用于小社區(qū)分布式水供應(yīng)的獨(dú)立集成式水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[00011 本申請是申請?zhí)枮?01010208513.3母案的分案申請。該母案的申請日為2010年6 月11日；發(fā)明名稱為"用于小社區(qū)分布式水供應(yīng)的獨(dú)立集成式水處理系統(tǒng)"。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及用于小社區(qū)分布式水供應(yīng)的獨(dú)立集成式水處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003] 清潔的水為世界上日益缺乏的日用品，特別是在發(fā)展中國家是嚴(yán)重的問題。大多 數(shù)現(xiàn)有的水處理系統(tǒng)需要復(fù)雜昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施，包括大裝置、化學(xué)供應(yīng)和儲存設(shè)備、電能和 機(jī)器來支持公共水處理，這種基礎(chǔ)設(shè)施通常不能用于小社區(qū)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供以下（1)-(25):
[0005] (1).用于分布式水供應(yīng)的獨(dú)立集成式水處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0006] 經(jīng)過濾的輸入，其用于接受和處理水；
[0007] 凝聚系統(tǒng)，其可操作地連接至所述經(jīng)過濾的輸入，其中使用凝聚系統(tǒng)通過凝聚工 序加工經(jīng)過濾的水，以在所述水中產(chǎn)生針絮凝物懸浮物；
[0008] 陳化緩沖儲罐，其可操作地連接至所述凝聚系統(tǒng)，其中所述針絮凝物在水中聚集 成較大尺寸；
[0009] 螺旋分離器，其可操作地連接至所述陳化緩沖儲罐，其中將水分離成兩股水流，第 一水流中大多數(shù)絮凝物被除去，而第二水流中包括濃縮量的絮凝物；
[0010] 滅菌系統(tǒng)，其可操作地連接至所述螺旋分離器，且被設(shè)置為接受所述第一水流并 對所述第一水流實施滅菌操作；
[0011] 輸出，其用于將來自所述滅菌系統(tǒng)的水輸出作為可飲用水;和
[0012] 動力供應(yīng)，其用于為所述獨(dú)立的集成式水處理系統(tǒng)提供所需的所有動力。
[0013] (2).上述（1)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括可操作地連接至所述滅菌系統(tǒng)的過濾設(shè)施， 以在通過所述滅菌系統(tǒng)將來自所述陳化緩沖儲罐的第一水流的水滅菌之前接受所述水。
[0014] (3).上述(1)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括可操作地連接至所述凝聚系統(tǒng)、所述陳化緩 沖儲罐、所述螺旋分離器和所述滅菌系統(tǒng)中的至少一個的動力供應(yīng)系統(tǒng)。
[0015] (4).上述(3)的系統(tǒng)，其中所述動力供應(yīng)系統(tǒng)為太陽能動力供應(yīng)系統(tǒng)。
[0016] (5).上述(1)的系統(tǒng)，其中所述凝聚系統(tǒng)為電凝聚系統(tǒng)。
[0017] (6).上述(1)的系統(tǒng)，其中所述凝聚系統(tǒng)為化學(xué)凝聚系統(tǒng)。
[0018] (7).上述(1)的系統(tǒng)，其中所述螺旋分離器根據(jù)尺寸分離絮凝物。
[0019] (8).上述（1)的系統(tǒng)，其中所述陳化儲罐產(chǎn)生的絮凝物的大小等于或大于所述螺 旋分離器的截留尺寸。
[0020] (9).上述（1)的系統(tǒng)，其中設(shè)置所述螺旋分離器為將等于或大于所述截留尺寸的 絮凝物移至所述第二水流。
[0021] (10).上述（1)的系統(tǒng)，其中所述凝聚系統(tǒng)為成品系統(tǒng)，且所述滅菌系統(tǒng)為成品系 統(tǒng)。
[0022] (11).上述(1)的系統(tǒng)，其中用于運(yùn)行所述系統(tǒng)的所有動力來自太陽能動力供應(yīng)。
[0023] (12).上述(1)的系統(tǒng)，其中用于運(yùn)行所述系統(tǒng)的所有動力來自風(fēng)力渦輪。
[0024] (13).上述（1)的系統(tǒng)，其中用于運(yùn)行所述系統(tǒng)的所有動力來自水力發(fā)電動力供 應(yīng)。
[0025] (14).上述（1)的系統(tǒng)，其中將所述電力儲存在電池系統(tǒng)中，使得所述水處理單元 的運(yùn)行可獨(dú)立于所述動力供應(yīng)的運(yùn)行。
[0026] (15).上述（1)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括可操作地連接至所述凝聚系統(tǒng)和所述陳化 緩沖儲罐的螺旋混合器，其中將來自所述凝聚系統(tǒng)的水提供給所述螺旋混合器，并將來自 所述螺旋混合器的水提供給所述陳化緩沖儲罐。
[0027] (16).上述（1)的系統(tǒng)，其中所述滅菌系統(tǒng)包括分散在水中的Ti02,所述已分散的 Ti02通過所述螺旋分離器回收。
[0028] (17).上述(1)的系統(tǒng)，其中所述滅菌系統(tǒng)包括涂覆在所述螺旋分離器的內(nèi)表面上 的Ti〇2。
[0029] (18).上述（1)的系統(tǒng)，其中定制在所述螺旋混合器中的剪切速率，以生產(chǎn)在所述 陳化緩沖儲罐中快速聚集的具有給定的均勻性的致密絮凝物。
[0030] (19).上述(1)的系統(tǒng)，其中所述螺旋混合器的剪切速率與在所述陳化緩沖儲罐中 的緩慢混合剪切速率匹配，以防止所述絮凝物分裂。
[0031] (20).通過使用獨(dú)立集成式水處理系統(tǒng)來處理水的方法，所述方法包括：
[0032] 過濾提供給輸入的水；
[0033] 通過凝聚系統(tǒng)對經(jīng)過濾的水進(jìn)行凝聚工序，以從所述水中除去物質(zhì)，所述凝聚系 統(tǒng)可操作地連接至經(jīng)過濾的輸入；
[0034] 在水中產(chǎn)生絮凝物，將水容納在可操作地連接至所述凝聚系統(tǒng)的陳化緩沖儲罐 中；
[0035] 通過運(yùn)行可操作地連接至所述陳化緩沖儲罐的螺旋分離器，將水分離成兩股水 流，所述兩股水流包括除去大多數(shù)絮凝物的第一水流和包括濃縮量的絮凝物的第二水流；
[0036] 通過滅菌系統(tǒng)對水實施滅菌操作，所述滅菌系統(tǒng)可操作地連接至所述螺旋分離器 且被設(shè)置為接受所述第一水流;和
[0037 ]將來自所述滅菌系統(tǒng)的水輸出作為可飲用水。
[0038] (21).上述（17)的系統(tǒng)或（20)的方法，所述方法還包括在將來自所述螺旋分離器 的第一水流的水滅菌之前，通過可操作地連接至所述滅菌系統(tǒng)的過濾設(shè)施過濾所述第一水 流。
[0039] (22).上述（17)的系統(tǒng)或（20)的方法，所述方法包括通過太陽能動力供應(yīng)系統(tǒng)為 所述凝聚系統(tǒng)、所述陳化緩沖儲罐、所述螺旋分離器和所述滅菌系統(tǒng)中的至少一個提供動 力。
[0040] (23).上述(17)的系統(tǒng)或(20)的方法，其中所述凝聚系統(tǒng)為電凝聚系統(tǒng)。
[0041] (24).上述(17)的系統(tǒng)或(20)的方法，其中所述螺旋分離器根據(jù)尺寸分離絮凝物。
[0042] (25).上述（17)的系統(tǒng)或（20)的方法，其中用于操作所述水處理裝置所需的所有 或部分動力通過集成式動力供應(yīng)來供應(yīng)。
【附圖說明】
[0043]圖1描述根據(jù)本申請的構(gòu)思的用于分布式水供應(yīng)的獨(dú)立集成式水處理系統(tǒng)的模塊 圖；
[0044]圖2提供了描述電凝聚系統(tǒng)的操作的更詳細(xì)的圖；
[0(Η5]圖3是流體通道的圖示；
[0046] 圖4A和圖4B顯示速率曲線和壓力曲線的圖；
[0047]圖5是本申請描述的實施方案的一種形式的流體分離設(shè)備的說明；
[0048] 圖6為圖5的流體分離設(shè)備的另一說明；
[0049] 圖7表示流動通過通道的中性漂浮顆粒和作用于它們上面的力；
[0050] 圖8闡述可用于本申請的系統(tǒng)的紫外線滅菌系統(tǒng)的透視剖面圖；
[0051] 圖9說明根據(jù)本申請的構(gòu)思的用于分布式水供應(yīng)的獨(dú)立集成式水處理系統(tǒng)的一個 實施方案;和
[0052] 圖10說明根據(jù)本申請的構(gòu)思的用于分布式水供應(yīng)的獨(dú)立的集成式水處理系統(tǒng)的 另一實施方案。
【具體實施方式】
[0053] 圖1說明根據(jù)本申請的構(gòu)思的獨(dú)立集成式水處理系統(tǒng)100的模塊圖。將來自基礎(chǔ)水 源(例如池塘、小溪、江、湖、河口、井、存儲罐或其他位置）的輸入水102在過濾/篩濾輸入處 提供給系統(tǒng)100,其中輸入過濾器/篩設(shè)施104的開孔具有一定的尺寸，以捕獲超過某一尺寸 的顆粒(例如，取決于儀器，開孔的尺寸可阻斷尺寸大于2_或5_的顆粒）。隨后將經(jīng)篩濾的 水通向電凝聚(EC)系統(tǒng)106,將該系統(tǒng)設(shè)計為作用于水，以通過產(chǎn)生(小的)針絮凝物而除去 不期望的懸浮固體。隨后將充滿針絮凝物的水提供給陳化緩沖儲罐108,其中，顆粒進(jìn)一步 聚集以形成更成熟的（更大的）絮凝物。具體而言，緩沖儲罐包括混合方案用于更快形成絮 凝物。在適當(dāng)?shù)年惢瘯r間后，將含有已形成的絮凝物質(zhì)的水通向螺旋分離器110。設(shè)計螺旋 分離器110以從水中分離出超過某一尺寸的絮凝物。隨后，將已除去絮凝物的水流通過任選 的過濾器112,隨后進(jìn)行紫外(UV)滅菌系統(tǒng)114。具有已分離的絮凝物的水流，即，未通向過 濾器或UV滅菌系統(tǒng)114的水，從系統(tǒng)100中出來進(jìn)入廢液流或存儲罐116。
[0054] 任選提供的最終過濾/篩濾設(shè)施112除去可能偶然通過前面的工序的顆粒?？蛇x擇 過濾器以滿足美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)關(guān)于顆粒介質(zhì)過濾器(GMF)的要求以及其他國家的其 他環(huán)境要求。剛分離后的水品質(zhì)可能已超過規(guī)章的標(biāo)準(zhǔn)，在這種情況下，過濾器用于確保避 免異常操作階段，例如流動波