备提供动力。可选地，根据本发明的实施例，漂浮式水处理设备的进水口也可以设置于设备的正面或其它位置。

[0088] 可选地，在进水口处设置进水格栅901，如图1和图2所示，可以将断树枝等大的漂浮物或悬浮物挡在设备外面，防止这些大的物件进入到水处理设备内部，造成管路堵塞或水路不畅等故障。

[0089] 更具体地，如图1所示，混合单元100可以具有多个回转结构，使得水流在混合舱内弯折流动，从而延长混合时间，可以提高混合效果。可选地，还可以在回转结构形成的水流通路中向内设置多个扰流板，产生局部逆向水流，进一步提升混合效果。

[0090] 水流经过混合舱100后进入到粗滤单元200。粗滤单元200可以将水中体积较大的杂物滤除。类似于前述的进水格栅901，粗滤单元200所提供的初级过滤可以防止体积较大的杂物进入到后续管路，造成管路堵塞或水路不畅等故障。可选地，在同时具有进水格栅901的方案中，粗滤单元200相比于进水格栅901可以滤除体积小一些的杂物，例如滤除水中直径在3mm以上的杂物。可选地，粗滤单元200具有与相应管道配合的转篮结构，结构简单，且便于清理。

[0091] 如图1所示，一方面，粗滤单元200通过管路与精滤单元300相连接，经过粗滤单元200过滤后的水进入到精滤单元300以进行进一步的过滤；另一方面，粗滤单元200通过管路也与溶氧单元400相连接，使得一部分经过粗滤单元200过滤后的水进入溶氧单元400以产生溶氧水。可选地，通过阀门和管路的分配控制，使得经过粗滤单元200过滤的水流量的
10％左右进入溶氧单元400，使得其余约90％的水流量进入精滤单元300。

[0092] 精滤单元300包括精滤器和水泵。水泵用于对待精滤的水进行加压，加压后的水进入精滤器过滤。精滤器可以采用多层介质过滤结构，例如包括薄膜介质，因而通常通过加压来提升过滤效果。考虑到提升精滤单元300的过滤效果，根据本发明的实施例，如图1所示，精滤单元300包括两组精滤器和水泵，分别是精滤器301a和水泵302a，以及精滤器301b和水泵302b；并且考虑到水处理设备内部的空间设置，两组装置沿设备的长度延伸方向对称设置。精滤单元300可以选择去除1μm以下的固体悬浮物、藻类，并实现固体悬浮物浓度(SS)去除率达到97％以上；生物需氧量(BOD)去除率达到85％以上、化学需氧量(COD)去除率达到83％以上、氨氮去除率达到80％以上。经过精滤单元300过滤的水通过管路进入蓄水单元
600。

[0093] 蓄水单元600包括清水舱601，用于容纳经过精滤单元300过滤的水，在进行水处理时，蓄水单元600中的水通过管路最终排出到水处理设备外部；蓄水单元600中的水也可以用于对水处理设备内部(主要是精滤单元)进行反洗。蓄水单元600还可以包括一个或者多于一个的气液分离阀602，通过该气液分离阀602可以实现蓄水单元600与设备外部的气体交换。具体而言，当经精滤单元300过滤的清水进入清水舱601时，通过气液分离阀602将清水舱601内的气体排出，而不会排出或漏出清水；当进行反洗时，清水舱601里的水被抽出用于清洗精滤器，清水舱601水位下降，通过气液分离阀602进入空气以平衡舱601内的压力。通过设置清水舱，可以用经过混合单元、粗滤单元和精滤单元处理后的水对精滤单元进行反洗，由于反洗用的水相对洁净，因而具有更好的反洗效果。

[0094] 溶氧单元400包括气泵401，高压气水切割泵402，气液稳定罐403，如图1所示。如前所述，溶氧单元400通过管路与粗滤单元200连通，并通过管路与混合单元100连通，经过粗滤单元200过滤的水进入溶氧单元400，由溶氧单元400对这部分水进行加氧后，再通过管路注回混合舱100。具体而言，用气泵401将含氧空气注入经过粗滤单元200过滤的水，用高压气水切割泵402对注入水中的气体进行切割打碎，并加压，形成高压气水混合物。采用这种方式形成的气水混合物可以具有超饱和的含氧量，也就是说比含氧量约8mg/L的氧饱和水有更高的含氧量。可选地，高压气水切割泵402可以用涡旋泵来实现。经过高压气水切割泵402处理生成的气水混合物中的气体和水之间的相对运动比较剧烈，因而通过气液稳定罐
403可以稳定该气水混合物，将气体保持在水中。然后，经加氧的水通过管路注回混合舱
100。可选地，溶氧水(加氧水)的注入位置可以是混合舱100的进水通道在设备进水口附近的位置，如图1所示，这样可以增加溶氧水与原水混合的距离和时间。

[0095] 由于进入溶氧单元400加氧的水是经粗滤单元200过滤的水，如前所述，可以是滤除了直径在3mm以上杂物的水。为了阻碍杂物进入高压气水切割泵402而造成叶片损耗，可以在溶氧单元400前部设置中级过滤器404，先对经粗滤单元200过滤的水再次进行过滤，然后再通过溶氧单元400进行加氧。

[0096] 可选地，在溶氧单元400出水管路的出水口设置有稳压混合阀405。由于从溶氧单元400输出的水是高压气液混合体，因而采用稳压混合阀405能够更好地实现该气液混合体与从蓄水单元600输出的水和从设备进水口进入混合单元100的原水相混合。

[0097] 可选地，溶氧单元400还可以包括储氧罐(未示出)，通过气泵401将储氧罐中的高浓度氧气或纯氧加入到高压气水切割泵402以形成超饱和溶氧水。采用储氧罐加高浓度氧气或纯氧的方式，可以大大提高溶氧的效率，生成含氧量是饱和溶氧水几倍甚至更高的超饱和溶氧水。

[0098] 溶氧单元400可以将溶氧水通过管路输出到混合舱100的进水通道在设备进水口附近的位置，以与从设备进水口进入混合单元100的原水相混合；也可以将溶氧水通过管路输出到设备出水口附近的管路，以与从蓄水单元600输出的水相混合。这两种溶氧水的输出方式与水处理程序相关，具体说明见后。

[0099] 另外，前述经粗滤单元过滤的水的90％和10％的输出分配比例是为了配合溶氧水的溶氧量(例如超饱和溶氧水的溶氧量)而设置的，也可以根据溶氧量的条件和需氧量的要求设置其它的输出分配比例。

[0100] 强化处理单元500用于对待处理的水、处理中的水或者处理后的水进行进一步的处理。强化处理单元500包括投药泵和药剂箱，用于投加高分子絮凝剂等一类药剂，以提高水中的悬浮物、藻类、BOD、COD以及氨氮等水处理需要去除的物质的去除率。具体而言，根据本发明的实施例，设置了两组投药泵和药剂箱，分别用于向混合舱100和出水管路802进行药剂投放，如图1所示，两组投药泵和药剂箱分别设置于水处理设备的两侧，其中，投药泵501a和药剂箱502a通过投药管路805向混合单元100进行投药；投药泵501b和药剂箱502b通过投药管路806向出水管路802进行投药。可选地，可以仅设置一组投药泵和药剂箱，通过阀门和管路控制，来选择地或者同时地向混合舱100和出水管路802进行药剂投放。另外，可选地，也可以设置多于两组投药泵和药剂箱。

[0101] 强化处理单元500还可以包括紫外线装置503和/或超声波装置504，用于杀灭水中的细菌和破坏藻类孢子。可选地，将紫外线装置503设置于连通精滤器和清水舱601的管路807，将超声波装置504设置于从清水舱向外排水的出水管路802。也可以将紫外线装置503和超声波装置504的设置位置互换，或将其设置于其它位置。通过设置紫外线装置503和/或超声波装置504，可以进一步清除水中的有害物，阻止水质恶化。

[0102] 漂浮控制单元700用于实现漂浮式水处理设备的漂浮控制、位置固定等。具体而言，漂浮控制单元700包括主机舱701，注水舱和手孔。其中，主机舱701实际上是水处理设备的主机舱外壳部分；注水舱为可注水的舱室，用来调整设备的浮力及浮力分布；手孔用来给注水舱注水或者排水，通过改变注水舱中的水量来调整设备的浮力和浮力分布，从而以改变浮力的方式调整设备的前后水平度和设备浮出水面的高度。这样，主机舱701、混合舱100、清水舱601与注水舱一起为水处理设备提供浮力，使得设备能够漂浮在水体上，并能够进行漂浮控制。

[0103] 优选地，设置两组注水舱和手孔，一组注水舱702a和手孔703a设置在水处理设备的前部(混合单元100一侧)，另一组注水舱702b和手孔703b设置在水处理设备的后部(蓄水单元600一侧)，如图2所示，前后设置注水舱的结构可以使漂浮式水处理设备的稳定性更好。可选地，两组注水舱和手孔相对于主机舱701的中轴对称地设置，从而可以更容易地控制和调节设备的前后水平度。

[0104] 同理，如图2所示，可以相对于主机舱701的中轴对称地设置(前后位置、容积、存水量等)混合舱100和清水舱601，使得漂浮式水处理设备在浮力和载重的分布上基本前后平衡，并可以更容易地控制和调节设备的前后水平度及吃水深度。

[0105] 手孔703a和手孔703b可以分别设置在各自对应的注水舱的正面或者两侧或者前后，以方便注水和排水为宜，对其设置位置并无特别的限制。

[0106] 可选地，在主机舱701四个角上设置稳定滑套704和稳定滑杆705，可以使设备的漂浮稳定更好。

[0107] 可选地，在主机舱701的上表面设置有进舱孔902，进舱孔902可以是设备内部装置的安装和维修孔，通过进舱孔902可以进入到主机舱701的内部。

[0108] 根据本发明实施例的漂浮式水处理设备还包括一系列的连接管路和阀门等，用于控制上述各个单元之间的导通，特别地，通过导通控制来选择改变水流在水处理设备内部的走向，实现不同模式的水处理和反洗等。

[0109] 根据本发明实施例的漂浮式水处理设备，通过溶氧单元制造超饱和溶氧水，并在混合舱中将超饱和溶氧水与原水进行充分混合，让原水成为高含氧量的溶氧水或饱和溶氧水或更高含氧量的溶氧水，从而通过提高水的含氧量来改善水质，同时也可以提高水中的悬浮物、藻类、BOD、COD以及氨氮等水处理需要去除的物质的去除率。

[0110] 以下部分结合附图说明利用上述漂浮式水处理设备进行水处理和反洗的过程。

[0111] 图1在示出了根据本发明的实施例的水处理设备的结构的同时，也示出了利用该水处理设备进行常规水处理时的内部水流流向，如点划线箭头和实线箭头所示。

[0112] 如图1所示，根据本发明实施例的常规水处理程序为：待处理原水从漂浮式水处理设备侧面的进水格栅901进入混合单元100；打开阀门F1、阀门F2、阀门F3和阀门F4，经混合单元100混合后的水经过进水管路801进入粗滤单元200，将水中3mm以上的杂物过滤掉；然后，粗滤单元200的一个输出分支的水进入溶氧单元400生产超饱和溶氧水，具体过程为：打开阀门F9，通过溶氧水管路804，经过中级过滤器404，气泵401将含氧空气压入高压气水切割泵402，经高压气水切割泵402切割后的水成为具有超饱和溶氧的水，再经过气液稳定罐403；打开阀门F10，关闭阀门F11，将溶氧单元400生产出来的超饱和溶氧水通过稳压混合阀
403注入混合舱100与原水进行混合，使原水也都成为具有饱和溶氧的水；打开阀门F5和阀门F6，粗滤单元200的另一个输出分支的水经过水泵302a和水泵302b加压后进入精滤器
301a和精滤器301b进行精过滤；精滤器301a和精滤器301b的出水经过紫外线装置503后进入清水舱601；然后经过出水管路802，打开阀门F12，经过超声波装置504，最后通过调节阀门F13和阀门F14分配水量后从设备的出水口排出或者排至河湖的循环系统管网的出水点。

[0113] 当待处理的水体水质很差时，根据本发明的实施例，漂浮式水处理设备采用应急水处理程序。图3所示的利用根据本发明的漂浮式水处理设备进行应急水处理时的内部水流流向。与图1所示的常规水处理程序不同，图3所示的应急水处理程序通过阀门控制，将药剂投放位置设置在混合舱，而将溶氧水输出到设备出水口附近的管路而与从蓄水单元输出的水相混合

[0114] 如图3所示，原水从漂浮式水处理设备侧面的进水格栅901进入混合舱100，同时投药泵501a将药剂箱502a中的药剂通过投药管路805投加到混合舱100的进水格栅901的进水处；经过混合舱100的特殊混合扰流结构，使药剂和原水充分的混合和反应；打开阀门F1，阀门F2，阀门F3，阀门F4，经混合舱100混合后的水经过进水管路801进入粗滤单元200。然后，一方面，经过粗滤单元200的水90％以上进入水泵302a和水泵302b，打开阀门F5，阀门F6，水经过水泵302a和水泵302b加压后进入精滤器301a和精滤器301b进行精密过滤；精滤器301a和精滤器301b的出水经过紫外线装置503后进入清水舱601，然后经过出水管路802，打开阀门F12，经过超声波装置504。另一方面，经过粗滤单元200后10％的水进入溶氧单元400生产超饱和溶氧水，具体过程为：打开阀门F9，通过溶氧水管路804，中级过滤器404，气泵401将含氧空气压入高压气水切割泵402，经高压气水切割泵402切割后的水成为具有超饱和溶氧的水，再经过气液稳定罐403，打开阀门F11，关闭阀门F10，将溶氧单元生产出来的超饱和溶氧水经过管路809再通过稳压混合阀405进入出水管路802，与清水舱601输出的水进行混合，使该水成为具有饱和溶氧的水。最后通过调节阀门F13和阀门F14分配水量后从设备的出水口排出或者排至河湖的循环系统管网的出水点。

[0115] 可选地，漂浮式水处理设备能够自动监控所处理水体的水质及水质变化，并且自动切换不同的水处理模式。例如，当因暴雨等原因，所处理的河湖水的水质急剧变差时，从常规水处理模式切换到应急水处理模式；经过一段时间的处理后，水质变好达到常规水处理的标准，则切换回常规水处理模式。

[0116] 根据本发明实施例的漂浮式水循环设备，可以通过阀门等对于内部水流的控制，来实现对于设备自身的反洗清理。可选地，该反洗清理主要是针对不易从外部进行清理的精滤单元及相关管路。

[0117] 例如，根据本发明的实施例，对于精滤器301b的反洗过程为：打开阀门F8，阀门F5，关闭阀门F7，使得从蓄水单元600输出的经过处理的水经过反洗水管路810进入水泵302b，水经过水泵302b加压后进入精滤器301b进行反洗，将精滤器301b中的污物清洗干净，清洗出来的污物可以通过排污管路803进行排放或进一步进行脱水后变成有用的有机肥料。图4示意性地示出了根据本发明实施例的对于水处理设备的精滤器301b的反洗过程。

[0118] 同理，根据本发明的实施例，对于精滤器301a的反洗过程为：打开阀门F7，阀门F6，关闭阀门F8，使得从蓄水单元600输出的经过处理的水经过反洗水管路810进入水泵302a，水经过水泵302a加压后进入精滤器301a进行反洗，将精滤器301a中的污物清洗干净，清洗出来的污物可以通过排污管路803进行排放或进一步进行脱水后变成有用的有机肥料。图5示意性地示出了根据本发明实施例的对于水处理设备的精滤器301a的反洗过程。

[0119] 可以通过设置反洗条件来自动启动上述反洗程序，例如，将反洗条件设置为精滤器301a或精滤器301b的压力高于设定的反洗压力，或精滤器301a或精滤器301b连续正常水处理运行达到设定的反洗时长。

[0120] 根据本发明实施例的漂浮式水处理设备，可以用所载的燃油发电机提供动力，也可以采用水流作为动力，用风力发电机提供动力，还可以用太阳能电池板提供动力。用非化石燃料燃烧的方式提供动力，可以更加环保，且不会对水体造成任何的二次污染。

[0121] 根据本发明实施例的漂浮式水处理设备，将多个水处理单元高度集成在一个成套设备内，具有节约投资，水处理效果好，运行费用低，容易实现等优点；此外，根据本发明实施例的漂浮式水处理设备和水处理方法，可以通过制造超饱和溶氧水，将超饱和溶氧水与原水进行充分混合，让原水成为饱和溶氧水，从而提高水的含氧量改善水质，同时提高水中的悬浮物、藻类、BOD、COD以及氨氮等水处理需要去除的物质的去除率；根据本发明实施例的漂浮式水处理设备和水处理方法，还可以在原水水质恶化时开启应急水处理程序，通过在混合舱投加高分子絮凝剂等一类药剂，大大提高水中的悬浮物、藻类、BOD、COD以及氨氮等水处理需要去除的物质的去除率，并且将超饱和溶氧水与处理后的清水进行混合后循环，使循环水量提高15％，从而提高水处理效果和效率，快速恢复恶化的水体；根据本发明实施例的漂浮式水处理设备，还能够实现反洗功能，节省拆卸清理的工序和成本。

[0122] 根据本发明实施例的漂浮式水处理设备，可以与设置于水体内或周围的生态水处理设施等一起，共同构建自动管理和运行的水处理系统。

[0123] 以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

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漂浮式水处理设备、水处理方法及该设备的反洗方法

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