CN1213347A - 离岸污水处理和输送装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种存留和将多余的综合污水溢流排量输送至一个污水处理工厂的装置和方法。该装置支承和包含在一个离岸停泊的船只或平台内。该装置可将多余的排量送至压载箱,以便暂时地将清洁的压载水排出,并且当综合的污水溢流多余排量降低时,又可将多余排量送回该处理系统。利用在压载箱内所装液体来对处理的容器设备提供浮力支承。在压载箱内的挡板,可以最大限度地减小综合的污水溢流与固有的清洁的压载水不希望的混合。

Description

离岸污水处理和输送装置及其方法

发明领域

本发明涉及利用支承和包含在一艘离岸停泊的船只内，或支承和包含在靠近城市污水收集系统的平台内的一个通常的污水处理系统来收集、输送和处理城市污水的方法和装置。

背景技术

在现有技术中已经知道将一个完整的污水处理设施离岸放置，以适应一个邻近社区的污水废物排出要求的优点。授予Martineau的美国专利No.5,032,289，授予Kantor的美国专利No.4,944,872和授予Hammel的美国专利No.4,692,249举例说明了以上提出的污水离岸处理的装置和方法。在这些专利中，提出了安装在一艘停泊的船只，或离岸平台上的初级和次级污水处理设施。在这些专利中还说明废弃水的处理和排出，固体的溶出和脱水及排出的问题。

这些建议的开发受到规模经济和不严肃的或不存在的环境要求的限制。另外，没有一个现有技术的系统公布过能够在雨水道溢出与污水道系统结合在一起，因而形成综合的下水道溢流(以下简称“CSO”)时，处理污水的峰值容量，或适应工厂的过载条件的设计。

另外，当来自充满废物处理设施的非常重的负荷安装在一艘浮动的或固定的离岸结构上时，由于支承和结构的困难，会产生一些技术问题。

据申请人所知，以上提出的系统中没有一个在商业上取得了成功。

发明综述

本发明旨在通过提供一种能适应在一个浮动或固定的、基于重力的离岸结构上的污水综合下水道溢流(CSO)的峰值容量的方法、系统和装置，来克服现有技术的缺陷。

本发明还旨在通过提供一种系统和装置，来克服现有技术设计上的缺陷，该系统和装置能够支承最好安装在一个浮动结构上处在必要的甲板高度的一个污水处理工厂。该甲板高度是使污水和污水溢流能依靠重力流入和通过该处理工厂，以便排出至流出口中。

另外，该处理工厂可以安装在一个浮动到位的平台上，然后，通过给压载箱加满水，依靠重力，建立在海床上。

可以使用停泊的船只或平台，或任何其它有一定排水量的船身作为在其上安装城市污水处理工厂设施的基础。该结构包括几个压载箱，它们在当输入流量超过该处理工厂的容量时，可作为超出的CSO的暂时存贮蓄水库。

处理工厂中的大型澄清槽、曝气池和其他处理池部分地是由在下部的压载/贮存箱中的液体的浮力支承的。本发明的这种独特的“浮动的处理池”特点可以减少为了支承这些充满污水的槽所必需的结构基础的复杂性和成本。

该结构放置在城市污水主排出口的端部，并用钩子钩住，以接收污水。该排出口可以输送从综合的雨水和家用的污水收集器或单独系统来的污水。由于该处目前还没有天然港口的保护设施，因此使用一个固定的防波堤来保护该结构。

一旦该结构放置好后，在船上的压载箱即充满水，将该工厂下降至要求的高度。为了在所有的潮汐水平条件下，都能提供一个使污水能依靠重力流入该工厂的水力分布，要适当选择在岸上的污水排出口和稳定系统的高度。

当安装在一艘浮动的船只上时，进出停泊系统的污水排出管路连接要配备挠性接头，以便适应由于潮汐或其他因素造成水平面高度变化，而引起工厂的提升高度的变化。

该浮动结构(船只或海上平台)都可有选择地被稳定，以安放在海床上，从而可为该处理设施提供一个半永久性的位置。

该污水处理工厂，与以陆地为基础的处理工厂的情况一样，可以使用现有的大量的处理方法中的任何一种处理方法。当选择最优的处理工艺方法时，应考虑船只或轮船的大小和工厂面积的要求。

从岸上污水总干线来的污水，通过该污水处理工厂流入挠性的管路连接线路中。在该处理工厂中，将污水进行清洁，然后通过一处理过的污水排出口排放到大海环境中。

该系统装备有多个污水循环系统和平衡泵。污水循环泵用于将贮存的CSO污水从压载箱中抽出，并泵入该处理工厂的前端；而平衡泵则用于将海水或污水，从处理工厂中泵入压载箱中。

当流入的CSO流量超过该处理工厂的容量时，超出的CSO从旁路流入充满水的压载箱中，同时将清洁的压载水排入处理过的污水排出口中。压载箱配有许多腔和内部装置，以便最大限度地减小在压载箱内的清洁的压载水与进入压载箱的污水的混合。超出的CSO暂时地装在压载箱中，并且贮存起来，以便将来通过该污水处理工厂进行处理。在污水流入流量低于工厂容量的这段时期内，污水循环泵用于将污水从压载箱中抽出，以便输送至处理工厂。另一种方法是，利用平衡泵吸入海水或工厂的污水，用以保持结构吃水深度，或重力装载所必需的液面高度。

另外一种选择方案是，当CSO污水被循环处理时，通过将处理工厂排出的水转而引入充满CSO污水的压载箱中，这样，可以利用清洁的处理工厂排出的废水，而不是用海水，作为压载水。

在超出的CSO量可能超过主要压载箱的容量的装置中，可使第二个油轮飘浮至规定位置，与该主要压载箱连接，然后可用作辅助的蓄CSO水库。

这里所述的方法，可以方便地用于将剩余的原油油轮转换为具有本发明特点的、浮动的污水处理工厂。这种老式设计的原油油轮一般为单一船身结构，并且，出于环境考虑的原因，要用双层壁的船身设计代替。在这种老式船只的货物贮存区内的现有的隔板式舱，只需作最小的结构改变，就可方便地改造成容纳CSO流体和压载海水的腔。可以利用在这种隔板式舱内的清洁的压载液体或CSO流体的浮力，来支承处理容器设备，例如，澄清槽或曝气池，从而可以最大限度地减少由这种处理容器设备的极重的负荷所要求的结构支承。

另一种选择的方案是，这里所述的方法可以方便地用于将剩余的、以重力为基础的离岸平台，转换为具有本发明特点的污水处理工厂。

这样，就说明了一种城市污水处理设施。该设施具有通过调节压载箱中的清洁压载水或污水的量，来调节处理设备高度的能力，从而可以得到为使从岸上污水总干线来的污水能依靠重力流动通过该处理工厂和流入大海环境所必需的适合的设备高度。另外，该设施还可以适应其高度的变化，当水平面高度改变时，它可以升高或降低，以得到在岸上污水总干线、CSO贮存池、处理工厂和海上排出口之间最优的工作液压头条件。

另外还说明了一种将综合的城市污水和雨水流存贮在一个污水处理系统中的方法。该系统包括如蓄水库一样的压载箱，以便装载上述的污水容量和综合的下水道溢流，并将它们贮存起来，以便将来通过岸上的污水处理设施进行处理。压载箱用于在工厂过载，或综合下水道溢流情况的过程中，通过排出清洁的压载水，来收集和存贮超出的污水。当工厂过载情况回复正常时，为了将污水从容器中排出，和将污水从存贮容器中泵入处理工厂，设置了许多泵、管路连接和阀，以便用海水或工厂的污水充满压载箱。

另外，还说明了一种污水处理系统，它包括具有许多腔或内部设备的压载/污水存贮箱。这些箱用于最大限度地减小(a)将要引入至该容器中的液体，与(b)已经在该容器中，但现在要被即将引入的液体置换，将从该容器中排出去的液体之间的混合量。在上述二种情况下所述的液体可为污水或清洁的压载水。

另外还说明了一种城市污水处理方法，它通过利用现有隔板之间的流体货运舱，可以将剩余的原油油轮转换成浮动的污水处理工厂。这种现有隔板的改造是要形成许多腔，供流体浮动和存留，以便最大限度地减少压载海水、污水和CSO的相互混合。此外，现有的隔板还可以改造成与隔板式舱的上部相适应，以便容纳由下面的清洁压载流体或CSO流体的浮力支承的处理容器设备。

另外，还说明了一种城市污水处理方法，它可通过利用平台式的原油存贮设施，和固定的结构基础，将多余的、以重力为基础的离岸平台转换为城市污水处理工厂。

此外，还说明了一种利用压载箱/CSO存贮箱中的液体的浮力，帮助支承工厂容器设备的城市污水处理系统，以及一种利用挠性连接，与岸上的污水总干线连接，以适应系统高度变化的城市污水处理系统。

本发明的这些和其他一些特点，从下面结合附图对优选实施例的详细说明将会更清楚，其中：

图1为通过一艘浮动船只的船身的纵向剖视图，它说明适合于本发明的方法的处理设备的配置；

图2是为了最大限度地减小固有的和流入的流体的混合，根据本发明的方法的一个典型的压载箱改造的横截面图；

图3为一个处理容器设备的支承结构的横截面图，它说明了利用位于下面的液体的浮力，帮助支承由该处理容器设备产生的正在运转中的和固定不动的负荷的二种不同的系统。

优选实施例的详细说明

在附图中，图1为本发明的系统的一个典型的优选实施例的浮动船只的剖视图，它说明了建造在一艘停泊的船只、或特别设计的具有内部隔板2的船只的船身1内部和上面的、通常的污水处理设施。该浮动船只工作时，通过挠性管路4，与城市污水总干线3连接。

另外，通过把船身下降至在海床上准备的一个基础20上，可以进一步支承该船身1。

依靠重力流动输出，或从污水总管出口泵出的原料污水，开始收存在一个接收槽5中。污水在该槽中，通过管道6，借助重力流至初级和次级澄清槽和沉淀池、蒸煮器和曝气设备7，再流向排出口8。应当理解，所述的处理设施，对于熟悉本发明所涉及技术的人们是众所周知的，因此，它不构成本发明的一部分。在初级和次级澄清槽中沉淀出来的污泥，泵入污泥处理工厂9中，进行水的回收和干燥。同时，挠性的污水排出管10将处理过的污水，送往一个固定的排出口11，以便排入海中。

压载海水12由平衡泵14，在海水入口13处引入浮动的船身1中，以便将该浮动船只稳定在相对于固定的下水道总干线3的最优高度上，并将污水从容器中排出和保持用于支承处理容器设备所需要的液面高度。

本发明的容纳超出的CSO，或容纳由大雨或经常与污水道系统连接的城市雨水污水系统的泛滥引起的，送往该设施的过载污水的方法和装置是独特的。当输往该设施的污水或CSO过多时，这个多余的量可从CSO溢流口和阀16处的管道6排入船只的船身中。在该船身中，借助海水溢流通道15，通过排出口8，将清洁的压载水，从船只的船身中排出。

设置了在船只船身内作成隔板式隔舱，以便使清洁的压载水引入船只船身中的CSO的混合减至最小，如标号18所示，或更具体地，如图2所示。

图2表示为了最大限度地减小清洁的压载水与引入压载箱中的没有处理过的污水的混合，该压载水/CSO污水存贮箱的隔舱的构成。内部挡板25将所装盛的液体隔开，并引导液流通过该箱。为了建立横截面积基本上是减小的流道，从而减小二种液体24,25的接触面，并最大限度地减小不希望的相互混合，可以在任何平面上安装挡板，或安装任何形状的与设计条件相适应的挡板，以引导固有的液体和流入的液体的流动。要将没有处理过的CSO与清洁的压载水一起排入通大海的排出口的量减至最少。同样，要最大限度地减少流入压载箱中的清洁的压载水被在CSO处理循环过程中排出的CSO所污染。

当CSO的条件回复正常时，如上所述，CSO循环泵17将CSO从船只的船身抽出，送回至处理系统，再由压载海水或处理过的工厂污水代替。

本发明所公开的装置和方法的另一个重要特点是使用压载水和CSO的浮力来支承处理工厂的充满废物的沉重的容器的重量，如图3所示。

图3为本发明系统的一个典型的处理容器设备的支承结构的横截面图，它表示了二种不同的方法。利用这二种方法，可通过在浮动船只28的船身内的位于下部的液体27的浮力，来支承充满废物的处理工厂的容器设备31和34。在所选择的以重力为基础的处理工厂的情况下，该浮动船只还可以由海床20支承。图3所示的第一种支承方法，利用被船只28的船身支承的结构基础30，来对装有废物32的工厂容器设备31提供部分支承，该容器设备再由下面的液体27的浮力支承。图3所示的第二种方法，利用封闭的浮动浮力腔33，对装有废物35的工厂的容器设备34提供底部支承，该作成整体的容器设备和浮力腔，完全由下面的液体27的浮力支承，不需要另外的结构基础支承。在处理容器设备下面的液体的浮力，将充满废水的沉重的容器31和34与在该结构内的相应液体32和35支承在图3所示的高度水平上。这样，可将处理容器设备的液面保持在比周围海平面和下面的压载水或CSO污水的高度更高的高度上，以便能依靠重力，通过该污水处理设施，流入通大海的排出口，或者，另一种方案是，流入船只的船身中。

本发明及其优点，从以上的说明中很容易理解。可以对该污水处理设施的形式、结构和布局，以及CSO的存留与输送设施，与处理容器设备的支承装置作各种各样的改变，而不会偏离本发明的宗旨和范围，或牺牲其主要的优点。所说明和图示的系统仅仅是优选实施例。

Claims (5)

1．一种可停泊的浮动或固定的、以重力为基础的平台，它具有支承一个用来处理城市污水的工厂的排水船身，该处理工厂工作时与一个综合的城市污水和雨水下水道排出口和处理过的污水通大海的流出口连接，其具有最大的处理能力，并且该平台包括正常情况下装压载水的压载水箱；在超过该处理工厂最大处理容量时，将过载的综合污水和雨水溢流送入压载水箱的装置和将这种过载排出的压载水排入该处理工厂的排出口的装置。

2．如权利要求1所述的装置，它包括在该压载箱内的一个能最大限度地减少综合城市污水和雨水与该压载箱中所装的压载水混合的装置。

3．如权利要求2所述的装置，其特征为，这种装置包括许多在该压载箱内的挡板，该挡板可用于最大限度地减小保留在该压载箱内的压载水被流入该压载箱的综合城市污水和雨水所污染。

4．一种可停泊的浮动或固定的、以重力为基础的平台，它具有一个支承工厂处理设备的排水船身，并且，该平台包括正常情况下装压载水的压载水箱，和一个能使压载水对该处理设备提出浮力支承的装置。

5．一种在如权利要求1所述的污水处理设施中，存留综合的城市污水和雨水的方法，其特征为，在超过该处理设施的处理容量的情况下，该综合的城市污水和雨水只会暂时处在过载条件下，该方法包括下列步骤：

将这种多余的水排入该压载水箱中，然后再将压载水排入该处理工厂的排出口中；

将这种多余的水保留在该压载水箱中，直至过载条件解除；

利用泵入该压载水箱中的压载水，将多余的水排出，使这种多余水返回至该污水处理设施中。

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