模块化的水净化系统技术方案

用于水处理的系统(20、70)包括多个箱(22、24、26、80)，这些箱被构造成彼此堆叠以用于运输，并且在水处理场所处以不同的、各自的高度被部署成一排。每个箱包括位于箱的第一侧处的入口(37、86)和位于箱的与第一侧相对的第二侧处的出口(88)。箱填充有基质(36、38、40)，该基质被构造用于在其中种植水生植物(60)，并且包括至少不同的第一基质和第二基质，以用于分别填充第一箱和第二箱。管道包括至少用于连接到第一箱的入口的入口管(34)、用于在第一箱的出口与第二箱的入口之间连接的传送管(64、66)以及用于连接到第二箱的出口的出口管(41)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块化的水净化系统相关申请的交叉引用本申请要求于2018年8月26日提交的美国临时专利申请62/722,905的权益，该美国临时专利申请通过引用并入本文。专利
本专利技术总体上涉及水净化，并且尤其涉及用于生物水净化的系统和方法。背景全世界近十亿人无法获得饮用水源的可靠来源。同时，由于缺乏经济适用的处理方案，世界各地许多地方产生的污水被丢弃或以未受控制的方式再利用，从而延续了水源污染的恶性循环。淡水供应的污染和枯竭在位于发展中国家的农村村落中尤为严重。随着距离大城市距离的增加，通往中央水分配网的管线变得极其昂贵，而且许多地区仍然依赖本地水源，诸如水井和河流。通常，污水处理无论如何都是通过开放的氧化塘或掩埋来完成的，因此由于生物污染物的处理不当，本地居民遭遇健康危害。用于本地水净化和污水处理的更复杂的系统由于它们的成本、复杂性和能量消耗而总体上超出了这些地区的能力范围。概述下文描述的本专利技术的实施例提供了用于水净化的改进的系统和方法。因此，根据本专利技术的实施例，提供了一种用于水处理的系统，该系统包括多个箱(container)，该多个箱包括至少第一箱和第二箱，该多个箱被构造成彼此堆叠以用于运输，并且在水处理场所处以不同的、各自的高度被部署成一排，使得第一箱以第一高度部署，并且第二箱靠近第一箱以低于第一高度的第二高度部署。每个箱包括位于箱的第一侧处的入口和位于箱的与第一侧相对的第二侧处的出口。被构造用于在其中种植水生植物的基质包括至少不同的第一基质和第二基质，以用于分别填充第一箱和第二箱。管道包括至少用于连接到第一箱的入口的入口管、用于在第一箱的出口与第二箱的入口之间连接的传送管以及用于连接到第二箱的出口的出口管。在公开的实施例中，箱是矩形的，并且至少三米长且两米宽，并且可以至少五米长。在公开的实施例中，多个箱包括第三箱，该第三箱被构造成靠近第二箱以低于第二高度的第三高度部署。在一些实施例中，箱包括安装机构，该安装机构被设置在箱的各拐角的上侧和下侧处，并且被构造成在运输期间将堆叠的箱保持在一起，并且被构造成被释放以便允许对系统进行部署。在公开的实施例中，箱包括底表面和网状底板(meshflooring)，该网状底板被设置在底表面上方的预定高度处，并且被构造成保持被填充到箱中的基质，从而允许水流过箱中的位于网状底板下方的空间。附加地或可替代地，一个或更多个竖直的隔板被构造用于插入到箱中的至少一个箱中，以便将箱中的至少一个箱划分成多个隔室，这些隔室被构造成容纳不同的基质。在一些实施例中，箱中的至少一个箱包括邻近出口的可调节的平衡罐(equalizationtank)，以用于控制箱中的至少一个箱中的水位。在一个实施例中，平衡罐包括具有入口端部和出口端部的管，该管在入口端部与出口端部之间具有弯曲部(bend)，其中出口端部可旋转地连接到出口，由此入口端部的高度可通过使出口端部围绕出口旋转来进行调节。可替代地，平衡罐包括虹吸管，该虹吸管被连接到出口，并且被构造成引起箱中的至少一个箱中水位的快速变化，从而给箱中的至少一个箱中的基质充气(aerate)。在公开的实施例中，第一箱被构造成用作沉降室，以用于从输入到系统的水中分离固体。典型地，不同的基质选自由以下项组成的组合物的组：白云石、碳质聚集体(carbonaceousaggregates)、玄武岩、石灰华、粘土(claybid)、火成岩聚集体(igneousaggregate)、泥炭、有机堆肥和树皮。根据本专利技术的实施例，还提供了一种用于水处理的方法，该方法包括在卡车底座(truckbed)上将多个箱运送到水处理场所，这些箱包括至少第一箱和第二箱，这些箱彼此堆叠在卡车底座上，每个箱包括位于箱的第一侧处的入口和位于箱的与第一侧相对的第二侧处的出口。箱在水处理场所处以不同的、各自的高度部署成一排，使得第一箱以第一高度部署，并且第二箱靠近第一箱以低于第一高度的第二高度部署。入口管被连接以将水处理场所处的被污染的水运送到第一箱的入口。传送管被连接在第一箱的出口与第二箱的入口之间。出口管被连接以从第二箱的出口抽取净化水。部署好的箱填充有基质，这些基质包括分别在第一箱和第二箱中的至少不同的第一基质和第二基质。多种不同类型的水生植物被种植在箱中的基质中。从下面连同附图一起对本专利技术的实施例的详细描述将更充分地理解本专利技术，其中：附图简述图1是根据本专利技术的实施例的水净化系统的示意性的形象化图示；图2是示出了根据本专利技术的实施例的处于运输构型的水净化系统的示意性的形象化图示；图3是示出了根据本专利技术的实施例的图2的水净化系统从其运输构型拆卸的示意性分解视图；图4是示出了根据本专利技术的实施例的水净化系统的部署和运行的示意性的形象化图示；图5是根据本专利技术的另一个实施例的水净化系统的示意性的形象化图示；图6是根据本专利技术的实施例的水净化模块的示意性的形象化图示；图7和图8是根据本专利技术的实施例的图6的水净化模块的示意性剖切视图；图9是根据本专利技术的实施例的图6的水净化模块的示意性前视图；以及图10是根据本专利技术的实施例的水净化模块中的出口虹吸管的示意性的形象化图示。具体实施方式综述本专利技术的实施例提供了一种基于自然生物过程运行的便携式的、可持续的水净化系统。该系统可以简单且快速地安装在基本上任何可接近的位置处，需要较少维护或不需要维护，而且不消耗能源。该系统包括箱，这些箱可以被堆叠在平板卡车的后部上并且在其上被输运，并且随后在现场分离和拆分。这些箱被部署以创建级联顺序的池(cascadedsequenceofpools)，以用于使用水生植物、特殊的砾石和其他基质以及专用的天然添加剂进行水处理。该系统是经济适用的并且是环境友好型的，仅需要最低限度的专业知识来安装和维护，并且可以应用于任何气候和环境中。因此，该系统为许多地点和情况提供了解决方案，而不需要特殊的基础设施、复杂的土方工程或专业人员。一旦部署好，则该系统在其入口处接收废水，并在其出口处产生连续的净化水供应。系统的净化水平和流动速率可以被调整，以适应废水的质量(从轻微污染的径流水到实际污水)以及所需的输出水的纯度。根据预期用途，可以针对不同程度的水净化来选择和优化在按顺序的池中的每个池中要使用的基质、添加剂、水文和植物的选择。例如，在典型的运行条件下，包括三个池、具有约为40m2的总面积的系统，每天可以从附近轻微污染的水井、湖泊、河流或含水层中供应多达35立方米的饮用水。类似的系统每天可以处理多达12立方米的生活污水以用于灌溉的目的，或者每天处理多达约四立方米的生活污水以用于直接由人再利用。本专利技术的实施例中使用的级联池被制造成作为基于箱的模块化系统的部件：在一些实施例中，当箱是堆叠的时，所得的单元具有标准运输集装箱(shippingcontainer)的形状和尺寸，或者可以方便地装入到这样的集装箱中。因此，该系统可以使用现有的运输基础设施进行远距离的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水处理的系统，包括：/n多个箱，所述多个箱包括至少第一箱和第二箱，所述多个箱被构造成彼此堆叠以用于运输，并且在水处理场所处以不同的、各自的高度被部署成一排，使得所述第一箱以第一高度部署，并且所述第二箱靠近所述第一箱以低于所述第一高度的第二高度部署，每个箱包括位于所述箱的第一侧处的入口和位于所述箱的与所述第一侧相对的第二侧处的出口；/n基质，所述基质被构造用于在所述基质中种植水生植物，并且包括至少不同的第一基质和第二基质，以用于分别填充所述第一箱和所述第二箱；以及/n管道，所述管道包括至少用于连接到所述第一箱的所述入口的入口管、用于在所述第一箱的所述出口与所述第二箱的所述入口之间连接的传送管以及用于连接到所述第二箱的所述出口的出口管。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180826 US 62/722,9051.一种用于水处理的系统，包括：
多个箱，所述多个箱包括至少第一箱和第二箱，所述多个箱被构造成彼此堆叠以用于运输，并且在水处理场所处以不同的、各自的高度被部署成一排，使得所述第一箱以第一高度部署，并且所述第二箱靠近所述第一箱以低于所述第一高度的第二高度部署，每个箱包括位于所述箱的第一侧处的入口和位于所述箱的与所述第一侧相对的第二侧处的出口；
基质，所述基质被构造用于在所述基质中种植水生植物，并且包括至少不同的第一基质和第二基质，以用于分别填充所述第一箱和所述第二箱；以及
管道，所述管道包括至少用于连接到所述第一箱的所述入口的入口管、用于在所述第一箱的所述出口与所述第二箱的所述入口之间连接的传送管以及用于连接到所述第二箱的所述出口的出口管。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述箱是矩形的，并且至少三米长且两米宽。


3.根据权利要求2所述的系统，其中所述箱至少五米长。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个箱包括第三箱，所述第三箱被构造成靠近所述第二箱以低于所述第二高度的第三高度部署。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述箱包括安装机构，所述安装机构部署在所述箱的各个拐角的上侧和下侧处，并且所述安装机构被构造成在运输期间将堆叠的箱保持在一起，并且被构造成被释放以便允许对所述系统进行部署。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述箱包括底表面和网状底板，所述网状底板被设置在所述底表面上方的预定高度处，并且被构造成保持被填充到所述箱中的所述基质，从而允许水流过所述箱中的位于所述网状底板下方的空间。


7.根据权利要求1所述的系统，并且包括一个或更多个竖直的隔板，所述一个或更多个竖直的隔板被构造用于插入到所述箱中的至少一个箱中，以便将所述箱中的至少一个箱划分成多个隔室，所述多个隔室被构造成容纳所述基质中的不同的基质。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其中所述箱中的至少一个箱包括邻近所述出口的可调节的平衡罐，以用于控制所述箱中的至少一个箱中的水位。


9.根据权利要求8所述的系统，其中所述平衡罐包括具有入口端部和出口端部的管，所述管在所述入口端部与所述出口端部之间具有弯曲部，其中所述出口端部可旋转地连接到所述出口，由此所述入口端部的高度能够通过使所述出口端部围绕所述出口旋转来调节。


10.根据权利要求8所述的系统，其中所述平衡罐包括虹吸管，所述虹吸管被连接到所述出口，并且被构造成引起所述箱中的至少一个箱中的水位的快速变化，从而给所述箱中的至少一个箱中的基质充气。


11.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其中所述第一箱被构造成用作沉降室，以用于从输入到所述系统的水中分离固体。


12.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其中不同的基质选自由以下项组成的组合物的组：白云石、碳质聚集体、玄武岩、石灰华、粘土、火成岩聚集体、泥炭、有机堆肥和树皮。


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【专利技术属性】
技术研发人员：多伦·依里亚胡·科恩，
申请(专利权)人：阿亚拉皮恩比斯有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL