CN106458674A - 用于对水流进行净化和杀菌的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对水流进行净化和杀菌的系统。所述系统包括具有从储水池泵送水的泵(56)的主处理管线(1)、主过滤器(8)、杀菌站(20)和系统出口(30)。所述主过滤器装备有第一过滤元件和反洗构件以利用反洗水冲洗所述第一过滤元件。二级处理管线连接至反洗构件的出口(17)并且具有反洗过滤器以从反洗水中除去淤泥。所述主过滤器(8)被设计成以使得第一过滤元件两侧的压力差为至少0.1巴(10kPa)并且所述反洗过滤器被设计成以使得反洗过滤元件两侧的压力差为至少0.05巴(5kPa)。

Description

用于对水流进行净化和杀菌的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于对水流进行净化和杀菌的系统。本发明还涉及一种用于对水流进行净化和杀菌的方法。当流出的水必须满足国际海运组织(IMO)的压载水(ballastwater)条约中规定的要求时，系统被用来净化从船只的压载舱流入环境中水。根据该条约，在来自船只的净化过的水中，大于50微米的生物体的最大量是每立方米10个生物体，对于在10到50微米之间的生物体，最大量为每毫升10个生物体，并且条约规定了对健康有害的活菌的最大浓度。

背景技术

从WO2013/178296中已知了所述系统，其中描述了一种压载水处理装置。所述装置被构造成在卸载压载物操作期间并且借助于第一反洗水(backwashing water)管道将反洗水从压载水过滤器引导至压载水泵的吸入侧。这样，过滤器的反洗水重新循环通过压载水泵和压载水过滤器。

在该已知的系统中，由压载水过滤器从水中除去的生物体被重新引入到压载水过滤器上游的水中，导致了压载水过滤器上游的水内部生物体的累积，其可能导致压载水过滤器的堵塞，这是不利的。

文件WO2014/035343公开了所述系统的进一步的实施例。该文件描述了一实施例，其从二级过滤系统除去沉积物并且在积聚沉积物之前通过蒸发浓缩这些沉积物。此外，该文件公开了在一般使用的紫外线(UV)光杀菌系统中，UV灯需要高功率消耗量以杀死过滤之后剩余的生物体。

发明内容

本发明提供了一种改进的系统，由此从水流中除去浮游生物体。

在本发明的一方面，提出了一种用于对水流进行净化和杀菌的系统，所述系统包括主处理管线，所述主处理管线包括具有泵的进口和系统出口，所述泵将水从储水器(诸如，船只的压载水舱)通过主过滤器泵送至具有一个或多个UV灯的杀菌站以给水流杀菌。所述主过滤器设有第一过滤器元件和反洗构件，该反洗构件具有第一反洗出口以利用反洗水冲洗第一过滤元件。

该系统还包括二级处理管线，所述二级处理管线包括：与第一反洗出口处于流体连通的进口；具有反洗过滤元件的反洗过滤器，该反洗过滤元件具有最大尺寸在50微米和20微米之间的过滤孔口，以从反洗水中除去浮游生物体和淤泥；和与主处理管线处于流体连通的第二出口，以将过滤过的反洗水从二级处理管线引导至主处理管线，其中所述反洗过滤器被设计成使得反洗过滤器元件两侧的反洗压力差小于0.05巴(5kPa)，并且其中所述主过滤器被设计成使得第一过滤元件两侧的压力差为至少0.1巴(10kPa)或者0.2巴(20kPa)，并且其中第一过滤元件中的孔口的最大尺寸优选小于反洗过滤元件中的孔口的最大尺寸的一半或者三分之一。

根据本发明的系统的优点是第一过滤元件的孔口两侧的压力降为反洗过滤元件两侧的压力降的至少两倍。这导致被压在第一过滤元件上的生物体或者无机物部分的破碎并且通过孔口。大于第一过滤元件中的孔口的生物体或者无机物部分将压靠在过滤器中的多个孔口上，并且由于所述生物体或者无机物部分没有结构强度，生物体或者无机物部分的各部分将被拉拽成几个分开的小块或者碎片，其将流过过滤孔口。

以这种方式，生物体或者无机物部分将被破碎成更小的部分，并且所述破碎部分常常不再有活力或者碎片对于UV射线容易进入，该UV射线促使杀死杀菌站中的生物体的剩余活性部分。以这种方式，第一过滤元件被用作切碎或破碎装置。包含诸如骨骼、骨头、软骨、壳或者类似物的构造组织的生物体或者其部分和无机物部分可能未被破碎，并且生物体将卡住在第一过滤元件上并且后来被反洗水从第一过滤元件冲洗掉，并且如果其大于反洗过滤器中的孔口，则其将作为淤泥残留在反洗过滤器上。反洗过滤器两侧的受限的压力差防止抵靠在反洗过滤元件上的更大生物体的变形以使得这些生物体被从水流中过滤掉并且仅较小的生物体流入杀菌站中，在该杀菌站中，所述生物体将被UV射线杀死。

由生物体和无机物的破碎所引起的进一步效果是：曾经将由反洗过滤器滤出的大部分且在特定情况下大约百分之70的浮游生物体现在作为碎片随着主水流冲洗通过第一过滤元件的更小孔口并且不会停靠在反洗过滤元件上以及处于淤泥中。特定水流中的淤泥量的该减少取决于水流中的生物体的性质：在许多幼虾被从水流中过滤掉后剩余的最终成为淤泥的物质显著不同于最终为浮游动物的淤泥的物质。试验已经显示出，平均起来，根据本发明的主过滤器中的破碎使剩余在反洗过滤器中的淤泥的每立方米重量减少了大约70％并且减小了通过主过滤器冲出的生物体的尺寸，以使得利用UV射线杀死这些生物体更容易并且需要更少的电力。

在一实施例中，反洗过滤器具有过滤器冲洗系统以利用冲洗水从反洗过滤器冲洗掉淤泥，并且过滤器冲洗系统连接至分离器或者离心器以从淤泥中除去冲洗水。以这种方式，被从反洗过滤器中冲洗出的淤泥浓缩成具有小于20％的水份含量的沉积物。因为脱水淤泥或者沉积物的体积较小，所以其可以被单独地和/或暂时地存储以使得系统不需要用于除去的淤泥的大存储器。从通过主过滤器和反洗过滤器循环的流体中除去脱水淤泥防止过滤器的淤塞。在分离器或者离心器之后，从淤泥中除去的水向上游重新循环至主过滤器或者反洗过滤器，以使得剩余在流体中的淤泥不会随着主流离开而是被破碎或者再次滤出。脱水的淤泥或者沉积物被发送到系统外部并且可以被连续地或者间歇地除去。

在一实施例中，主过滤器包括具有最大尺寸10微米或者6微米的过滤孔口的第一过滤元件。以这种方式，生物体在可以通过主过滤器中的孔口之前被减小为小碎片，以使得利用UV射线杀死碎片需要有限剂量的射线，并且这使得UV射线更有效。

在一实施例中，反洗构件可以被构造成同时冲洗少于20％或者少于10％的第一过滤元件的第一过滤孔口。反洗构件可以基于在主过滤器内所测得的积累压力的基础上操作，以使得当主过滤器两侧的压力差超过预定值，例如0.3巴(30kPa)时，反洗构件被激活以从主过滤器中冲洗出生物体或者无机物部分。反洗构件可以被构造成冲洗主过滤器的过滤孔口的较小的或者有限的面积，以此使反洗水的流量最小，其限制了反洗过滤器的尺寸。反洗构件设有驱动器以在所有的第一过滤孔口上方移动，以便通过及时地移动来净化所有的过滤孔口而同时未被反洗构件覆盖过滤孔口在过滤时保持工作。

根据一实施例，二级处理管线可以包括处于管线内的两个或更多个反洗过滤器，并且所述反洗过滤器中的一个可以具有最大尺寸25微米或者20微米的孔口。以这种方式，如果反洗过滤器失效则不存在太大的生物体随着水流离开系统的风险。此外，25微米或者20微米的反洗过滤元件中的孔口的最大尺寸确保了流过反洗过滤器中的孔口的较大的生物体的数量减小。这使得更容易遵循IMO条约中规定的限制。

在进一步的实施例中，处于管线内的第一反洗过滤器具有的过滤孔口的最大尺寸大于或者等于随后的反洗过滤器的过滤孔口。以这种方式，反洗过滤器除去了逐渐减小尺寸的颗粒，由此淤泥负载遍布各个过滤器。

在一实施例中，至少一个反洗过滤器包括转筒式过滤器。所述转筒式过滤器是有利的，因为其提供了必须除去浮游生物体的水的可靠过滤。此外，所述转筒式过滤器两侧的压力差可以是小的，因所述转筒式过滤器可以具有大的过滤表面。

在一实施例中，第二出口被连接至相对于杀菌站在上游的主处理管线或者其中二级处理管线具有第二杀菌站。以这种方式，离开系统的所有的水经受UV射线，以使得没有传染性生物体自系统流走。

在一实施例中，杀菌站中的至少一个UV灯被连续不断地打开，其可以处于低于全功率的功率。以这种方式，可以立即启动系统，即使缓慢启动UV灯的情况下也是如此，并且防止流出的水未被辐照。

在一实施例中，反洗过滤器包括过滤器冲洗系统以利用冲洗水从反洗过滤元件冲洗掉淤泥，其中过滤器冲洗系统的出口被连接至淤泥槽，以收集带有从反洗过滤器冲洗出的淤泥的冲洗水，其中所述淤泥槽被连接至分离器，特别是离心器，以使淤泥脱水，并且其中第一分离器出口被连接至主处理管线或者二级处理管线，并且第二分离器出口被连接至存储区或者储槽以存储脱水的淤泥。

该实施例的优点是沉积物被从分离器(特别是离心器)发送至系统外部，以使得沉积物可以被运离系统。沉积物可能具有小于20％或者大约7-15％的含水量并且还可以被称为泥浆。在处理了来自一艘或多艘船只的压载水之后可以间歇地除去所述泥浆。

该实施例的另一优点是在不停止水流的情况下和/或在不提供至过滤器装置自身的入口的情况下净化该反洗过滤器。换句话说，系统可以是闭路系统并且不需要入口来净化过滤器装置。

在一实施例中，主处理管线包括相对于主过滤器在上游的自吸单元(self－priming unit)和/或粗滤单元。当例如用于对水流进行净化和杀菌的系统是可以连接至船只的压载舱的独立单元时，系统可以独立于船只地操作。

粗滤单元设置来用于从水流中除去较大的坚硬物体以便防止对例如主过滤器引起任何损害。粗滤单元可以被设计成能从水流中除去大于4毫米或者大于2毫米的颗粒。

在一实施例中，主处理管线可以包括压力调节元件(特别是流量控制阀)以调节第一过滤元件下游侧的压力。以这种方式，可以控制流过第一过滤元件的反洗水，以确保第一过滤元件的充分净化。

在一实施例中，用于对水流进行净化和杀菌的系统被放置在容器中，所述容器可以是可移动的容器和/或在诸如卡车的车辆上，和/或在诸如驳船的船只上。以这种方式，所述系统可以被运送至进入海港并且需要卸载压载水的船上。在其中所述系统位于远洋轮中的实施例中，其可以是船的一部分并且当在所有情况和船所处于的港口中除去压载水时可以使用。对于半潜式船，可以使用所述系统净化和杀菌流至和/或来自压载舱的水流，或者所述系统可以被用于净化和杀菌用于净化压载舱的洗涤水。将系统放置到容器中使得能够将系统放置到封闭环境中，以使得所述系统不可轻易地接近或者仅可由所选择的人员组(例如，认证人员)接近。此外，所述系统可容易地运输，因为容器可以被放置到运输车辆或者船只上。

在一实施例中，用于对水流进行净化和杀菌的该除去系统配有电源。电源可以被放置在容器内部。当系统和电源被放置在容器内部时，在容器内部设置空气控制装置可能是有利的。具有自己的电源的系统是一种独立地运行的系统并且因此能在任何预定位置处运行。

在一实施例中，杀菌站上游侧的所有排泄阀被连接至杀菌站上游侧的排水储槽。以这种方式，没有诸如微生物的活的生物体被释放到环境中。

在一方面，本发明包括一种用于对水流进行净化和杀菌的方法，其中水流在至少0.1巴(10kPa)或者0.2巴(或者20kPa)的第一压力差下被泵送通过主过滤器的第一过滤元件。第一过滤元件被反洗水的流冲洗并且反洗水中的生物体被具有最大尺寸在50微米和20微米之间的孔口的反洗过滤器滤出。此外，当反洗过滤元件两侧的反洗压力差大于0.05巴(5kPa)时以水射流清洗反洗过滤器，并且在分离器中使带有淤泥的水射流脱水并且存储淤泥以用于稍后处置。

从主过滤器和反洗过滤器流出的水在消毒站利用UV射线杀菌并且被导引到环境中，并且从分离器流出的水重新进入主过滤器和/或反洗过滤器上游侧的系统中。该方法的优点是，第一过滤元件两侧的压力差促使被压靠在第一过滤元件上的生物体破碎成可以流过过滤元件的孔口的更小部分。所述更小部分容易利用UV射线消毒并且流过孔口的物质减少了必须存储的脱水淤泥的量。

在一实施例中，第一过滤元件中的孔口的最大尺寸小于反洗过滤元件中的孔口的最大尺寸的一半或者小于10或6微米。以这种方式，进入消毒站的破碎的生物体的大部分具有较小尺寸，其确保UV射线是最有效的。

在一实施例中，该方法包括如下步骤：用于测量第一过滤元件两侧的第一压力差，以及当所述第一压力差超过0.3巴(30kPa)时启动反洗水流，以冲洗第一过滤元件。如此，减小反洗过滤器的负载的反洗不是不必要的。

在一实施例中，反洗过滤器是转筒式过滤器，所述方法可以进一步包括用于测量转筒式过滤器的筒内水位的步骤。当所述水位到达预定高度时，过滤器冲洗系统被激活以从筒的内表面除去淤泥。

附图说明

将参照附图中示出的本发明的示例性实施例更详细地阐明本发明的多个方面，其中：

图1是主处理管线的示意图；

图2是二级处理管线的示意图；

图3是主过滤器的部分横截面图；

图4是转筒式过滤器的截面示意图；和

图5是主过滤器的示意性前视图和横截面图。

然而，应当意识到，这些实施例不能被看作是限制本发明的保护范围。

在海域上行驶的船只通常具有压载舱，以便根据负载情况平衡调整船只。当例如船只未装载货物时压载水被从周围水泵入压载舱中，或者当例如船只大量地装载货物时水被从压载舱泵出到周围水中。压载水的输入和输出可能发生在不同地点和不同港口中，其可能引起现在仅在世界的特定地点存活的生物体的不希望有的传播。所述系统净化并消毒水流，并且系统可以用来净化从船只的压载舱泵出的压载水。

在一实施例中，系统可以还被用于净化流入储槽中的水，由此存储在储槽中的水可以被用来冲洗例如半潜式船的压载舱，以使得该船可以在装载/卸载货物期间使用其压载舱。其中系统被用于净化和消毒水流的其他应用的其他实施例也是可能的，这些实施例或多或少使用与借助于附图所描述的实施例相同的部件。

如图1中所示，用于对水流进行净化和杀菌的系统的主处理管线1包括与船只(未显示)的一个或者多个压载舱的出口连接的进口2。具有泵56的自吸单元3设置在进口2的下游侧，以便可以将压载水从船只的压载舱泵入主处理管线1，甚至当船只自身不能将压载水从压载舱泵至系统时也是如此。

主处理管线1包括由以下材料制成的管道和附件：陶瓷、铁、CuNi、塑料等和/或其组合，以防止腐蚀和不希望有的生物体的生长。

如果需要，自吸单元3从管线57除去空气(在该情况下，该管线是自吸单元和船只的压载舱之间的管线)，以便泵56最终将水从压载舱泵入系统中。在船只使用泵将水从压载舱泵入主处理管线1中的情况中，起到附加泵作用的自吸单元或者泵56保持不工作(idle)。

抽吸管线5中的压力借助于一个或多个压力传感器6来确定，并且当该压力超过规定界限(例如1.1巴(110kPa))预定时间周期(例如60秒)时，旁路(未显示)可以被打开并且水流绕过所述自吸单元。

粗滤单元7设置在自吸单元的下游侧。粗滤单元7从已经进入主处理管线1的水中过滤掉固体。固体，诸如螺钉、碎片或者其他物体，可能损坏系统的一部分并且因此必须被从水中除去。粗滤单元7可以具有最大尺寸4mm或者2mm的孔口。应当指出，在系统的其他实施例中，粗滤单元可以被定位在自吸单元3的上游侧或者可以被定位在船只(未显示)的压载舱的出口的上游侧。

压力传感器6可以设置在粗滤单元7的上游侧和下游侧。可以确定粗滤单元7两侧的压力差，该压力差例如可以指示粗滤单元7被物体(未显示)阻塞并且需要紧急动作。

在图1中所示的实施例中，主过滤器8设置在粗滤单元7的下游侧。主过滤器8包括具有入口和出口(未显示)的壳体15。如可以在图3中看到的，主过滤器8包括具有多个孔口11的环形元件10。成波状的第一过滤元件12围绕环形元件10设置，以便在环形元件10中的一排孔口11之后形成过滤室13。在环形元件10内部，具有反洗臂14的反洗构件被设置成紧靠环形元件10密封并且延伸过至少等于孔口11之间的距离的宽度。在反洗臂14的靠近环形元件10的端部处，在所述端部和环形元件10之间设置小的容许偏差以减少从环形元件10内部进入反洗臂14中的水量。可替代地，在反洗臂14的端部处设置密封件(未显示)，该端部与环形元件10接触。反洗臂14被连接至泵9以便协助在过滤室13上的反洗。驱动单元(未显示)被连接至反洗臂14以在环形元件10内部如箭头A所示旋转地驱动反洗臂14。驱动单元和泵9被连接至控制器(未显示)，该控制器基于预定参数(诸如时间和/或环形元件10内部积累的压力)来控制驱动单元和泵9。在使用中，主水流从环形元件10内部流到环形元件10外部。

应当指出，基于被设置在过滤元件12的下游侧的壳体15中的压力并且没有用于协助反洗水流动的泵9，提供越过过滤元件12的各室的反洗水流是可能的。

第一过滤元件12具有小于10微米或者6微米的最大尺寸的过滤孔口。具有所述小孔口的过滤材料可以由形成网孔的线制成，例如由不锈钢丝材料316L或者类似物制成或者由304、蒙奈尔镍铜合金或者其他金属线制成。合成材料也是可以的。所述线是非常细的，并且对于单根编织的网格线，滤网的最小孔径宽度与线宽近似。更复杂的线网是可能的，诸如斜纹布荷兰织物，其可以产生更小的孔。在其他实施例中，过滤材料可以由与早先提到的相同材料的金属板构成的，其中例如利用脉冲激光光束制造出直径6微米或者10微米的孔。

在所公开的实施例中，不存在大于6微米或者10微米尺寸的过滤孔口。由于第一过滤元件12两侧的相当高的压力差和生物体的结构，具有大约10微米或者6微米的最大开度的过滤孔口的过滤元件使得更大的生物体在经过过滤器之前被破碎成更小的部分。

大于过滤孔口的生物体将被破碎成和/或将被拉拽成分开的小块，所述小块可以流过第一过滤元件12的过滤孔口。图5图示了该过程并且显示了第一过滤元件12上的生物体O。该生物体在线网织物上以前视图(图5a)示意性地示出并且在具有激光脉冲孔的金属板上以横截面(图5b)示意性地示出。在上游侧，生物体O靠在过滤元件12上并且封闭小过滤孔口12a。

第一过滤元件12两侧的压力差压在生物体O上并且生物体O的碎片将被压过小过滤孔口12a。生物体O将破碎并且以小块流过孔口12a。生物体中的坚硬部分可能留在过滤元件12的压力侧并且由反洗除去。主过滤器8被设计成使得第一过滤元件12两侧的压力差高于0.1巴(10kPa)或者可能高于0.2巴(20kPa)。该压力差足以破碎生物体O。

在运行期间，环形室10中的压力为大约2巴(200kPa)并且第一过滤元件12两侧的主流的压力差被限制为0.3巴(30kPa)。压力传感器(未显示)设置来用于测量压力，当第一过滤元件12两侧的压力差超过0.3巴(30kPa)时该压力传感器向控制器发送信号。控制器于是启动反洗水流以便净化第一过滤元件12。

流量传感器16可以被设置在主过滤器8的下游侧以用于测量来自主过滤器8的流量。在一实施例中，当流量传感器16感测到主处理管线1中的流量低于预定界限时，流量传感器16向控制器发送信号以便启动反洗。

反洗水流具有越过第一过滤元件12两侧的大约1.6巴(160kPa)的压力差。反洗水将由被除去的生物体和被从过滤室13除去的其他颗粒组成的淤泥一个接一个地冲洗掉，主过滤器8已经从主流中滤出所述淤泥。反洗臂的出口17被连接至用于净化并消毒水流的系统的二级处理管线19的入口18(参见图2)，其将相对于图2描述并且在图2中详细示出。

在主处理管线中的水已经通过主过滤器8之后，水进入杀菌站，在该实施例中，第一UV站20利用UV射线辐射水。UV射线杀死水中任何残留的生物体和/或停止其生长。在该实施例中，第一UV站20包括两个UV灯21以辐射水。实际上，UV灯需要大约5分钟启动以便射线足够强以杀死生物体。因此旨在总有一个UV灯被打开，以便有可能立即启动处理压载水。实际上，UV灯可以按半个最大强度地点亮。应当指出，C.I.P.(就地净化)系统(未显示)可以设置来清理UV灯21或者其外壳。

流过第一过滤元件12的生物体的破碎部分已经被压过6微米或者10微米的孔口。尽管其可能具有一定长度，但是UV射线可以轻易地穿入破碎的生物体中。这些破碎部分的照射是非常有效的，并且用于杀死生物体的电力需求是有限的。

在系统的该实施例中，选择性地具有空气冷却水的冷却器的冷却管线22平行于第一UV站设置。冷却管线22在上游侧被连接至主处理管线1并且在下游侧被连接至第一UV站20，以便形成一环路。在流过第一UV站20的水最少的情况中，水可以被容纳在环22内并且水可以借助于例如泵24循环通过冷却管线22和第一UV站20来散发热并从而冷却发光的UV灯。

选择性地，水流可以被挡在第一UV站20前后，以便有可能使水通过冷却管线22循环。辐照水的UV灯可以引起水的温度升高，这可以致使水膨胀。具有薄膜(未显示)的膨胀槽可以设置在第一UV站20附近并且连接到其上，以使得由UV灯21引起的水的膨胀可以由膨胀槽(未显示)吸收。

在其他实施例中，第一UV站20可以由其他系统替代以用于杀菌水流，诸如利用臭氧、氯化物杀菌的系统，或者类似系统。杀菌系统杀死剩余的生物体或者使得不能繁殖，以便没有剩余能繁殖的或者活的生物体。

为了在主处理管线1和主过滤器8的壳体15内部提供足够的压力，在主过滤器8的下游侧设置诸如流量控制阀10的压力调节构件。流量控制阀10可以配有感测主处理管线1内部的压力的压力传感器。流量控制阀10被连接至控制器(未显示)，以便可以连续地调节主处理管线1中的压力。所述压力被用于监视通过主过滤器8的主流量的过滤并且控制反洗水的流量，以确保其足够强以冲洗干净过滤室13。在该实施例中，压力调节构件是流量控制阀。流量控制阀也可以在第一UV站前使流停止。

由于流量控制阀10，所以系统被提供通过主处理管线1的可调节的水流。在一实施例中，系统可以被自动地控制。

流量控制阀54还可以被设置在反洗构件14的下游侧以便控制通过反洗构件14的流量。

在该实施例中，在水已经通过第一UV站20之后，存在鹅颈管25。在鹅颈管的顶部上，通气阀(aeration valve)26被设置成从主流动管线除去空气，以便在使用期间UV站20保持充满水以提供UV灯的冷却。一个或多个采样元件29被设置在鹅颈管25的上游侧，该采样元件29被构造成采样水。此后，所述水经由出口30被排放到环境的水中。

图2显示了用于净化和消毒水流的系统的二级处理管线19。二级处理管线19包括连接至反洗构件14的出口17的入口18。来自反洗构件14的水被收集在反洗过滤器31中，该反洗过滤器在本实施例中是转筒式过滤器。转筒式过滤器31的优点是，为了过滤水需要非常小的压力差，因为水流是通过大过滤面积的重力流。反洗过滤器31因没有泵压力被用于将水流压过过滤器材料而可以被称为重力过滤器，过滤器材料可能选自于如对于主过滤器所描述的材料。

来自自吸单元3或者其他排泄阀的任何空气和射流可以通过入口27进入转筒式过滤器31中，以使得空气和射流中的生物体颗粒在系统的二级处理管线19中被除去并且没有生物体留在系统中。转筒式过滤器31的外壳设有以低速透气的通风开口53，以使得不存在带有生物体的射流。

如图4中详细地示出，第一转筒式过滤器31包括容器33内部的筒32和筒32内部待被过滤的水。设置驱动器28，该驱动器28连接至控制器(未显示)。控制器控制驱动器28来连续地或者间歇地转动转筒式过滤器31的筒32。水经由筒的入口34进入转筒式过滤器31内部(该入口34与入口18处于流体连通)，并且此后通过具有过滤孔口的筒元件流到筒32的外部35，从而经过作为筒32的一部分的筒元件。所述筒元件具有最大尺寸大约40微米、30微米、25微米或者20微米的过滤孔口，该过滤孔口在重力流中足以滤出大于50微米的生物体。同样在该情况下，这意味着不存在更大尺寸的过滤孔口。

在第一转筒式过滤器32中，筒元件两侧的压力差被限于0.05巴(5kPa)以使得较大的生物体不会被压过过滤网。该有限的压力差被称作重力流。为了确保该有限的压力差，在一实施例中，筒32的外侧35上的水位高于筒32的下侧。这将筒元件上的压力差限制到5kPa、3kPa或者甚至限制到1kPa。向上延伸并且被连接至出水管道45的具有开口的弯管(未显示)确保了压力差方面的该限制。

在一实施例中，在第一转筒式过滤器31内部，传感器(未显示)测量水位，该传感器被连接至控制器。在其中传感器感测到水位达到某一高度的情况中，给控制器发送信号，该某一高度是过滤孔口被淤泥堵住的指示，淤泥是由筒元件滤出的生物体的残余物。控制器于是向冲洗系统发送信号，在该实施例中，喷射元件36开始向筒32的外表面喷射。喷射元件36位于接收站37之上。淤泥被从筒元件喷射出，所述淤泥落入接收站37中。接收站37被连接至用于从转筒式过滤器31收集淤泥的淤泥槽38。应当指出，没有光能够进入转筒式过滤器31以便防止筒32上藻类的生长。

转筒式过滤器的筒可以包括用于在筒转动期间防止淤泥在筒元件上向下移动的突起55。

在第一转筒式过滤器31已经过滤水之后，在所示实施例中，水经由出水管道45进入第二反洗过滤器39，在该情况下为第二转筒式过滤器39，其类似于第一转筒式过滤器31并且与第一转筒式过滤器31基本上起到相同作用。第二转筒式过滤器39的筒可以具有50微米、45微米、或者40微米、30微米、25微米或者20微米直径的孔口。水槽40设置成用于收集离开附加转筒式过滤器39的水。第一转筒式过滤器31和第二转筒式过滤器39的喷射元件36经由管道49和选择性地泵50从水槽40被供给水。应当指出，没有光能够进入水槽以防止过滤器上藻类的生长。

在该实施例中，第三转筒式过滤器47设置在第二转筒式过滤器39的下游侧。经由出水管道51，由转筒式过滤器31和第二转筒式过滤器39过滤过的水进入第三转筒式过滤器47。在该情况下，第一转筒式过滤器31作为前置过滤器。此外，转筒式过滤器31、第二转筒式过滤器39和第三转筒式过滤器47可以具有不同尺寸或者也可以能过滤不同的水量。在所示实施例中，存在三个反洗过滤器。在某些情况中仅一个或者两个反洗过滤器可能是足够的。

在多于一个反洗过滤器的情况中，过滤器材料的表面和过滤器材料中的孔口被设计成使得在使用不同过滤器期间除去相同的淤泥量；这意味着，反洗过滤器的过滤材料中的孔口在流动方向上变得更小。

用于净化和消毒水流的系统的第二管线还包括连接至淤泥槽38的诸如离心器的分离器23。泵41将淤泥从淤泥槽38泵入分离器40并且随后分离器将水和沉积物从淤泥分开。水被从分离器40再循环至冲洗槽28。沉积物在被存储在存储区或者槽(未显示)中之后被诸如活塞泵的主要机械器件经由出口42发送到用于净化和消毒水流的系统外部，所述沉积物是具有大约7-15％的含水量的淤泥或者所述沉积物可以具有小于20％的含水量。

由反洗过滤器过滤过的水经由入口44进入第一UV站20上游侧的主处理管线以使得在二级处理管线19中被过滤过的水在经过第一UV站20期间被辐射。此后水被排出到环境水中。泵46(在该实施例中，离心泵)被设置成将水从水槽40泵送至第一UV站。流量计43可以被设置在泵46的下游侧，该流量计可以被连接至控制器(未显示)

选择性地，在一实施例(未显示)中，二级处理管线设有包括至少一个UV灯的第二UV站。UV灯被设置在水槽40的下游侧，以使得在水被返回到用于净化和消毒水流的系统的主处理管线1之前可以利用UV射线辐照二级处理管线19的过滤过的水。选择性地，可以在UV灯的下游侧设置阀。此外，可以设置回流管线来使水从UV灯的下游侧的位置重新循环回水槽40。如此，可以冷却UV灯。在一实施例(未显示)，在水槽40的下游侧，二级处理管线可以被分成两条管线。所述两条管线中的每一条包括封闭阀以封闭两条管线中相应的一条。以这种方式，水经由入口44或者第一UV站20下游侧的入口从二级处理管线重新进入主处理管线1的情况是可控制的。

可以设置进程关闭阀48以在万一紧急或者故障情况中停止用于净化和消毒水流的系统的进程。在该实施例中，在系统的入口2处设置蝶形阀，所述阀是可由空气封闭的。进程关闭阀被连接至控制器，以使得进程关闭阀是可基于在系统使用期间所确定的所有参数来控制的。

选择性地，在其中用于净化和消毒水流的系统被配置在容器(未显示)内部的实施例中，水泵可以被设置在容器底部。水泵可以与反洗过滤器31流体连通。在万一发生渗漏的情况中，水可以被泵入冲洗槽28中以使得没有带有生物体的水渗漏到环境中。

应当指出，用于从水流中除去浮动颗粒的系统内部的所有密封和连接部使得没有颗粒或者生物体可以陷入例如连接部的沟槽中。系统进一步包括未详细地描述但在附图中示出的不同种类的阀和连接点。

用于净化和消毒水流的装置能够处理1000m³/h的最大总量。对于该能力，第一过滤元件可以具有8m²的表面面积并且反洗过滤器可以具有3-6m²的表面面积。

应当指出，附图是示意的，未必按比例并且已经省略了对于了解本发明不需要的细节。术语“向上”、“向下”、“在...下方”、“在...之上”以及类似术语涉及如附图中定向的实施例，除非另作说明。此外，至少基本上相同的或者执行至少基本上相同功能的元件由相同的数字表示。

本发明不局限于上述的实施例，其可以按在权利要求范围内的许多方式改变。例如，用于净化和消毒水流的可能装置包括用于从水流中除去生物体的两条主管线和两条二级管线。装置于是能够处理2000m³/h的最大总量。此外，两条主处理管线可以被连接至一条二级管线和/或两条二级处理管线可以被连接至离心器的一个分离器。

还可能的是，在具有用于遥控所述阀和过滤器的接口设备的交换机室中设置监控板。接口设备被连接至如上所述的控制器。

在进一步的实施例中，系统可以被永久地安装在船中以使得所述船的全部压载水当进入和/或离开船时是通过系统发送的。

Claims (18)

1.一种用于对水流进行净化和杀菌的系统，包括：

主处理管线，所述主处理管线包括具有泵的入口和系统出口，所述泵用于将水从储水器通过主过滤器泵送到具有一个或多个紫外线灯的杀菌站，以给水流杀菌，所述储水器诸如船只的压载水舱，

其中所述主过滤器设有第一过滤元件和反洗构件，所述反洗构件具有第一反洗出口，用以利用反洗水冲洗所述第一过滤元件，和

二级处理管线，所述二级处理管线包括：与所述第一反洗出口处于流通连通的入口；具有反洗过滤元件的反洗过滤器，所述反洗过滤元件具有最大尺寸在50微米至20微米之间的过滤孔口，以便从所述反洗水中除去浮游生物体或者淤泥；和第二出口，所述第二出口与所述主处理管线处于流体连通，以将过滤过的反洗水从所述二级处理管线引导至所述主处理管线，其中所述反洗过滤器被设计成使得所述反洗过滤元件两侧的反洗压力差小于0.05巴(5kPa)，并且

其中所述主过滤器被设计成使得所述第一过滤元件两侧的压力差为至少0.1巴(10kPa)或者0.2巴(20kPa)，并且其中所述第一过滤元件中的孔口的最大尺寸优选小于所述反洗过滤元件中的孔口的最大尺寸的一半或者三分之一。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述反洗过滤器具有过滤器冲洗系统，以利用冲洗水从所述反洗过滤元件冲洗掉淤泥，并且所述过滤器冲洗系统被连接至分离器或者离心器，以从所述淤泥除去冲洗水。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述第一过滤元件包括具有10微米或者6微米的最大尺寸的第一过滤孔口。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述反洗构件被构造成同时冲洗所述第一过滤元件的少于20％或者少于10％的第一过滤孔口。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述二级处理管线包括成排布置的两个或更多个反洗过滤器，其中所述反洗过滤器中的一个反洗过滤器具有25微米或者20微米最大尺寸的孔口。

6.根据权利要求5所述的系统，其中成排布置的反洗过滤器中的第一个反洗过滤器的过滤孔口的最大尺寸大于或者等于随后的反洗过滤器的过滤孔口。

7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述反洗过滤器中的至少一个包括转筒式过滤器。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第二出口在相对于所述杀菌站的上游侧被连接至所述主处理管线，或者其中所述二级处理管线具有第二杀菌站。

9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述杀菌站中的所述紫外线灯中的至少一个被连续不断地打开，其能处于比全功率低的功率。

10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述反洗过滤器包括过滤器冲洗系统，用以利用冲洗水从所述反洗过滤元件冲洗掉淤泥，其中所述过滤器冲洗系统的出口被连接至淤泥槽，以收集带有从所述反洗过滤器冲洗掉的淤泥的冲洗水，其中所述淤泥槽被连接至分离器，所述分离器特别是离心器，以使所述淤泥脱水，并且其中第一分离器出口被连接至所述主处理管线或者所述二级处理管线，第二分离器出口被连接至存储区或者储槽，以存储脱水的淤泥。

11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述主处理管线包括在相对于所述主过滤器的上游侧的自吸单元和/或粗滤单元。

12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述主处理管线包括压力调节元件，所述压力调节元件特别是流量控制阀，以调节所述第一过滤元件的下游侧处的压力。

13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统被放置在容器中，所述容器是可移动的容器，和/或其中所述系统被放置在诸如卡车的车辆上和/或诸如驳船的船只上。

14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述杀菌站上游侧的所有排泄阀被连接至在杀菌站上游侧排放的槽。

15.用于对水流进行净化和杀菌的方法，其中在至少0.1巴(10kPa)或者0.2巴(20kPa)的第一压力差下将水流泵送通过主过滤器的第一过滤元件；

其中利用反洗水流冲洗所述第一过滤元件，并且利用反洗过滤元件将所述反洗水中的生物体滤出为反洗过滤器中的淤泥，所述反洗过滤元件具有最大尺寸在50微米和20微米之间的过滤孔口；

其中当所述反洗过滤元件两侧的反洗压力差大于0.05巴(5kPa)时，利用水射流来清洗所述反洗过滤器，在分离器中使具有淤泥的水射流脱水并且存储脱水的淤泥以用于后续处置；

其中在杀菌站中利用紫外射线给从所述主过滤器和所述反洗过滤器流出的水杀菌并将水引导到环境中，并且使从所述分离器流出的水在所述主过滤器和/或所述反洗过滤器的上游侧重新进入所述系统。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一过滤元件中的孔口的最大尺寸小于所述反洗过滤元件中的孔口的最大尺寸的一半，或者小于10微米或者6微米。

17.根据权利要求15或16所述的方法，所述方法包括以下步骤：

测量所述第一过滤元件两侧的第一压力差，和

当所述第一压力差超过0.3巴(30kPa)时，启动反洗水流以冲洗所述第一过滤元件。

18.根据权利要求15-17中任一项所述的方法，其中所述反洗过滤器是转筒式过滤器，所述方法还包括以下步骤：

测量所述转筒式过滤器的筒内的水位，和

当所述水位在所述筒中达到预定高度时，启动所述过滤器冲洗系统，以从所述筒的内表面除去淤泥。