專利名稱：水處理裝置的制作方法
技術領域：
本 發(fā)明涉及用于處理家庭和工廠用水的水處理裝置，并涉及包括所述裝置的水處理系統(tǒng)。盡管不是專用的，但本發(fā)明尤其涉及處理灰水(已經經過洗浴、洗滌或洗衣使用的衛(wèi)生用水或飲用水)、雨水(例如從屋頂流下來的地表水)或任何形式的降水、或來自于其它來源如井中的非飲用水的水所使用的水處理裝置。目前，全世界范圍內對于飲用水的需求持續(xù)增長。這主要是由于持續(xù)增長的人口和新興國家對于目前西式生活水平需求的結果。這樣的結果是對水的需求的增長速度遠遠大于可提供的水資源。由此產生的連鎖效應是最初建設用于供水的基礎設施不能滿足額外用水的需要。而且，現(xiàn)有的污水排水渠道和污水處理工廠無法滿足不斷增加的主要是水的處理量。因此，對飲用水的三級處理和諸如灰水或雨水等污水的循環(huán)利用就變得特別重要。小型水處理系統(tǒng)的主要應用包括(1)對洗澡、淋浴、浴盆以及洗滌機中產生的灰水進行處理，以使被處理過的水能用于沖洗廁所和小便池、滴灌灌溉系統(tǒng)和洗車用水。(2)對來自屋頂或滲濾系統(tǒng)的徑流雨水進行處理。(3)在包括家庭和商用設施的飲用水點進行水的三級處理以除去存在于輸送分配管線中的懸浮和溶解的化合物，以及殺死、保留無害或除去有害細菌。
背景技術：
W09415157公開了一種水處理系統(tǒng)，其中待被循環(huán)的水被輸送到沉降室形式的第一階段分離器，在其中沉淀出固體顆粒。定期的開動流化裝置將這些顆粒排放到排水管道中。已經沉淀出固體顆粒的水通過溢流作用進入到一個水箱中，然后被泵送到一個液 /液旋流器中進行第二處理階段，通過旋流器溢流作用去除比水輕的污染物。被處理過的水通過旋流器降流被排出并被泵到置于高位置上的儲水箱中。該儲水箱可以與一個專用的管道系統(tǒng)連接通過重力作用將水供給到衛(wèi)生間的儲水箱中。在W09416157公開的水處理系統(tǒng)中，待被處理的水必須經過兩個不同的階段進行處理。因此，所述的系統(tǒng)結構復雜，需要的部件數目很多，這使得該系統(tǒng)的制造和安裝過程麻煩，同時經處理的水的水質也不理想。這導致該系統(tǒng)的制造和安裝成本都很高，使得它不適于普通的消費市場。CNlO 1352629公開了一種水處理裝置，該裝置包括具有內部過濾體的過濾室。水切向進入過濾室并圍繞由過濾室和過濾體形成的環(huán)形通道循環(huán)，以使重的大顆粒在重力作用下析出。大量的水呈放射狀流入過濾體中被過濾介質過濾。被過濾過的水被送入儲水箱備用?；宜话愫欣绶试怼⒃∫汉拖匆路鄣任廴疚?。因此，例如，被稱為“一級灰水”的合成灰水的定義如下配置100升“一級灰水”的配料如下

30°C下97. 5升的自來水。86ml的浴液和/或液體肥皂。Iml的向日葵油?？偞竽c菌群> 106cfu/100ml的2. 5升的三級處理過的污水。(來源建筑服務研究與信息協(xié)會(BSRIA)使用灰水的再生水的標準的實驗室測試系統(tǒng)，技術說明 TN7/2002，來自 Reginald Brown 和 Anu Palmer)通過處理過程使水用于WC沖洗的微生物水質是總大腸菌群< 100cfu/100ml。樣品肉眼透明并且沒有漂浮顆粒和沉淀。在254nm測定時任何再生水的渾濁度不超過60%。被溶解的氧不能低于10%飽和度或Img/升以下?？偮刃∮诨虻扔?ppm。通過處理過程使水用于滴灌灌溉的微生物水質是總大腸菌群< 1000cfu/100ml。樣品肉眼透明并且沒有漂浮顆粒和沉淀。在254nm測定時任何再生水的渾濁度不超過60%。被溶解的氧不能低于10%飽和度或Img/升以下?？偮刃∮诨虻扔?. 5ppm。通過處理過程使水用于洗車的微生物水質是總大腸菌群< 10cfu/100ml。樣品應當肉眼透明并且沒有漂浮顆粒和沉淀。在254nm測定時任何再生水的渾濁度不超過60%。被溶解的氧不能低于10%飽和度或Img/升以下?？偮刃∮诨虻扔?. 5ppm。在CN101352629中公開的水處理系統(tǒng)面臨下列問題1.在BSRIA的合成的灰水配料表中使用的液體肥皂導致進入過濾體時的水產生泡沫。因此介質床被泡沫堵塞，泡沫是肥皂和空氣乳液，嚴重限制水流過過濾介質。結果， 在過濾器中有多余的水倒流從而使大量進來的水流入排水管。2.泡沫從中心過濾室中溢出，其結果是未處理的帶泡沫的水進入系統(tǒng)底部的被處理過的水中，導致先前處理過的水的污染。3.進來的水進入過濾體的流速相當高(例如超過0. 41/s)；該流速足以將過濾介質沖進介質支撐濾網。4.不足以控制消毒劑計量水平。5.該系統(tǒng)包括粗濾器，該粗濾器具有很難移除和替換的入口濾網籃。6.高位置的儲水箱的排水可能不像想象的那樣工作，這是因為需要一直具有最少量的飲用水存在而無法獲得被處理過的水。儲水箱還需要各自的供應管道和排放管道。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種水處理裝置，所述的水處理裝置包括限定過濾室的外殼，和含有過濾介質并被置于所述的過濾室內部的過濾體，以及被限定在所述外殼的圓柱形側壁和所述過濾體之間的環(huán)形通道，所述外殼具有用于待被處理的水的入口，所述入口被設置能使所述外殼內部產生環(huán)流，用于已通過所述過濾介質的被處理過的水的干凈水的出口，以及用于溢流水的溢流出口，所述裝置還包括噴灑裝置，所述噴灑裝置與提供抗泡沫劑的來源連接，所述噴灑裝置位于所述過濾介質之上用于向所述過濾介質方向噴灑所述抗泡沫劑。所述外殼配有可以接合到側壁上的蓋子。所述噴灑裝置可支撐在所述蓋子上。所述噴灑裝置可與提供所述抗泡沫劑的適當來源連接或與其中配有抗泡沫劑的液體來源連接。例如，所述的來源可提供從被處理過的水的出口流出來的被處理過的水?；蛘?，所述的噴灑裝置可與自來水供給設施相連?？商峁┛古菽后w配料器以將抗泡沫劑分配到用于所述噴灑裝置的供水(如被處理過的水或自來水中)中。

溢流出口可以是位于所述過濾介質之上的環(huán)形通道。所述環(huán)形通道被限定在所述側壁和所述環(huán)形通道的內壁之間，所述環(huán)形通道將所述側壁的內部隔開。所述內壁可具有限定溢水口的上邊緣，水從溢水口的上面由過濾室溢流到環(huán)形通道中。過濾體包括可滲透的壁，它將顆粒狀的過濾介質保留在過濾體內，并允許水從環(huán)形通道流入顆粒狀的過濾介質內。入口的開口可以向環(huán)形通道開放，并且可滲透的壁可具有封堵件以阻止通過入口的水流通過可滲透的壁直接撞到顆粒狀介質上?？商峁┯糜趯⑺幚韯┓峙涞竭^濾室內的配料器。配料器具有配料噴嘴，用于將水處理劑排放到環(huán)形通道中。本發(fā)明的另一個方面提供了具有如上所述的水處理裝置的水處理系統(tǒng)。


為了更好的理解本發(fā)明，以及更清楚的展示它如何發(fā)揮作用，現(xiàn)在通過參考附圖進行舉例說明，其中圖1為水處理系統(tǒng)的示意圖；圖2表示圖1中所述系統(tǒng)的粗濾器的多個視圖；圖3表示圖1中所述系統(tǒng)的水處理裝置的多個視圖；圖4是圖1中所述系統(tǒng)的殺菌劑計量系統(tǒng)的剖面示意圖；圖5表示圖1中所述系統(tǒng)的射流泵的側視圖和剖視圖；圖6表示圖1中所述系統(tǒng)的氣旋過濾介質清洗器的多個視圖；圖7與圖1相對應但是表示所述系統(tǒng)的組件的控制連接；圖8是圖1所述系統(tǒng)的被處理過的水的儲水箱的剖面示意圖；以及圖9-12與圖8相對應，但表示被處理過的水的儲水箱的4個變體。
具體實施例方式圖1中示出的系統(tǒng)包括收集箱2，其中容納了水處理裝置4。水處理裝置4具有入口 6，入口 6通過粗濾器8與灰水供應管線10相連?；宜芫€10接收來自各種家庭設備的廢水，在圖1中用淋浴 噴頭12，手盆14和浴缸16表示。其他的使用水的設備(如洗衣機)也可與灰水供應管線10連接。而且，灰水供應管線10可以接收被收集的雨水，所述被收集的雨水例如來自其中安裝了該系統(tǒng)的建筑物的屋頂，如18所示。收集箱2接收來自水處理裝置4的被處理過的水，并具有出口 20，出口 20通過管線22與被處理過的水的儲水箱24連接。然后可以反向通過管線22從儲水箱24提供被處理過的水用于沖刷廁所28和小便池，或例如通過外部水龍頭30用于農業(yè)或園藝的目的、或洗車。通過管線22的水流由泵21和閥132控制。圖2更加詳細地示出了粗濾器8。它包括具有蓋子34的主體32，蓋子34具有中心探頭36。切向入口 38與灰水供應管線10相連，以迫使流入的水在主體32和中心探頭 38之間的環(huán)形管道中形成漩渦。錐形篩網40將主體內的室分隔成有污物的一側和已過篩一側。排放口 42被設置在錐形篩網40的下端區(qū)域，并與排水管道44連接(圖1)。中心探頭36的底部是開放的以提供開口 162。在其上端，中心探頭36的內部通過管道164與出口 42連接，并由此與排水管道44連接(圖1)。水流傳感器166被設置在管道164的較高位置并與控制裝置160連接。粗濾器8的切向出口 45與水處理裝置4的入口 6連接。工作時，主體32和中心探頭36之間的渦流能使密度大的固體呈放射狀的向外移動到主體32的壁上。較輕的物體(包括泡沫)向內被吸到主體32中心的低壓區(qū)。篩網40 截留住密度大的固體并將它們和被篩網40捕獲到的其他懸浮固體一起帶到排放口 42以排放到排水管道44。盡管在絕大多數的流動條件下絕大多數的泡沫將通過中心探頭36離開， 但是在灰水中存留的一些泡沫也被篩網40截留并通過排放口 42被排放掉。已經除去了絕大多數的懸浮的固體顆粒和一些泡沫的水通過篩網40進入切向出口 45并由此進入水處理裝置4。篩網40是錐形形式的并具有把手(未示出)，例如為了清洗的目的，一旦揭開蓋子 34，該把手可使篩網40更容易被移除或置換。如果篩網40被例如管線10內的灰水中的毛發(fā)或其他的污染物堵塞，管道164將具有旁路的作用，以使灰水能夠直接進入排水管道44。在這樣的情況下，傳感器166產生信號，該信號被傳達給控制裝置160以產生警報，預示必須移除篩網40進行清洗。管道164可由透明的材料制成或其中具有透明的部分，這樣可使管道164中的水流被肉眼檢查。中心過濾器8可避免由于過量的泡沫產生的缺點，過量的泡沫是由于例如噴頭12 或浴盆16流出的灰水中肥皂濃度較高所導致的。這種泡沫容易被排放到排水管道44中， 從而降低了對抗泡沫劑的需求，通常由于成本和經濟的原因不希望有抗泡沫劑。過濾器8的結構是能使進來的絕大多數的灰水通過篩網40進入切向出口 45，僅有一小部分通過出口 42被排放掉。進來的灰水中的較小比例的水攜帶著重的大的總的懸浮固體(TSS)中的絕大部分，并且正常情況下大多數的生物需氧量(BOD)和化學需氧量(COD) 反映了排放端口 42的情況，從而在水處理裝置4中的介質過濾階段之前被除掉。這樣減少了在介質過濾床上臟物的載荷以降低過濾要求和清洗介質的需要。圖3示出了水處理裝置4。它包括限定過濾室48的過濾體46，其中裝有顆粒狀物質如球狀玻璃珠、陶瓷沙、石榴石、塑料、活性碳或其他合適的顆粒狀過濾介質的過濾體50。 過濾體46具有錐形基體52，終端位于開孔的支撐篩網54。過濾介質50被支撐在錐形基體52和篩網54上，并被保留在圓柱形支撐篩網56內，圓柱形支撐篩網56是由環(huán)形遮光柵格 58組成，環(huán)形遮光柵格58圍繞豎直的硬化支撐骨60陣列延伸。在外殼46的上部區(qū)域，在支撐篩網56和外殼46的側壁之間有圓形縫隙62。入口 6是切向的，并敞開到入口 66的環(huán)形縫隙62中。在與入口 66相同的垂直位置上，支撐篩網56被連續(xù)的堵封件68阻擋，以使該區(qū)域內沒有水流通過支撐篩網56。在過濾外殼46的上端，設置環(huán)形通道或洗滌槽70。環(huán)形通道70具有與排水管道 44相連的出口 72。環(huán)形通道70被限定在外殼46的壁的上端區(qū)74和內部被隔開的內壁76 之間。

蓋子78蓋在過濾外殼46上以與上端區(qū)74接合。蓋子78支撐噴嘴形式的噴灑裝置80，用于向下朝著過濾介質50噴灑物質。如圖1所示，管線128通過閥或孔(未示出) 控制，用于將來自管線22的被處理過的水運送到噴灑裝置80。計量儀129被設置用于將抗泡沫劑運送到流到噴灑裝置80的管線128中流動的被處理過的水中。如圖1所示，容器82與管線86連接，以將水處理劑配料給廢水處理裝置4的環(huán)形縫隙62內的位置。如圖1所示，來自容器82的試劑通過噴嘴88被注入，噴嘴88 —般低于入口 66的垂直位置。圖4更加詳細地示出了容器82。在延伸的頸部91，容器82具有注入孔90。注入孔90由例如適當的螺絲帽(未示出)封住。溢流道97被設置在頸部91上，并與管道44 相連用于排放進入容器82的過量試劑。容器82容納有計量泵92，計量泵92的出口與管線 86相連。容器上還具有兩個液面開關96，96。上面的液面開關94提供需要補充處理劑的起始警報，并設定在容器82中未占用的體積至少等于其中提供水處理劑的預先包裝的體積的位置。因此，可將預先包裝的容器中的全部物質倒入容器82中，從而避免需要儲存容器中部分已被使用的試劑。較低的液面?zhèn)鞲衅?6的位置設置在與容器80快要完全空的位置相對應的位置， 從而不需要將處理劑加入水處理裝置4。如果處理劑的位置低于液面?zhèn)鞲衅?6以下，閥132 被關閉以終止將處理過的水供給儲水箱24。水處理裝置4或收集箱2中的剩余水和另外進來的灰水都通過閥138和管線136或直接如圖1所示被泵21泵入管道44中，或通過環(huán)形通道70被泵21泵入管道44中。任何適當的水處理試劑都可被使用。例如，氯基的消毒劑是合適的。水處理劑還可根據下列任何一種方式配制可存在抗泡沫劑，將其混合到消毒劑中以便穩(wěn)定和分散；可含有符合OE⑶/ISO/ΕΝ標準的帶色的生物液體以識別被處理過的灰水，從而能夠在使用時與衛(wèi)生水區(qū)別出來；優(yōu)選配方是根據OE⑶301TEST容易進行生物降解的，以避免當被處理過的水通過管道44最終被排放時產生的副作用；優(yōu)選配方是不刺激皮膚或眼睛的，并因此符合OE⑶404/405 ；配方可包括氣味調節(jié)添加劑以避免不愉快的氣味；配方還可包括避免氣體產生的添加劑；配方可包括能保護和潤滑可移動的部件的添加劑，所述的可移動的部件例如泵92 或其他的泵、液面控制開關和系統(tǒng)的各種閥；
配方可包括微生物以促進來自廁所28或其他使用處理水的設備的廢水進行生物降解。因此，這類廢水的預處理可在管道44中和下游的排水道，和地下排水系統(tǒng)的其他部分中進行，以使最終的城市水處理工廠能以降低生物載荷的方式高效運轉。因此，這樣的處理劑的 配方可以降低系統(tǒng)內產生氣體的危險，并確保水處理系統(tǒng)和水箱24保持干凈且沒有微生物。氣味調節(jié)添加劑可以是有香味的，香味和任何加入到已處理的水中的顏料能確保使用者知道該水是被處理過的灰水，其僅僅用于沖洗廁所或小便池，或用于農業(yè)或園藝目的。圖5表示了噴射泵98。噴射泵98具有通過管線102與泵21和儲水箱24之間的管線22連接的入口 100，其受閥104的控制。噴射泵98包括噴嘴106和文杜里管(venturi)108，通向出口 110。吸入口 112與延伸到水處理裝置4底部的篩網54的管道114相連。管114由此延伸到顆粒狀介質50中。噴射泵98的出口與旋風分離器116的入口 118連接。圖6更詳細地示出了旋風分離器116，從中可以看到入口 118直接切入旋風分離器116的圓柱形主體120中。入口 118位于圓柱形主體120的上端(在圖1中表示出其方向)，以及錐形段122從圓柱形主體 120向下延伸。在錐形段122的下端，有潛流出口 124，而溢流出口 126被設置在圓柱形主體120的上端。旋風分離器116的設置使得潛流被排放到顆粒狀介質床50上的過濾室48中，而溢流出口 126的連接是要將溢流排放到環(huán)形通道70中，由此通過出口 72將溢流輸送到排水管道44中。希望噴射泵98和旋風分離器116都置于水處理裝置4中，并因此被密封在蓋子78 內。管線22包括紫外光源134用于對從收集箱2進入儲水箱24的水進行消毒(至少部分消毒)。如圖8所示，儲水箱24是常用的冷水箱，具有由浮子186操縱的標準浮球閥180， 用于控制到儲水箱24中的自來水的供給。標準浮球閥180的浮子186位于儲水箱24中較低的位置。因此，如果儲水箱24內的被處理過的灰水到達較低的水位，浮球閥180將打開并將自來水補充到儲水箱24中足以滿足沖刷廁所的正常需求的水位。例如，浮球閥可在儲水箱24中含有20升或更多水時關閉。儲水箱24還具有上水位開關182和下水位開關184。設置溢流道150用于將儲水箱24中的過量水排放到溢流管線152，并由此排放到管道44中。所述系統(tǒng)的各個組件都由控制裝置160(圖1和7)進行控制，通過虛線表示控制裝置160被連接到各個組件以接收來自各個傳感裝置的信號，并將運行信號提供給各個泵和閥。在運行時，來自各個源12，14，16，18的灰水被供給到粗濾器8的入口 38。如上所述，切向入口 38在粗濾器8內部產生環(huán)流以使重顆粒放射狀的向外移動，然后落到錐形篩網40，以通過出口 42被排放到管道44中。初級過篩的水通過篩網40并通過切向出口 45 離開，通過切向入口 64進入水處理裝置4。水進入主體46和截留篩網56之間的環(huán)形縫隙 62，在此產生環(huán)流。堵封件68可以防止進來的水產生強力水流以高速直接進入截留篩網56的內部，這樣會擾亂顆粒狀的過濾介質50。然而，離開入口 64的水平位置，水可滲透到遮光柵格58之間，以使一些水進入過濾介質50之上的截留篩網56，并通過過濾介質50向下滲透，而一些水將通過截留篩網56的較低區(qū)域，并因此徑向進入過濾介質50。水處理裝置4 內的一般水位用162表示，因此希望在正常的工作狀態(tài)下，在過濾介質50之上存在一定量的水。當水流過過濾介質50時，雜質被過濾介質的顆粒捕獲，以使通過主體48底部的篩網54的最終進入收集箱2的水較干凈。水位傳感器164將信號提供給控制裝置160，用于指示在收集箱2中存在被處理過的水。這使得泵21運行并將被處理過的水經過紫外消毒器134被泵入儲水箱24，直到收集箱2中的水位下降到開關164啟動的水位以下，而后開關164停止工作。例如，通過將來自控制裝置160的信號與適當放置的流速表的輸出相對應，使泵21的流速與進入收集箱2的流速相匹配(未示出)。由控制裝置160控制的泵92將處理劑從容器82以一定的間隔一定的計量加入到環(huán)形管道62中。在運行預定的時間間隔之后，對水處理裝置4進行已設定在控制裝置160內的清洗循環(huán)。關閉閥132，終止向儲水箱24中供應被處理過的水，并且關閉泵21。收集箱2中的水位上升直到上部水位傳感器166開始啟動，預示收集箱已經滿了。然后閥104從其正常的關閉狀態(tài)被打開，并且泵21開始通過管線102將被處理過的水供應到噴射泵98。噴射泵98以傳統(tǒng)方式運轉，以在噴嘴106和文杜里管108之間產生低壓以在管道114中產生虹吸作用，將顆粒狀的過濾介質50向上吸出通過管道114而被排放，同時通過噴射泵98將被處理過的水從出口 110排出。位于管道114入口處的錐形部分可以避免清洗循環(huán)期間過濾介質50出現(xiàn)空洞(鼠洞)。將過濾介質隨同一部分通過篩網54被吸出來的收集箱2的水進入旋風分離器116。這樣可以沖洗篩網54。在旋風分離器116中得到的劇烈的渦流攪動過濾介質50，從而產生洗滌作用以將臟物和污染物從過濾介質50中移除除去。通過溢流出口 126將溢流中的污染物帶入管道44，而被清洗過的過濾介質通過潛流出口 124又被排放到水處理裝置4中。這個過程持續(xù)預先設定的時間，此后水處理裝置4中的過濾介質床50 基本上去掉了臟物和污染物，并能夠對進來的灰水開始重新進行有效的過濾。在系統(tǒng)正常工作期間，閥130被打開，或持續(xù)的或間歇的，將管道22中的較少的被處理過的水供給到噴灑裝置80。噴灑直對水處理裝置4中在水上聚集的任何泡沫，以使泡沫破滅，或使它通過環(huán)形通道70被帶到管道44。計量儀129與圖4中所示的消毒劑的計量儀相似，用于將抗泡沫劑加入到管線128中的被處理過的水流中。在通過灰水供應管線10中的高速水流大于過濾介質50的水流容量時，水處理裝置4中的水位可高于水位162。在這種情況下，過量的水將經過內壁76溢流到管道70，并被送到管道44，以避免未經處理的水進入收集箱2。在正常工作時，閥132是打開的，而閥138被關閉。泵21通過管線22將處理過的水經過紫外光134供給到箱24中。廁所28的水箱和其他的用水裝置(如水龍頭30)通過支線178由管線22供給。 因此，當水箱24是滿的并且泵21因此不工作時，如果需要補充廁所水箱28時，可以通過管線178從箱24進行補充?；蛘撸绻?4中的被處理過的水的水位較低，且泵21正在進行充水，廁所水箱28中水的補充直接由收集箱2進行。不希望將處理過的水長期保存在儲水箱24中不用。因此，可對控制裝置160進行程序設計，以便于在預定的時間間隔(例如每5天到10天)提供“傾倒”信號，終止泵的運行，打開閥132(如果關閉的)并打開閥138。然后將水箱24中的水通過管線22和管線 136被排放并由此如圖1所示直接進入管道44，或通過水處理裝置4的環(huán)形管道70進入管道44(圖3)。當水箱24中的被處理過的灰水幾乎被完全倒空時，浮球閥180打開，自來水通過管線22和管線136進入以沖刷被處理過的水經過的這些管線。當水箱24中的水位處于低水位時，水位開關184將信號提供給控制裝置160。然后控制裝置160將閥132和閥136打開預設的時間使沖刷過程繼續(xù)。然后，將閥132和閥 136關閉并使自來水進入水箱中到達浮子186設定的水位直到獲得灰水。如果水箱24中的水位顯著升高啟動開關182，信號將被傳遞給控制裝置160，控制裝置160關閉閥132并打開閥138。收集箱2中的水將因此或直接通過圖1所示的方式或通過管道70被引向管道44中。上述的系統(tǒng)被設計成能循環(huán)使用在家庭環(huán)境中使用的大部分的自來水。該系統(tǒng)結構簡單，并且相比W09416157和CN101352629中所公開的系統(tǒng)具有較少的部件。很多組件可由塑料材料例如通過注塑工藝簡單制作，并因此以低成本制造。本系統(tǒng)運行經濟并因此易于安裝和使用。各個閥104，130，132，138可以是電磁閥，由控制裝置160控制，可以是包括計時器的可編程邏輯控制器。在該系統(tǒng)中可以設置一個或多個水流傳感器，例如監(jiān)控管線10中的灰水的流速，沿管線22到達儲水箱24的流速，或沿管線26進入廁所水箱28或其他用具的被處理過的水的流出速率。希望在粗濾器28中產生的環(huán)流對于進來的水流具有閘的作用，以限制進入水處理裝置4的最大流速。因此，可以避免顆粒狀的過濾介質50的過分攪動，過分攪動可移走已被聚集的雜質并使它們進入收集箱2。通過堵封件68可獲得相同的效果，其可避免入口端66的強烈渦流進入截留篩網56。由于進入過濾介質50的水流通過過濾介質50的開放表面向下并呈放射狀流過截留篩網56，因此開放的過濾面積比相同直徑的通常向下流動或向上流動的過濾面積都顯著增大。因此，進入過濾介質50的通量率(即，每單位面積的體積流速)相對較大，從而降低雷諾茲數(Reynolds munber)。盡管各種材料可用于過濾介質50，但是在使用旋風分離器116進行清洗循環(huán)時， 因為其形狀可降低珠子的吸附，球狀玻璃珠具有優(yōu)點，從而在被要求替換前延長了過濾介質的壽命。玻璃珠的光滑性也使清洗循環(huán)期間污染物的去除更加容易。上述的水處理裝置4的一個獨特的優(yōu)點是蓋子78含有泡沫，這些泡沫是由于進入該系統(tǒng)的灰水中存在肥皂和類似物質產生的。通過引入被處理過的其中可能具有通過噴灑裝置82添加的抗泡沫劑的水使得所產生的泡沫破滅，以使水分能通過過濾介質50，或使得泡沫通過環(huán)形通道70被排放?？蓪⑿L分離器116設計成能精確切分潛流和溢流，以使顆粒狀的過濾介質幾乎全部通過潛流出口 124被排放，并且實質上沒有過濾介質通過溢流出口 126被排放到管道 44中。
盡管所記載的系統(tǒng)包括消毒劑容器82，以通過噴嘴88將消毒劑供給環(huán)形縫隙62， 但是其他的消毒的方法也能使用，例如UV殺菌器134、超聲波輻射、電凝聚或銀基消毒法。儲水箱24優(yōu)選位于相關建筑物的較高位置，以使水流在重力作用下流入廁所28 和其他用具中，包括外邊的水龍頭30?；蛘?，提供需要的泵以配給被處理過的水。希望粗濾器8和使用旋風分離器116的 清潔循環(huán)可將進來的灰水中的全部顆粒物質和生物質從水流中除去并排放到管道44中，以使到達儲水箱24的被處理過的水基本上不含任何類似的顆粒或生物質。可選擇或改良過濾介質50，以提供所需要的電荷性能，從而有助于捕獲水流中的顆粒，提高過濾效率。盡管本發(fā)明通過參考處理來自家庭用具的灰水進行了描述，但是其還可用于自來水的最終處理，例如如果懷疑自來水的質量不合格，例如該不合格是由于配水網的腐蝕或老化導致的。如上所述，到達儲水箱24的被處理過的水可通過加入適當的顏料和/香味被確定為是被處理過的灰水。此外，所述系統(tǒng)的管道部分可通過適當的顏色編碼或顏色標記被識別以表明在該管道中的水僅僅被用于適當的目的，例如沖廁所或農業(yè)或園藝澆灌。在沒有超出本發(fā)明的范圍內可以對如上所述的系統(tǒng)進行各種改造，這是可以理解的。例如，如果泡沫產生的很低，粗濾器8的中心探頭36可以被關閉，并省掉管道164。因此通過排放端口 42除去泡沫。在圖9至11中表示了被處理過的水的儲水箱24的可能變體。在圖1和8中展示的儲水箱中的相同特征通過相同的附圖標記表示。在圖9所示的儲水箱24的改造的布置中，水箱具有液體水位開關140，其由浮子 142操縱，表示儲水箱24中的被處理的水的水位。當水箱24中的被處理過的水的水位接近水箱底部即當水箱24幾乎空的時候，開關140被設置用于提供一個低水位的信號。自來水供應設備144與水箱24相連，并由閥146控制。水箱24還設有高水位開關148，其提供了一個“滿”信號，此時水箱24中的被處理過的水的水位接近水箱頂部。儲水箱24通過管線22接收來自收集箱2的被處理過的水，而單獨的出口管線26 提供給廁所28、外部的水龍頭30和任何其他的使用被處理過的水的設備。如果儲水箱24 中的水沒有被充分補充，水位會下降并最后由浮子142操縱的開關140被啟動以將信號傳遞給控制裝置160。這使得閥146被打開，使得自來水144進入儲水箱24，從而具有連續(xù)供給廁所28和水龍頭30的水。如果儲水箱24中的水位上升到傳感器148被開動的水位，信號被傳遞到控制裝置160，控制裝置160關閉閥132并打開閥138。這樣收集箱2中的水被引向管道44。當在該系統(tǒng)中自來水144或通過管線22不能將水連續(xù)流入儲水箱24中的情況下，水溢流到溢流裝置150并由此進入管道154。當控制裝置160產生“傾倒”信號時，閥158被打開，以使儲水箱24中的全部的水通過管線156被排放到管道44中。在水箱24中的水流出后，信號被傳遞到閥146，使之打開以使自來水補充到水箱24中。盡管浮子142位于較低的水位，閥146被設置用于關閉流入水箱24中的自來水的供給，以便于在傾倒過程中延遲重新灌滿水箱24。在圖10所示的變體中，儲水箱24容納自來水室170，其上具有常規(guī)的浮子操縱的浮球閥172。自來水室170通過球閥174與水箱24的主體內部相通，球閥174位于水箱24的底部。水位開關176位于水箱24的頂部并指示水箱24的主體內部的水位。當被處理過的灰水存在于水箱24中時，球閥174被關閉，并且通過浮球閥172灌滿自來水室170。當自來水室170中的水位到達上部水位時，浮球閥172關閉。當在收集箱2中沒有灰水時以及水箱24中的被處理過的灰水的水位不足以提供給廁所水箱28時，如果警示需要補充廁所水箱28中的水時，球閥174被打開，并且自來水將從自來水室170流入水箱24的主體內部并由此通過管線22和管線178進入廁所水箱 28。圖11示出了連接到水箱24的其他的改造方式。在該變體中，水箱24與圖9所示的大體相同。因此被處理過的灰水的供應線22和廁所補充管線26是分離的。但是，在圖11的實施例中，水箱24具有由閥158控制的單獨的流出管線154。當控制裝置160發(fā)出“傾倒”信號時，排放閥158被打開，并且，與圖9中的實施例相同，水箱24中被處理過的灰水被排放到管道44中。閥158開放足夠的時間以使水箱24 中的水位下降到一定水位以下，在該水位浮子186下降使浮球閥180打開。然后自來水進入水箱24以沖刷走殘留的灰水。最后，關閉閥158，并且浮球閥180連續(xù)提供自來水直到預定的最少量(例如20升)的水進入水箱24中。圖12中所示的變體具有與圖1和8的實施例中相同的回路，用于將被處理過的灰水供給水箱24和廁所水箱28，并用于將水在預定的時間間隔倒入管道中。然而，在圖12的實施例中，電閥門188 (例如電磁閥)被安裝在浮球閥180的上游。閥188被控制裝置160 控制。當控制裝置160產生“傾倒”信號時，泵21被關閉，而閥132和閥138被打開，如同圖1和8中的實施例一樣。當水箱24中的水位在足夠低的水位使浮球閥180打開時，自來水被引入水箱24中以沖刷水箱和下游管道。如有必要，可將信號提供給閥188以將其關閉，從而終止向水箱24中供給自來水，使之被徹底排出。
權利要求
1.一種水處理裝置，包括限定過濾室的外殼，和含有過濾介質并被置于所述的過濾室內部的過濾體，被限定在所述外殼的圓柱形側壁和所述過濾體之間的環(huán)形通道，所述外殼具有用于待被處理的水的入口，所述入口被設置能使所述外殼內部產生環(huán)流，用于已通過所述過濾介質的被處理過的水的干凈水的出口，以及用于溢流水的溢流出口，所述的裝置還包括與提供抗泡沫劑的來源相連的噴灑裝置，所述的噴灑裝置位于所述的過濾介質之上，用于將所述的抗泡沫劑噴向所述的過濾介質。
2.根據權利要求1所述的水處理裝置，其特征在于，所述的過濾體設置有接合所述側壁的蓋子。
3.根據權利要求2所述的水處理裝置，其特征在于，所述的噴灑裝置被支撐在所述的了 K O
4.根據前述權利要求中的任一項所述的水處理裝置，其特征在于，所述的噴灑裝置被連接以接收從所述的被處理過的水的出口流出來的被處理過的水，所述水處理裝置還設置有計量儀，用于將抗泡沫劑輸送給提供到所述噴灑裝置的所述的已被處理過的水。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的水處理裝置，其特征在于，所述的噴灑裝置被連接以接收自來水，所述水處理裝置還設置有計量儀，用于將抗泡沫劑輸送給提供到所述噴灑裝置的所述的自來水。
6.根據前述權利要求中的任一項所述的水處理裝置，其特征在于，所述的溢流出口是位于所述的過濾介質之上的環(huán)形通道。
7.根據權利要求6所述的水處理裝置，其特征在于，所述的環(huán)形通道被限定在所述的側壁和所述的環(huán)形通道的內壁之間。
8.根據權利要求7所述的水處理裝置，其特征在于，所述的內壁的上端提供溢水口，用于將來自所述過濾室的水溢流到所述的環(huán)形通道內。
9.根據前述權利要求中的任一項所述的水處理裝置，其特征在于，所述的過濾體包括可滲透的壁，所述的可滲透的壁存留顆粒狀的過濾介質并允許來自所述環(huán)形通道的水流入所述的顆粒狀過濾介質內，所述的入口通向所述的環(huán)形通道。
10.根據權利要求9所述的水處理裝置，其特征在于，所述的可滲透的壁設有封堵件， 阻止通過所述的可滲透的壁的水流到達與所述入口相鄰的所述可滲透的壁的區(qū)域。
11.根據前述權利要求中的任一項所述的水處理裝置，其特征在于，還設置有用于水處理試劑的配料器，所述的配料器包括配料噴嘴，用于將所述的水處理試劑排放入所述的環(huán)形通道。
12.—種如附圖所示的水處理裝置。
13.包括前述權利要求中的任一項所述的水處理裝置的水處理系統(tǒng)。
14.根據權利要求13所述的水處理系統(tǒng)，其特征在于，在所述的水處理裝置的入口處設置有粗濾器。
15.根據權利要求14所述的水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的粗濾器包括被篩網分割成污物一側和已過篩一側的室，所述的篩網設置有暴露于所述污物一側并與排放管道相通的排放口，所述室的所述污物一側具有中空的中心探頭，所述的中心探頭與所述室相通并與所述的排放管道相連以便形成所述的排放口的旁路。
16.根據權利要求13-15中的任一項所述的水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的水處理裝置的所述的干凈水的出口將所述的干凈水排放到收集箱中，所述的收集箱與提供被處理過的水的儲水箱連接，所述水處理系統(tǒng)還設置有控制裝置，用于將儲水箱中的物質以預定的時間間隔排放到 所述管道中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種水處理系統(tǒng)，例如用于處理來自家庭設備(12，14，16)的灰水，所述的水處理系統(tǒng)包括水處理裝置4，所述的水處理裝置4包括過濾介質，水通過所述的過濾介質能除去顆粒和生物質。所述的裝置(4)具有蓋子(78)，其上設置有噴灑裝置(80)。所述的噴灑裝置(80)例如可以沿管線(128)接收被處理過的水，其中可加有抗泡沫試劑。運行所述的噴灑裝置用于消除所述的水處理裝置(4)中產生的所有泡沫。通過噴射泵(98)將所述的過濾介質通過管道(114)吸出來，沿管線(102)接收被處理過的水，之后在旋風分離器(116)中定期清洗過濾介質。將被處理過的水儲存在儲水箱(24)中以備隨后在例如廁所水箱(28)中的使用。
文檔編號B01D24/12GK102438715SQ201080015353
公開日2012年5月2日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權日2009年4月9日
發(fā)明者大衛(wèi)·約翰·帕金森, 詹姆斯·愛德華·德爾夫斯, 黃錦 申請人:雅寶潔有限公司