專利名稱：船載式水域凈化系統的制作方法
技術領域：
船載式水域凈化系統
技術領域：
本實用新型涉及水域處理技術領域，特別是涉及一種船載式水域凈化系統及使用該船載式水域凈化系統進行水域凈化的方法。
背景技術：
突發性的化工污染對江河、湖泊及海洋等流域構成極大的威脅。這些化工污染多半是在發生泄露或者爆炸后在水域形成一個相對濃度較高的污染帶。傳統污染水域的凈化方法通常是在水域中設立相應污水凈化裝置，如曝氣池等進行水域凈化。一般情況下，污水凈化裝置設置于較易受到污染的水域中，如污水入水口。而突發性的化工污染往往具有不可預測性，被污染的水域不一定會設有污水凈化裝置，使得突發性的化工污染水域得不到及時處理。而污染帶形成至其完全稀釋需要較長的時間，在發生化工污染后，常常因缺乏快·速的應急處理措施，使得污染帶對江河、湖泊及海洋等流域的生態造成極大影響。如2010年7月16日大連兩條輸油管道爆炸，這次管道事故導致數千加侖的原油泄漏，這些泄漏的原油嚴重污染了附近地區以及黃海海面，因缺乏快速污染水域的凈化措施，使的黃海海域的生態受到嚴重影響。

實用新型內容基于此，有必要提供一種能夠及時凈化污染水域的船載式水域凈化系統。一種船載式水域凈化系統，包括分別設置于船艙內的空壓機、水泵、投藥裝置、氣浮裝置、電絮凝裝置、砂濾池和控制器，所述空壓機通過輸氣管分別與所述氣浮裝置和電絮凝裝置連通以向所述氣浮裝置和電絮凝裝置提供壓縮空氣，所述水泵、氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池通過輸水管依次連通，所述投藥裝置與所述氣浮裝置相連，用于往進入所述氣浮裝置的污水投藥，所述控制器分別與所述空壓機、投藥裝置、氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池電連接，通過所述控制器的控制，污水在所述水泵的作用下依次進入所述氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池中凈化后再排回原水域。進一步地，還包括清水池和設置于所述清水池內的水質檢測儀，所述清水池通過輸水管分別與所述氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池連通，所述水質檢測儀與所述控制器電連接，從所述砂濾池排出的污水進入所述清水池，經所述水質檢測儀檢測后選擇性地排回原水域或重新進入所述氣浮裝置、電絮凝裝置或砂濾池。進一步地，還包括污泥處理裝置，所述污泥處理裝置通過污泥管分別與所述氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池連通，用于收集并處理所述氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池產生的污泥。進一步地，所述水泵、氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池均為兩個，且所述兩個氣浮裝置、兩個電絮凝裝置和兩個砂濾池之間均為并聯設置，所述兩個水泵分別與所述兩個氣浮裝置連接。進一步地，還包括分別設置于所述水泵與所述氣浮裝置之間的預處理池，所述投藥裝置分別與所述預處理池連通以向所述預處理池中投藥對污水進行預處理。進一步地，所述氣浮裝置為淺池氣浮裝置。當發生突發性水域污染事故時，載有上述船載式水域凈化系統的船舶可以快速駛入被污染水域，污水在水泵的作用下依次進入氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池中經過三級凈化處理后再排回原水域。氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池處理效率高，能夠快速有效地凈化污染水域，使得船載式水域凈化系統能夠及時凈化污染水域，能夠應急處理突然性水域污染事故以將突發性水域污染事故的對水域的破壞減至最小，避免突發性事故對水域的污染而對水域生態造成嚴重的不良影響。


圖I為一實施方式的船載式水域凈化系統的結構示意圖。
具體實施方式為了能夠及時應對突發性水域污染事故，提出了一種能夠及時凈化污染水域的船載式水域凈化系統，以下通過附圖和具體實施方式
進一步闡述。請參閱圖1，一實施方式的船載式水域凈化系統100，包括分別設置于船艙(圖未示)內的空壓機110、水泵120、預處理池130、投藥裝置140、氣浮裝置150、電絮凝裝置160、砂濾池170、清水池180、污泥處理裝置190和控制器(圖未示)。空壓機110通過輸氣管200分別連通氣浮裝置150和電絮凝裝置160，水泵120、預處理池130、氣浮裝置150、電絮凝裝置160和砂濾池170通過輸水管300連通，預處理池130和投藥裝置140通過輸藥管400連通，控制器分別與空壓機110、預處理池130、投藥裝置140、氣浮裝置150、電絮凝裝置160、砂濾池170、清水池180和污泥處理裝置190電連接。空壓機110用于壓縮空氣并分別向氣浮裝置150和電絮凝裝置160輸送壓縮空氣。水泵120用于將污染水域中的污水輸送至預處理池130。本實施方式中，水泵120為兩個。可以理解，可在水泵120的入水口設置格柵，用于攔截會阻塞或卡住水泵120或其他設備的大顆粒物質或固體垃圾等。預處理池130和投藥裝置140用于對污水進行預處理。投藥裝置140與預處理池130通過輸藥管400連通并向預處理池130投放與污染物相對應的藥劑以對預處理池130中的污水進行預處理，以提高后續污水凈化效果和減少后續處理設備的損耗。投藥裝置140為自動投藥裝置，當預處理池130中的液位達到一定高度時，投藥裝置140自動向預處理池130中投放藥劑，作業效率較高。可以理解，預處理130可以設置有與控制器電連接的液位傳感器，控制器根據液位傳感器的信息控制投藥裝置140自動投藥。可以根據實際水域的污染情況選擇合適的藥劑，如絮凝劑、助凝劑、調理劑、破乳劑、消泡劑、消毒劑等。本實施方式中，預處理池130為兩個，兩個預處理池130并聯設置且分別與兩個水泵120連通。可以理解，可在預處理池130內設置有攪拌裝置，以促進藥劑的溶解和提高藥劑對污水的作用效果。氣浮裝置150用于對預處理后的污水進行一級固液分離處理，用于分離經過預處理的污水中形成絮凝團的懸浮物。氣浮裝置的作用原理是利用高度分散的微小氣泡為載體粘附廢水中的懸浮污染物，使其浮力大于重力和阻力而上浮到水面，從而實現固液分離。氣浮裝置150可用于沉淀法不適用的場合，以分離比重接近于水和難以沉淀的懸浮物，例如油脂、纖維、藻類等，也可用以濃縮活性污泥。空壓機110向氣浮裝置150的溶氣罐(圖未示)提供高壓空氣，并通過氣浮裝置150的釋放器(圖未示)驟然減壓、快速釋放，將大量空氣溶入水中，在水中產生大量微細氣泡。具體地，氣浮裝置150可以為渦凹氣浮裝置或淺池氣浮裝置等。淺池氣浮裝置中，進水和出水對池體的相對速度為零，這樣水中的懸浮物在相對靜止的環境中垂直上浮，上浮路程最短，固液分離效果較好。為提高污水處理效率，本實施方式優選采用淺池氣浮裝置。具體地，可選用克勞夫塔(KROFTA)氣浮裝置。本實施方式中，氣浮裝置150為兩個，兩個氣浮裝置150并聯設置。每一個氣浮裝置150與一個預處理池130連通。電絮凝裝置160用于對經氣浮裝置150處理的污水進行二級處理。污水經過氣浮裝置150處理后仍殘留有用氣浮裝置150裝置難以沉淀的懸浮物和其他有機物、細菌和重 金屬等。電絮凝裝置160凈化污水去除污染物范圍廣，可同時去除水中的有機物、細菌、懸浮物、重金屬及其他有毒物質，采用電絮凝裝置160進一步凈化污水。電絮凝裝置160的作用原理是在外電場的作用下，使可溶性陽極產生大量陽離子，陽離子和水體中的懸浮物絮凝沉淀從而使水得到凈化。電絮凝裝置160兼具電化學氧化、絮凝和氣浮的優點，使得電絮凝裝置160去除效率較高，并且電絮凝凈化過程無需添加化學藥劑，無二次污染。同時，電絮凝裝置160所形成的沉渣密實，不僅使水質的澄清效果好，且大大降低了污泥的處置費，有利于實現污水處理工藝的清潔生產。電解過程中當電壓達到水的分解電壓時，在陰極和陽極上分別析出氫氣和氧氣，生成的氣體以分散度極高的微小氣泡的形式出現，與原水中的膠體、乳狀油等污染物粘附在一起浮升至水面而被去除。電絮凝產生的氣泡遠小于加壓氣浮產生的氣泡，因而其氣浮能力更強，對污染物的去除效果也更好。本實施方式中，空壓機110與電絮凝裝置160連通以向電絮凝裝置160提供高壓空氣，以提高電絮凝裝置160的氣浮作用效果。本實施方式中，電絮凝裝置160為兩個，兩個電絮凝裝置160并聯設置。一個電絮凝裝置160與一個氣浮裝置150連通。電絮凝裝置160操作簡單，只需要改變電場的外加電壓就能控制運行條件，容易實現自動控制，對操作人員的要求很低，運行平穩，出水水質較穩定，設備處理時間短、處理效率高，非常適用于應急污染水域的水質凈化。電絮凝設備一般比較設計緊湊，占地面積小，僅為化學法處理設施占地面積的1/5。因此電絮凝裝置160有利于減小船載式水域凈化系統100整體體積，使船載式水域凈化系統100結構更緊湊。砂濾池170用于對經電絮凝裝置160處理的污水進行三級處理。砂濾池170可對水進行深度處理，以除去經電絮凝裝置160處理后的水中殘留的懸浮物、微量有機物、臭味和氨氮等，以進一步提高出水質量。本實施方式中，砂濾池170的為兩個，兩個砂濾池170并聯設置。具體地，砂濾池170可以為石英砂砂濾池、炭砂濾池或顆粒炭(GAC)-石英砂復合砂濾池等。石英砂砂濾池利用石英砂的物理攔截作用除去懸浮雜質，從而使水獲得澄清。炭砂濾池能夠吸附從前級泄漏過來的小分子有機物等污染性物質，對水中異味、膠體及色素、重金屬離子、有機物等有較明顯的吸附去除作用。顆粒炭(GAC)-石英砂復合砂濾池兼具活性炭的吸附作用和石英砂的物理攔截作用，凈化效果較高。[0026]本實施方式中，船載式水域凈化系統100還包括反沖泵(圖未示)，反沖泵通過輸水管與砂濾池170連通，以將砂濾池170攔截的物質反沖入污泥處理裝置190中。本實施方式中，砂濾池170也通過輸氣管200與空壓機110連通。反沖泵進行反沖時，空壓機110向砂濾池170提供壓縮空氣，汽水反沖效果較好。清水池180用于收集經過三級處理后的水。清水180通過清水管500分別與所述氣浮裝置150、電絮凝裝置160和砂濾池170連通。清水池180中設置有水質檢測儀(圖未示)。水質檢測儀用于檢測經過三級處理后的水是否達到排放標準。清水池180開設有出水口 182，當水質達到排放標準時，水由出水口排回原水域。污泥處理裝置190通過污泥管600分別與氣浮裝置150、電絮凝裝置160和砂濾池170連通，用于收集并處理氣浮裝置150、電絮凝裝置160和砂濾池170產生的污泥和沉渣，以使船載式水域凈化系統100在凈化污水的同時能夠凈化污泥和沉渣，實現污水處理工藝的清潔生產。污水在氣浮裝置150中經過一級處理后污泥和沉渣、在電絮凝裝置160經過二級處理后的污泥和沉渣及在砂濾池170中經過三級處理后的污泥和沉渣通過污泥 管進入污泥處理系統190。本實施方式中，污泥處理裝置190內部設置有污泥脫水機(圖未示)，污泥脫水機用于減少污泥和浮渣中的水分，以除去污泥和浮渣的異味，使污泥和浮渣成為非腐敗性物質。本實施方式中，污泥處理裝置190也通過輸氣管200與空壓機110連通。當污泥需要通過好氧消化處理時，空壓機110向污泥處理裝置190提供壓縮空氣，以提供足夠的氧氣進行好氧消化。控制器用于控制船載式水域凈化系統100其他各裝置的工作，以實現自動控制，提高污水凈化效率。當發生突發性水域污染事故時，載有船載式水域凈化系統100的船舶快速駛入被污染水域，控制器啟動水泵120，水泵120將污水輸送入預處理池130中，投藥裝置140向預處理池130投放藥劑。同時，控制器啟動空氣壓縮機110，以將壓縮空氣輸送至氣浮裝置150和電絮凝裝置160中以進行氣浮作用凈化污水。預處理完成后，污水進入氣浮裝置150進行一級處理后進入電絮凝裝置160中，被分離的污泥和浮渣進入污泥處理裝置190，經過一級處理的污水在電絮凝裝置160中進行二級處理后進入砂濾池170中，被分離的污泥和浮渣也進入污泥處理裝置190中，污水經過二級處理后在砂濾池170進行三級處理，砂濾池170的反沖水也進入污泥處理裝置190中。污水經過三級處理后流進清水池180，清水池180中的水質檢測儀檢測水質是否達到排放標準并將檢測結果傳送給控制器，如污水經過三級處理后已達到排放標準，則控制器開啟清水池180的出水口 182，水從出水口排回原水域。如水質未達標，根據水質情況，則未達標的水選擇性地流進氣浮裝置150，重新進行一級、二級和三級處理，或流進電絮凝裝置160重新進行二級和三級處理，或返流回砂濾池170重新進行三級處理。污水中被分離的污泥和浮渣在污泥處理裝置190中處理。船載式水域凈化系統100為移動式水域凈化系統，當發生突發性水域污染時，船載式水域凈化系統100能夠迅速出動，行使進入受污染水域中現場凈化污水。船載式水域凈化系統100設置了氣浮裝置150、電絮凝裝置160和砂濾池170分別對污水進行一級、二級和三級凈化處理，氣浮裝置150、電絮凝裝置160和砂濾池170處理效率高，能夠快速有效地凈化污染水域，使得船載式水域凈化系統100能夠及時凈化污染水域，能夠應急處理突然性水域污染事故以將突發性水域污染事故的對水域的破壞減至最小，避免突發性事故對水域的污染而對水域生態造成嚴重的不良影響。固定的水域凈化系統一般體積比較龐大，建造成本和維護成本較高，一般情況下，固定的水域凈化系統一般設置于較易受到污染的水域中，覆蓋面較小，往往不能處理較遠水域中水。而為了能夠擴大固定的水域凈化系統的覆蓋面以能夠全面凈化水域則需建設多個固定的水域凈化系統，如此一來，水域凈化的成本大大提高。而采用移動式的船載式水域凈化系統100進行水域凈化無需預先在水域中設置固定的水域凈化系統，船載式水域凈化系統100可以隨污染帶移動。當受污染水域的覆蓋面積較大時，船載式水域凈化系統100的經濟性較高的優勢尤為明顯。船載式水域凈化系統100對污染水域進行凈化時，投放藥劑以進行預處理在預處理池130中進行，而不會直接向污染水域中投放藥劑，不會對水域造成二次污染。可以理解，在其他實施方式中，也可以不設置預處理池130，而是將投藥裝置140 直接與氣浮裝置150通過輸藥管400連接。污水進入氣浮裝置150后，投藥裝置140通過輸藥管400向氣浮裝置150的污水投放藥劑進行預處理。本實施方式中，兩個預處理池130并聯設置，兩個水泵120分別與兩個預處理池130連通，兩個氣浮裝置150并聯設置，兩個電絮凝裝置160并聯設置以及兩個砂濾池170也并聯設置，形成兩個污水凈化子系統。這使得船載式水域凈化系統100在一次運行中，可同時進行兩個批次的污水凈化，一方面提高了船載式水域凈化系統100的污水凈化量和凈化效率，另一方面，兩個污水凈化子系統可以互為備用，當其中一個出故障時，另一個仍可保障污水凈化順利進行，使得船載式水域凈化系統100的可靠性較高。可以理解，在其他實施方式中，水泵120、預處理池130、氣浮裝置150、電絮凝裝置160和砂濾池170也可以分別為兩個以上，可以根據載有船載式水域凈化系統100的船舶的實際負載量合理設計水泵120、預處理池130、氣浮裝置150、電絮凝裝置160和砂濾池170的數量。可以理解，在其他實施方式中，當污染程度較小時，也可以不設置清水池180和水質檢測儀，污水經過氣浮裝置150、電絮凝裝置160和砂濾池170三級處理后即可達到排放標準而直接從砂濾池170中排放回原水域。設置清水池180用于暫時蓄水，經過三級處理后的水經水質檢測儀檢測后再排放或重新進行處理，使經過處理的水達到嚴格的出水標準。進一步地，還提供一種載有船載式水域凈化系統100的船舶(圖未示)，該船舶載有船載式水域凈化系統100使得船舶在水域中航行時可同時進行水域凈化。可以理解，可以設計不同規格、不同負載量的船舶，相應地，船載式水域凈化系統100的規格和處理能力也根據船舶的規格和負載量合理設計，以滿足不同的需求，如需處理河流或湖泊的污染水域時，可以選用規格較小的船舶，處理海洋污染水域時，可選用規格較大的船舶。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種船載式水域凈化系統，其特征在于，包括分別設置于船艙內的空壓機、水泵、投藥裝置、氣浮裝置、電絮凝裝置、砂濾池和控制器，所述空壓機通過輸氣管分別與所述氣浮裝置和電絮凝裝置連通以向所述氣浮裝置和電絮凝裝置提供壓縮空氣，所述水泵、氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池通過輸水管依次連通，所述投藥裝置與所述氣浮裝置相連，用于往進入所述氣浮裝置的污水投藥，所述控制器分別與所述空壓機、投藥裝置、氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池電連接，通過所述控制器的控制，污水在所述水泵的作用下依次進入所述氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池中凈化后再排回原水域。
2.根據權利要求I所述的船載式水域凈化系統，其特征在于，還包括清水池和設置于所述清水池內的水質檢測儀，所述清水池通過輸水管分別與所述氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池連通，所述水質檢測儀與所述控制器電連接，從所述砂濾池排出的污水進入所述清水池，經所述水質檢測儀檢測后選擇性地排回原水域或重新進入所述氣浮裝置、電絮凝裝置或砂濾池。
3.根據權利要求I所述的船載式水域凈化系統，其特征在于，還包括污泥處理裝置，所述污泥處理裝置通過污泥管分別與所述氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池連通，用于收集并處理所述氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池產生的污泥。
4.根據權利要求I所述的船載式水域凈化系統，其特征在于，所述水泵、氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池均為兩個，且所述兩個氣浮裝置、兩個電絮凝裝置和兩個砂濾池之間均為并聯設置，所述兩個水泵分別與所述兩個氣浮裝置連接。
5.根據權利要求4所述的船載式水域凈化系統，其特征在于，還包括分別設置于所述水泵與所述氣浮裝置之間的預處理池，所述投藥裝置分別與所述預處理池連通以向所述預處理池中投藥對污水進行預處理。
6.根據權利要求5所述的船載式水域凈化系統，其特征在于，所述氣浮裝置為淺池氣浮裝置。
專利摘要一種船載式水域凈化系統，包括分別設置于船艙內的空壓機、水泵、投藥裝置、氣浮裝置、電絮凝裝置、砂濾池和控制器，空壓機通過輸氣管分別與氣浮裝置和電絮凝裝置連通以向氣浮裝置和電絮凝裝置提供壓縮空氣，水泵、氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池通過輸水管依次連通，投藥裝置與氣浮裝置相連，用于往進入氣浮裝置的污水投藥，控制器分別與空壓機、投藥裝置、氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池電連接，通過控制器的控制，污水在水泵的作用下依次進入氣浮裝置、電絮凝裝置和砂濾池中凈化后再排回原水域。當發生突發性水域污染事故時，該船載式水域凈化系統能夠及時進入污染水域中凈化污水，應急處理突發性水域污染事故。
文檔編號C02F1/463GK202482159SQ201220032100
公開日2012年10月10日 申請日期2012年2月1日 優先權日2012年2月1日
發明者呂小鴻, 李大華, 王小林, 鄭參 申請人:李大華