蓋（3904)可取代迷你生物沙過濾器蓋。
[0135] 當水和絮凝化學藥劑被加入絮凝箱（3900)時，可用戽斗（3906)對它們進行攪拌。 當絮凝過程進行之際，戽斗（3906)可存放在絮凝箱（3900)中，可能如同圖41最佳顯示的， 戽斗的勺部嵌套在絮凝箱（3900)的集水區(qū)域（3908)中。當水中的顆粒凝結(jié)并沉淀至箱底 部時，它們通過箱的傾斜壁（3910)被引導(dǎo)落入集水區(qū)域（3908)中。本實施例中，壁的角度 設(shè)置成距水平方向最小30度，以幫助確保沉淀物會落入集水區(qū)域（3908)中。在替代實施 例中，壁的角度可設(shè)置為不同角度。
[0136] 當凝結(jié)和沉淀過程完成時，戽斗（3906)可能裝滿了顆粒。出口閥（3912)位于戽斗 (3906)中的沉淀顆粒層的上方。因此，出口閥（3912)的高度將會決定由集水區(qū)域（3908) 所捕獲的沉淀顆粒的體積。任選地，出口閥（3912)的高度可被調(diào)整，或可添加額外的出口 端口?？赡苋鐖D41最佳顯示，用戶可致動閥手柄（3914)以打開出口閥（3912)并容許水從 戽斗（3906 )中的沉淀物上方排出。在本實施例中，從出口閥（3912 )排出的水直接流入迷你 生物沙過濾器系統(tǒng)，其接著如上所述操作以進一步過濾并處理水。出口閥的設(shè)計使得水流 維持在慢到不足以擾動動集水/屛斗區(qū)域中的沉淀物的流速。在替代實施例中，出口閥可 流到不同的過濾器系統(tǒng)或儲存容器內(nèi)。參照圖42,戽斗可從集水區(qū)移開以便清空收集到的 沉淀物，或?qū)⑿跄瘜W劑攪拌到未處理的水中。
[0137] 箱出口的結(jié)構(gòu)，尤其是出口閥端口周圍近似豎直的壁（3916 )，被配置成最小化在 凝結(jié)過程期間所形成的絮凝沉積。出水結(jié)構(gòu)的側(cè)邊被放置并傾斜，以便當絮凝物累積在戽 斗所服務(wù)的集水部位時，使絮凝物的運動轉(zhuǎn)向遠離出口閥的進入端口。
[0138] 參照圖43，更詳細地描述出口閥組件（3918 )。本實施例中，出口閥組件（3918 )包 括閥體（3930)、拉座（3926)、固定螺絲（3928)、閥手柄（3914)、閥拉桿組件（3920)、閥止動 器（3922)、閥彈簧（3924)以及閥體插件（3932)。閥拉桿組件具有用于微調(diào)長度的螺紋端部 與調(diào)整螺母。隨著手柄（3914)被致動，閥止動器（3922)將出口閥拔去并容許水流動。閥彈 簧（3924)用來重設(shè)閥止動器。在替代實施例中，可實施使用額外、不同或更少部件的其他 出口閥組件的構(gòu)造。
[0139] XII.泡沫材料結(jié)構(gòu) 生物沙過濾系統(tǒng)可通過使水流經(jīng)在沙礫床表面上形成的生物層而減少水中微生物濃 度。這些系統(tǒng)會用到大量的沙礫以過濾水，使得它們很重，難以清洗、運輸和維護。舉例來 說，要運送大量沙子會很麻煩，并且在某些地方，可能難以在當?shù)孬@得沙子。
[0140] 在一個結(jié)構(gòu)中，沙子的某些或全部可用一或多個泡沫材料過濾器元件取代。泡沫 材料較輕、更易于生產(chǎn)并且更易于從集中化地點運出。安裝過程也會更簡單，并可由沒有經(jīng) 驗的人實施。
[0141] 生物層在泡沫材料頂部形成，并導(dǎo)致出水處的顆粒濃度明顯降低。
[0142] 本實施例中的泡沫材料孔密度約為每英寸100孔。在替代實施例中，孔密度可依 據(jù)應(yīng)用調(diào)整。可使用多層泡沫材料以填充容器的容積。為了控制流速與面速度，可在出水 口或軟管上安裝限制孔。聚氨酯泡沫材料能多年保持穩(wěn)定，并且不會被微生物消耗。進一 步，其已有配方能通過NSF認證用于和水接觸。
[0143] 包括泡沫材料過濾器的示范性過濾器系統(tǒng)在圖44和46中示出。過濾系統(tǒng)包括箱 (4404)、蓋（4400)、擴散器層（4406)、生物層（4408)以及聚氨酯泡沫材料（4410)。本實施例 中，聚氨酯泡沫材料被切成塊，以易于堆放和裝入錐形箱內(nèi)。替代地，可使用單獨一個錐形 泡沫材料塊。雖然在所示實施例中使用一些塊，但也可依據(jù)應(yīng)用或與水箱的交互作用而采 用不同形狀與尺寸的泡沫材料。未處理的水被倒入箱的頂部（4402)并經(jīng)由出水管（4412) 離開箱，進入已處理水的儲存容器（4414)。
[0144] 圖45所示的替代實施例中，可在泡沫材料堆層頂上添加淺淺一層沙（4500)，以促 進有機層更好地形成。雖然圖44和圖45的實施例中顯示的是多層泡沫材料，但在替代實 施例中也可用單獨一層淺的泡沫材料，這可降低系統(tǒng)的總體高度。
[0145] 另一替代實施例中，可將泡沫材料片卷成圓柱并加帽而形成徑向流動過濾器元 件。徑向流動過濾器塊在圖19和20A-20B中示出，并如前文所述。如上所述，過濾器塊是 由沙或活性碳構(gòu)成，被壓制并用超高分子量聚乙烯粘合劑保持在一起。本實施例中，徑向過 濾器塊可由卷成圓柱并在端部加帽的泡沫材料片構(gòu)成。用過濾器塊三通管或任何其他過濾 器連接系統(tǒng)，可添加額外的過濾器塊以將系統(tǒng)按比例放大成任何尺寸。
[0146] 徑向流動泡沫材料過濾器塊的示范性構(gòu)造在圖47中示出。一個實施例中，該方法 包括以下步驟：1)將泡沫材料片卷成圓柱（4700) ;2)沿接縫膠粘（4702) ;3)將封閉的端帽 膠粘到圓柱一端（4704);以及4)將具有管接頭的開放端帽膠粘至泡沫材料圓柱的另一端 (4706 )。在替代實施例中，可使用不同方法制作泡沫材料過濾器塊，包括額外或較少部件以 及額外或較少步驟。
[0147] 可使用預(yù)過濾器介質(zhì)來覆蓋端流動結(jié)構(gòu)或徑向流動結(jié)構(gòu)的表面，以便允許更容易 地清潔并減少泡沫材料孔的堵塞。
[0148] 在替代實施例中，其他泡沫的或多孔的材料或結(jié)構(gòu)可取代上述的聚合物泡沫材 料。舉例來說，可使用通過熔合某種材質(zhì)小珠所制成的玻璃、金屬或其他基質(zhì)。一個示范性 的實施例包括porex燒結(jié)聚乙稀，其也可作為支撐物用于生物構(gòu)造（bio-formation)。
[0149] 以上是本發(fā)明的當前實施例的描述。在不背離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神 及更廣方面的情況下，可有許多變異及改變，權(quán)利要求應(yīng)根據(jù)包括等同原則在內(nèi)的專利法 原理進行解釋。以單數(shù)指稱的任何元素，例如用冠詞"一、""一個"、"該"或"所述"指稱的 任何元素，不應(yīng)理解為將該元素限制為單數(shù)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于處理水的重力供水處理系統(tǒng)，包括： 絮凝系統(tǒng)，所述絮凝系統(tǒng)包括用于接收水的絮凝系統(tǒng)入口和用于配送經(jīng)絮凝劑處理的 水的絮凝系統(tǒng)出口，所述絮凝系統(tǒng)包括絮凝箱，所述絮凝箱與絮凝劑一起使用以便促使所 述絮凝箱中的水中懸浮的顆粒凝結(jié)和沉淀； 泡沫材料過濾器系統(tǒng)，所述泡沫材料過濾器系統(tǒng)具有用于接收水的泡沫材料過濾器系 統(tǒng)入口和用于配送經(jīng)泡沫材料過濾的水的泡沫材料過濾器系統(tǒng)出口，所述泡沫材料過濾器 系統(tǒng)包括泡沫材料過濾器元件，所述泡沫材料過濾器元件具有位于所述泡沫材料過濾器元 件上或內(nèi)的生物層，用于將微生物和顆粒從水中過濾出來，所述泡沫材料過濾器系統(tǒng)具有 限制孔，用于限制通過所述泡沫材料過濾器元件的水的流速和面速度； 加氯系統(tǒng)，所述加氯系統(tǒng)包括用于接收水的加氯器入口、與氯源一起使用以對水進行 消毒的加氯室以及用于配送加氯的水的加氯器出口； 碳過濾器系統(tǒng)，所述碳過濾器系統(tǒng)具有用于接收加氯的水的碳過濾器系統(tǒng)入口和用于 配送經(jīng)碳過濾的水的碳過濾器系統(tǒng)出口，所述碳過濾器系統(tǒng)具有活性碳過濾器，用于從加 氯的水去除氯；和 重力供水處理系統(tǒng)出口，用于配送已經(jīng)經(jīng)過所述絮凝系統(tǒng)、所述泡沫材料過濾器系統(tǒng)、 所述加氯系統(tǒng)和所述碳過濾器系統(tǒng)的已處理的水。2. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述泡沫材料過濾器系統(tǒng)包括另外 的泡沫材料過濾器元件和另外的限制孔，所述另外的限制孔用于限制通過所述另外的泡沫 材料過濾器元件的水的流速和面速度。3. 如權(quán)利要求2所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述泡沫材料過濾器元件和所述另 外的泡沫材料過濾器元件是徑向流動過濾器。4. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述泡沫材料過濾器系統(tǒng)包括位于 所述泡沫材料過濾器元件與所述泡沫材料過濾器入口之間的沙層。5. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述泡沫材料過濾器系統(tǒng)包括覆蓋 所述泡沫材料過濾器元件的預(yù)過濾器介質(zhì)。6. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述泡沫材料過濾器元件具有約每 英寸100孔的孔隙度。7. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述加氯系統(tǒng)氧化所述水中的砷。8. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述加氯系統(tǒng)將所述水中的砷從+3 價氧化到+5價。9. 如權(quán)利要求8所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，+5價的砷比+3價的砷被所述活性碳 壓制塊過濾器更有效地去除。10. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述加氯室是透明的，允許用戶在 不訪問所述加氯器設(shè)備的情況下看到還剩多少所述氯源。11. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述加氯系統(tǒng)可釋放地安裝在所述 泡沫材料過濾器系統(tǒng)出口附近。12. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述碳過濾器系統(tǒng)包括與所述活性 碳過濾器并聯(lián)的另外的活性碳過濾器。13. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述活性碳為約80%到90%重量的 過濾器介質(zhì)與10%到20%重量的聚合物粘合劑。14. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述絮凝劑系統(tǒng)出口安裝在所述箱 的壁中，位于高于絮凝的沉淀期間所累積的沉積物的預(yù)期深度的高度。15. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，包括用于儲存已處理的水的安全水儲存 容器。16. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，包括手動栗，所述手動栗安裝在所述重力 供水處理系統(tǒng)出口上，以提高通過所述重力供水處理系統(tǒng)出口汲取的水的流速。17. 如權(quán)利要求1所述的重力供水處理系統(tǒng)，其中，所述絮凝劑包括明礬和聚氯化鋁中 的一種或多種。18. -種使用重力供水處理系統(tǒng)處理水的方法，所述方法包括如下步驟： 提供未處理的水； 用于絮凝劑處理所述未處理的水，以促進水中懸浮的顆粒凝結(jié)和沉淀； 通過使水經(jīng)過泡沫材料過濾器元件和位于所述泡沫材料過濾器元件上或內(nèi)的生物層 而將微生物和顆粒從水中過濾出來； 使用限制孔來控制水的流速和面速度，所述限制孔限制經(jīng)過所述泡沫材料過濾器元件 的水流； 使用加氯系統(tǒng)對水進行加氯； 使用活性碳過濾器對水進行過濾，所述活性碳過濾器包括過濾器介質(zhì)和聚合物粘合 劑；以及 配送已經(jīng)被絮凝劑處理的、經(jīng)過所述泡沫材料過濾器元件上或內(nèi)的生物層的、被加氯 的且經(jīng)過所述活性碳過濾器的水。19. 如權(quán)利要求18所述的方法，包括將已處理的水儲存在安全水儲存容器中。20. 如權(quán)利要求18所述的方法，包括使用位于所述重力供水處理系統(tǒng)的出口上的栗來 配送水。21. 如權(quán)利要求18所述的方法，包括使用位于所述入口和所述泡沫材料過濾器元件之 間的濾水器來濾水，以將大顆粒從水中過濾出來。22. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述過濾微生物和顆粒的步驟包括使水經(jīng)過位 于所述泡沫材料過濾器元件之前的沙層，其中，使水經(jīng)過所述沙層而將顆粒和微生物截獲 在其內(nèi)。23. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述過濾微生物和顆粒的步驟包括使水經(jīng)過覆 蓋所述泡沫材料過濾器元件的表面的預(yù)過濾器介質(zhì)。24. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述絮凝劑包括明礬和聚氯化鋁中的一種或多 種。
【專利摘要】一種便攜式水處理系統(tǒng)包括至少一個處理水的子系統(tǒng)，所述子系統(tǒng)包括絮凝系統(tǒng)（1504）、生物沙過濾器系統(tǒng)（1510）和加氯脫氯系統(tǒng)（1514）。水處理系統(tǒng)可包括用于處理水的多個子系統(tǒng)，其彼此之間供輸。沙過濾器系統(tǒng)可包括迷你生物沙過濾器、泡沫材料過濾器或壓制塊過濾器。絮凝系統(tǒng)可包括促使沉積的顆粒朝向集水區(qū)的箱底和去除所沉積顆粒的戽斗。在所述水處理系統(tǒng)中可包括手動泵或虹吸管。
【IPC分類】C02F9/04
【公開號】CN105152392
【申請?zhí)枴緾N201510503182
【發(fā)明人】R.W.屈寧, T.L.勞岑黑澤, R.M.小泰勒, W.T.小斯托納, K.E.康拉德, K.J.范德庫伊, B.S.比爾斯, R.D.尚珀
【申請人】捷通國際有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2010年1月12日
【公告號】CA2749191A1, CN102438950A, EP2376387A2, US20110303589, WO2010083149A2, WO2010083149A3