一種飲用水淨水系統的製作方法

2023-05-30 02:37:21

本發明屬於水處理領域，尤其是涉及一種飲用水淨水系統。

背景技術：

現有的自來水通常是原水經取水泵房提升後，經過混凝工藝處理、沉澱處理、過濾處理及濾後消毒處理後，再通過配水管網輸送給千家萬戶。傳統的自來水淨化工藝設備體積大、布置分散，佔地面積較大，投資成本高，管道連接複雜，操作繁瑣，需要單獨建設供水泵站，取水泵取水需要耗費較多的電力能源，且設備設置在陸地上，佔地面積很大，造成了極大的土地資源浪費。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足,本發明提供一種土地資源利用率高、節能環保的一種飲用水淨水系統。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種飲用水淨水系統，包括箱體，所述箱體內設有處理區和清水區；所述箱體至少部分設置在水源的水體中，所述水源包括水庫、江湖、河流、河道、湖泊及溪流；所述處理區包括沉澱池和過濾池，所述箱體上設有供所述水源進入處理區的進水口。

本發明可以廣泛應用於水庫、湖泊、溪流、江河等水體，將箱體整體置於自然資源的水體中，水體自流進入水處理設備內，從而無需設置抽水泵等動力源，省去了獲取源水長期運行的電力能源成本，更為節能環保；且整個淨水裝置均置於水源中，從而無需對土地產生任何的佔用，極大程度的節約了土地資源；箱體可採用不鏽鋼製成，相對傳統水泥池而言，更為節能環保，存儲清水時不會產生有害物質，更為健康；由於箱體採用金屬材質，淨水裝置的各個工件可在工廠製作好後，再運輸至目的地進行組裝以形成箱體，之後在箱體周圍安裝上浮沉體可調裝置後，移入源水水體中，根據水質和水深定位，在箱體四周進行錨固後，即可完成整個淨水裝置的生產和裝配，裝置立即可以投入使用，不僅運輸方便，而且相對傳統陸地淨水裝置而言，製造周期極短，僅需短短數天或小半月便可完成整個箱體的生產和裝配，省去了建設樁基基礎的投資和時間，大大減少了製造成本和縮短了建設周期，提升了數倍的工作效率；其次，解決了在地廣人稀、地形複雜、居住分散的農村等地區，沒有條件興建集中的供水工程的問題，使得這些地方的水資源得到充分利用；同時，裝置內直接具有清水區，淨化後的水直接存儲在清水區中，再輸送至市政管網中，直接省去水處理淨水裝置中的清水池，進一步減少製造成本和縮短建設周期；對於水庫、江湖、河流、河道、湖泊、溪流等的水資源均可充分利用，提高資源利用率。

優選的，所述處理區還包括絮凝反應池；水在絮凝反應池內充分與絮凝劑相接觸，混合均勻，絮凝效果更好，保證處理區淨化後的水體乾淨衛生。

進一步的，所述箱體上設有用於將其懸浮於水體的懸浮結構。箱體懸浮於水源中，移動方便省力；且其可隨水位退漲而升降和拖移，始終保持裝置沉浸於水源中，保證裝置的自流式取水；懸浮裝置可拆卸連接在箱體外側一周，便於調整其與箱體的相對位置，進而根據淨水技術要求、水源的季節性水位變化或容量變化調節箱體置入水源中的體積，最終可以調節源頭的供水量及供水能力。

具體的，所述懸浮結構包括分體連接的內浮層和外浮層。當維修人員踩踏在外浮層對處理裝置進行觀察或檢修時，不會對內浮層產生影響，即整個處理裝置的箱體不會產生較大幅度的晃動，不會影響處理裝置的整體進水和水處理過程。

優選的，所述處理區內投放有用於淨化水體的微生物。微生物至少包含兩種，兩種微生物之間為互生關係，進而整個處理區內能夠形成一個穩定的微生物生態鏈，部分微生物氧化分解水體內的有機物，另一部分微生物分解濾料上的吸附物和微生物自身的代謝產物，從而產生一個自循環的效果；微生物之間相互共生，水體中的有機物、濾料上的吸附物均能得到有效清理，無需通過反衝洗等清理方式就能保證填料和濾料的有效性，不僅對水體進行了淨化處理，而且保持淨水裝置長期的淨水效果，無需更換淨水裝置的任何部件，實現了真正的免維護；相較於傳統採用超濾、反衝洗的模式，免去了維護的成本，大大降低了運行成本，提高了水處理效率。

進一步的，所述箱體上設有防止其移位的固定裝置；固定裝置可有效對箱體進行定位，防止箱體隨著水流流動而發生移動，或者在有風浪的情況下，避免箱體移位；當然，對於箱體在小範圍內的移動和晃動均是允許的，固定裝置的主要作用在於防止箱體隨著水流漂流和風浪打擊的情況下發生大幅度的漂移，防止箱體遠離淨水指定位置。

進一步的，所述處理區還包括用於去除水體中有機物的預處理池; 該種方案適用於水體中有機物含量較多的情況，通過預處理池對自然資源的水體進行處理，去除水體中的有機物,使得淨化後的水體更為乾淨衛生。

進一步的，所述進水口上設有埠浸入水源中的吸水管。由於吸水管的埠浸沒在水體中，在裝置工作過程中吸水管可產生虹吸效應，無需動力源的幫助即可將水體吸入至裝置內，實現裝置的自動進水，實現節能環保。

優選的，所述清水區內設有一抽水裝置，所述抽水裝置通過一輸送管路將清水區內的清水向外輸送；抽水裝置可將清水區內的水抽送至市政管網或飲用水輸送管道中，通過抽水裝置的設置，使得清水區內的水位僅在抽水時下降，從而水處理區將開始工作，將新處理好的水送入至清水區內；而在未抽水時，清水區內的水位不會發生變化，此時裝置即可停止工作，從而延長裝置內各部件的使用壽命，同時也更為節能環保。

本發明可以廣泛應用於水庫、湖泊、溪流、江河等水體，其將整個淨水裝置直接懸浮並建設在水體中，淨水裝置可以根據淨水技術要求或水體的深度調節高低，池底的淤泥不會被攪動影響出水水質，移動方便省力，水源的水體自流式取水，即將淨水裝置整個浸入水體中時水體會主動自發地進入裝置內，是一座可以在水面懸浮和移動的淨水廠，省略了取源水的提升水泵，省去了取源水長期運行的電力能源成本。

淨水裝置避免了傳統陸地淨水廠或裝置必須建設樁基基礎的投資和麻煩，省去了佔地面積，節約了大量的土地資源，大大減少了地基基礎設施投資，縮短了建設周期。

綜上所述，本發明的有益效果是：整個裝置可實現自流式取水，無需設置取水動力源，更為節能環保；其次，裝置無需佔用土地資源，節約了大量的土地資源；淨水裝置的各個工件可在工廠製作好後，再運輸至目的地進行組裝以形成箱體，極大程度的縮短建設、裝配周期，降低了運行成本；水源要求降低，提高水資源利用率。

附圖說明

圖1為本發明的實施例一的結構示意圖。

圖2為本發明中懸浮結構與箱體的配合結構俯視結構示意圖。

圖3為本發明的錨固圖。

圖4為本發明的實施例二的結構示意圖。

圖5為支撐架與濾板的配合示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好的理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。

實施例一

參照圖1-3所示，一種飲用水淨水系統，包括呈立方體或長方體的箱體1，所述箱體至少部分設置在水源的水體中，具體的，所述水源包括水庫、江湖、河流、河道、湖泊及溪流的其中一種，當然，這些限定並不是所有，水源還可以是其他自然後人工的水源；上述示意圖僅為參照圖，並非對於尺寸的具體限定，準確的尺寸應當以實際生產中的尺寸比例為準；所述箱體1由鋼或不鏽鋼等長時間使用不容易生鏽的金屬材質製成，延長了箱體的使用壽命。箱體1被隔離成四個區域，分別為絮凝反應池13、沉澱池14、過濾池15及清水區16，即處理區包括絮凝反應池13、沉澱池14及過濾池15；當然，該種結構僅為本發明的其中一種實施方式，並非對保護範圍的限定，處理區分為幾個區域可根據實際需要自行進行調整。於其他實施例中，所述處理區可僅為沉澱池14、過濾池15。所述箱體1的外側安裝有懸浮結構2，通過調整懸浮結構2位於箱體1側壁的高低位置，可以調整整個箱體1置入水體中的體積。懸浮結構2包括內浮層21和外浮層22，內浮層21和外浮層22分體連接，從而當維修人員踩踏在外浮層22上進行檢修時，整個箱體1不會產生晃動而導致影響進水和水處理，於本實施例中，懸浮結構2由多個可漂浮在水平面上的泡沫捆綁在一起，圍繞設置在箱體1一周形成。為了防止由於颱風等導致的水體大幅度晃動，在箱體1的四周設置固定裝置15，所述固定裝置為錨，可通過鐵鏈分別連接在所述箱體的四個端角位置，固定時，錨可沉入水底或者固定在江湖、河流、河道、湖泊、水庫及溪流等的池壁或岸，從而有效對箱體1進行錨固。

絮凝反應池13的側壁開設有進水口111，該進水口111上連接有吸水管112，將箱體1置入水體中時，由於水位差和重力作用形成虹吸，水源中的水體自發通過吸水管112湧入絮凝反應池13內，絮凝反應池13內投放有水處理劑，在絮凝反應池13內網格板131的作用下，水體和水處理劑充分混合反應（上述功能為現有技術可以實現，不再贅述），形成大顆粒絮凝體。

經過絮凝反應池13處理的水體通過沉澱池14的沉澱處理將絮狀體依靠重力沉澱分離，水中的顆粒沉於池底形成堆積的汙泥。沉澱池14內上層的清水通過集水槽141的收集進入過濾池15。

過濾池15內安裝有濾板123，濾板123上均勻布設有多個濾頭122，濾板123將過濾池15分隔成上下兩個空間，位於濾板123上方的空間內鋪設有濾料121，優選為活性炭，本專利中給出的僅為濾料的示意圖，並非是對於實際使用的濾料顆粒大小、密度、尺寸等的限定，具體的濾料顆粒大小、密度、尺寸等均以實際使用過程中使用的濾料為主；該濾料121用於對經過沉澱池14處理的水體進行過濾淨化，黏附截留水中的懸浮顆粒，進一步除去水中細小懸浮雜質、有機物、有害物質、細菌、病毒等，之後清水被送入清水區。

作為優選的，所述沉澱池14和過濾池15內均投放有微生物，通過這些微生物對水體進行淨化；所述沉澱池14內投放是需氧微生物，過濾池15內投放的是厭氧微生物；具體的，水中的顆粒沉於池底形成堆積的汙泥後，投放在沉澱池14內的需氧微生物可對其進行氧化分解使其成為無機物，處理後的水體進入至過濾池15內，同時需氧微生物的代謝物以及少部分的需氧微生物一同進入至過濾池15內；過濾池15內的水體通過濾料進行過濾後產生的清水進入至清水區，而水體中的雜質則被截留下來，附著在濾料、濾板以及濾頭上，雜質被過濾池15內的厭氧微生物氧化分解，成為無機物跟隨水體進入清水區，實現對於濾料的清理；而厭氧微生物產生的代謝物為硫化氫和氨，這些代謝物可被活性炭吸附，之後被帶入至過濾池15內的需氧微生物進行氧化分解成為無機物；從而由於兩種微生物的存在產生協同作用，相互分解對方的代謝產物，使得包括絮凝反應池13、沉澱池14及過濾池15的處理區內形成一個穩定的生態鏈，可以進行自我動態循環，在對水體的淨化處理的同時，微生物還可以對濾料121進行清潔，無需藉助濾頭122對濾料121進行反衝洗，隨著使用時間的增長，無需更換整個淨水裝置，降低了運行成本，延長了淨水裝置的使用壽命。

其次，由於沉澱池14為微生物處理的第一站，水體內的氧氣較足，可為需氧微生物提供良好的生存環境，且沉澱池14內的水體中含有的有機物較多，基本可以保障需氧微生物的營養源，需氧微生物可在沉澱池14內維持基本的繁殖，實現自身的新老交替；而需氧微生物的代謝產物為二氧化碳和水，沉澱池14內的水體在經過需氧微生物處理後水中的氧氣含量已經較少，之後這些二氧化碳和水再連同處理後的水體進入過濾池15後，可保持過濾池15維持在氧含量較低的狀態，為過濾池15內的厭氧微生物提供良好的生活環境，而濾料上附著的雜質基本可以保障厭氧微生物的營養源，厭氧微生物可在過濾池15內維持基本的繁殖，實現自身的新老交替；從而微生物可在處理區內形成自主循環更替，無需經常補充新的微生物，進一步降低運行成本。

當箱體的整體體積較大時，從而箱體內的濾板體積也需設置的較大，為了更好的支撐濾板，防止濾板在使用過程中局部向下坍塌，需要設置支撐架7對濾板進行支撐；如圖5所示，為支撐架支撐濾板的結構示意圖，當然，該種結構僅為個例，並非對保護範圍的限定，其他能夠對濾板的方案均可被採納；上述示意圖僅為參照圖，並非對於尺寸的具體限定，準確的尺寸應當以實際生產中的尺寸比例為準。

清水區16的頂部敞口設置形成一清水輸出口161，並連接一清水輸出裝置，該清水輸出裝置為內置於清水區16內的抽水裝置3，優選為潛水泵，所述抽水裝置3的一端置於清水區16內部進行取水，抽水裝置3的另一端與輸送管路4相連，輸送管路4可以通過管網的布設將經過淨化的水體經過消毒處理將致病微生物消滅後輸送至多個用戶，管網的布設可以參考城市規劃和城市水資源規划進行。為了避免外界的雨水或雜質對清水區16甚至整個淨水裝置造成汙染，可以在清水區16或整個裝置的頂部安裝防護棚。

該淨水裝置淨化後的清水可以作為飲用水通過抽水裝置3輸送至用戶，具體的，包括步驟1）將飲用淨水裝置的各個組件從加工廠運輸至選定的水源附近進行組裝，水源可以是江湖、河流、河道、湖泊、水庫及溪流等，作為供水源頭。飲用淨水裝置的各個組件可以是標準件也可以是定製件，即可以都做成相同尺寸，也可以根據所需安放的水源的深度、寬度、水位等進行設計製作；2）對水源的水位進行測量，根據水位、飲用淨水裝置的整體重量及所需淨化水量的大小調整懸浮結構的位置直至要求液位後，移入水源的水體中，並利用固定裝置在淨水裝置四周進行錨固；3）由於重力和水位差的作用，水源的水體只能自流式地從進水口進入絮凝反應池內，經過絮凝作用後的水體通過沉澱池的沉澱處理後進入過濾池內通過濾料進行過濾淨化處理，同時各種微生物協同對有機物和無機物接觸氧化分解，處理完成後通過過濾池內濾板下方的通道進入清水區，當自然資源的水體液位和飲用水的處理裝置內的液位處於同一水平面上時，處理裝置處於暫停運行狀態；4）將抽水裝置置入清水區內，抽水裝置的另一端與輸送管路相連，輸送管路與根據城市規劃和城市水資源規劃布設的管網相連，清水區內的清水通過抽水裝置泵出再通過輸送管路和管網配送至多個用戶，達到同時為多個用戶供水的目的。

當用戶使用淨水，清水區內的液位下降時，在重力的作用下，水源的水體自動源源不斷地進入處理區，經過處理的水體進入清水區填補缺口，本處於停止運行的處理區內啟動運行，直至清水區的抽水裝置停止向外泵取清水。

實施例二

本實施例與實施例一的不同之處在於：如圖4所示，在絮凝反應池的前端設置預處理池11；當然，上述結構僅為本發明的個例，並非對保護範圍的限定，處理區分為幾個區域可根據實際需要自行進行調整。上述示意圖僅為參照圖，並非對於尺寸的具體限定，準確的尺寸應當以實際生產中的尺寸比例為準；所述預處理池11的側壁底部開設有進水口111，預處理池11內進水口111的邊界處安裝有濾板123，該濾板123與濾板123可以不處於同一水平面，濾板123上均勻布設有多個濾頭122，濾板123將預處理池11分隔成上下兩個空間，位於濾板123上方的空間內填充有大量填料（圖中未示出），優選為活性炭。為了避免填料漂浮出預處理池11，在預處理池11的頂部安裝有壓網124，壓網124所處的高度可以根據需要進行調整。預處理池11內的水體通過壓網124進入絮凝池13內時，將預處理池11內的微生物也帶入絮凝池13內。當然，如果自然資源的水質較好，也可以省略預處理池直接將水體引導入絮凝池13中進行處理。

所述微生物也可投放在預處理池11和過濾池中，而並非沉澱池和過濾池中，使得處理區內形成一個穩定的生態鏈，可以進行自我動態循環，在對水體的淨化處理的同時，微生物還可以對濾料121進行清潔，無需藉助濾頭122對濾料121進行反衝洗，隨著使用時間的增長，無需更換整個淨水裝置，降低了運行成本，延長了淨水裝置的使用壽命

上述具體實施方式用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。