CN206587479U - 用于改善水质的装置 - Google Patents

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Abstract

本文公开一种用于改善水质的装置，特别是用于通过从雨水/暴雨水移除污染物来改善雨水/暴雨水质量。该装置包括基本上圆柱形的水箱(12)，水箱(12)具有用于使液体进入的入口(14)和用于排放液体的出口(16)。粗过滤器(18)设置在水箱(12)中以用于从入流液体过滤粗大污染物，粗过滤器将水箱分成上游第一室(20)和下游第二室(22)。细小污染物排放口(34)被定位在粗过滤器(18)与出口(16)之间。包括用于打开和关闭细小污染物排放口(34)的阀构件(36a)的阀(36)自动打开细小污染物排放口以便排放经过粗过滤器(18)的初始体积的液体，阀构件(36a)在入流事件期间被偏置朝向用于关闭该开口(34)的配置。经过开口(34)的液体绕过开口(16)。

Description

用于改善水质的装置
技术领域
本公开涉及用于改善水质的装置。所述装置已经被开发主要用于通过分离将污染物从雨水和暴雨水机械移除，所述污染物诸如粗大污染物、有机废物、淤泥、沉积物、包括磷和氮连同碳氢材料的营养物、油等，并且将在下文中参考此应用来描述。然而，将理解所述装置不限于此特定应用，并且还可用于将污染物从其他液体径流或废水移除，诸如用于减少来自农场径流的营养物或使自农场径流的肥料转向，或者用于将沉积物或其他污染物从在处理或清洗各种物品期间 (诸如在清洗根菜期间)排放的水移除。
背景技术
存在用于将污染物(诸如尺寸在5mm以上的垃圾和沉积物)从雨水/暴雨水径流移除的各种装置。实例包括在AU2004100956和 WO2007/030735中公开的粗大污染物收集器(GPT)。然而，由于已知的GPT被配置用于移除强体积水流中的大污染物，它们提供细沉积物和溶解污染物的有限移除。另外，常规GPT将整个水流污染到经过系统的任何污染的最高水平。已知GPT的另一个问题是在其中收集的暴雨水中的沉降污染物趋于由随后的暴雨水入流重新悬浮。
对本说明书中包括的文件、法令、材料、装置、物品等的任何讨论不应认为是承认任何或所有这些内容形成现有技术基础的一部分或者是本公开相关领域中的一般常识，因为其在本申请的每个权利要求的优先权日期之前已经存在。
发明内容
贯穿本说明书：
“包含(comprise)”一词或其变化形式(例如“包含了”或“包含着”)应被理解为意指包括所陈述的要素、完整的事物或步骤、或者多个要素、多个完整的事物或多个步骤的群组，但不排除任何其他要素、完整的事物或步骤、或者多个要素、多个完整的事物或多个步骤的群组；
术语“入流事件”将被理解为意指致使液体经过粗过滤器的流速大于5公升每分钟或大于穿过装置的最大流速的1.65％的事件。
在其他事项中，本文公开用于改善水质的装置，所述装置包括：
水箱；
用于使液体进入到水箱中的入口；
用于将液体从水箱排放的出口；
水箱中的用于过滤来自穿过入口供应到水箱中的液体的粗大污染物的粗过滤器，所述粗过滤器将水箱分成上游第一区和下游第二区，所述粗过滤器允许液体中相对细小的污染物进入第二区中，同时抑制相对粗的污染物进入第二区中，其中入口与水箱的第一区相关联并且出口与水箱的第二区相关联；
与水箱的第二区相关联的旁路开口，其中经过旁路开口的液体绕过出口；
包括阀构件的阀，所述阀在第一配置中引导经过粗过滤器的液体流过所述旁路开口，并且在第二配置中引导经过粗过滤器的液体流过出口，所述阀：
被配置来自动采取第一配置来致使经过粗过滤器的初始体积的液体绕过出口，并且
在入流事件期间被偏置朝向第二配置。
所述阀可被配置来响应于由穿过入口进入装置的流体的至少一部分直接或间接施加到阀构件的力，在第一配置与第二配置之间移动。所述装置可包括一个或多个排水口，所述排水口用于在入流事件之后排出流体，以便减轻由流体施加到阀构件的力并且由此促进将阀重置到第一配置。
在第二配置中，所述阀构件可以关闭或至少基本上关闭旁路开口，并且在第一配置中，阀构件可以打开旁路开口。所述阀可被配置来在预定重量的细小污染物在阀构件上累积的情况下致使经过粗过滤器的液体流的至少一部分绕过开口。
在一些实施方案中，所述阀可包括漂浮件以便促进在第一配置与第二配置之间自动移动阀构件。漂浮件可以是阀构件的一部分。漂浮件可容纳在漂浮室中，所述漂浮室接收经过粗过滤器的初始体积的液体的至少一部分，使得液体流入到漂浮室中促进使漂浮件上升并且将阀构件移动到第二配置。在所述阀处于第一配置的情况下，第二区和漂浮室可通过旁路开口处于流体流动连通。漂浮室可具有位于其中的用于将液体从漂浮室排出的一个或多个排水口。穿过一个或多个排水口的液体排出可在入流事件之后将阀重置到第一配置。一个或多个排水口可具有致使漂浮件在入流事件期间上升的组合面积。例如由于一个或多个排水口的组合总面积与漂浮室的体积之间的关系，所述装置可被配置使得旁路开口从具有预定时间的入流事件开始以后在至少相同持续时间内保持打开，所述预定的时间可大于1分钟并且小于5 分钟，并且在一些实施方案中可以是大约2分钟。例如由于一个或多个排水口的组合总面积与漂浮室的体积之间的关系，所述装置可被配置使得旁路开口保持打开，直到预定的初始体积的液体(诸如0.3m3与0.9m3之间的初始体积的液体)在事件开始之后已经被排放，或者直到由装置服务的集水区的每立方米平均已经接收大于1.2mm的降水/入流。一个或多个限制开口可被提供来允许液体在阀处于第二配置中时从第二区进入漂浮室中。一个或多个限制开口的组合面积可基本上等于一个或多个排水口的组合面积。漂浮件可具有浮性，所述浮性被选择以便在预定重量的细小污染物在阀构件上累积的情况下致使阀至少部分地打开。
入口可被定向以便引导进入水箱的流体以基本上螺旋形路径围绕第一区的圆柱形壁流动。入口可以是弯曲的，具有类似于第一区的半径的半径以便为进入第一区的流体提供平滑过渡。
粗过滤器的上游表面可以是倾斜的以便引导相对粗的污染物朝向粗污染物排放口。粗过滤器的上游表面可以是基本上凹面的，并且粗污染物排放口可基本上居中地定位在凹表面上。粗过滤器的上游表面可以是基本上圆锥形的。一个或多个基本上螺旋形的叶片或通道可在粗过滤器的上游表面上形成。粗污染物排放口可包括纵向延伸穿过第二室的排放斜槽。在关于漂浮室的实施方案中，排放斜槽也可纵向延伸穿过漂浮室。细小污染物排放口可以是环形的并且围绕排放斜槽设置。粗污染物排放口可将粗污染物引导到贮槽。旁路开口可排放到贮槽中。
细过滤器可设置在粗过滤器的下游，以便过滤从第二区流到出口的液体中的相对细小的污染物。细过滤器可基本上周向地在第二区内延伸。细过滤器可具有位于其中的被配置来捕获尺寸大于0.5mm至 1mm的污染物的开口。细过滤器可包括1mm的网筛。细过滤器可包括210微米的滤网，所述滤网可以是尼龙筛孔织物滤网。
粗过滤器可具有位于其中的被配置来捕获大于预定尺寸的污染物的开口。粗过滤器中的开口直径可以是5mm。罩盖可在粗过滤器中的开口上部分地延伸。罩盖可从粗过滤器中的开口的下游端部并且在粗过滤器的下游侧上延伸。带罩盖的开口可具有类似于干酪刨丝器配置的配置。
所述装置可包括通向第一区的进入口，用于促进移除捕获的粗大污染物，进入装置的内部部件以用于维修，和/或移除内部部件以用于在调试时冲洗到装置之外。可移除的盖可覆盖进入口。安全势垒可横跨所述进入口在所述盖下延伸以便限制个人进入到所述装置中。盖可以是充分牢固的以便支撑机动车辆的重量。盖可具有锁定机构以便限制在没有对应进入工具(诸如钥匙)的情况下的进入。进入工具可以在锁定机构未锁定时与其束缚地接合，以便防止移除进入工具直到锁定机构被重新锁定。所述锁定机构可被配置来不重新锁定直到所述盖关闭。如果第一室填充有液体并且向盖的下侧施加压力，例如在极端入流事件中或在装置中或下游的阻塞情况下，锁定机构可被配置来将盖保持就位。
附图说明
现在将仅仅通过举例以及参考附图表示来描述实施方案，其中：
图1为根据本公开的水质改善装置的第一透视图；
图2为图1的装置的第二透视图；
图3为图1的装置的第三透视图；
图4为沿图1的线4-4方向截取的包含纵向轴线A的截面的示图，示出其中它的细小污染物排放口打开对入流事件准备就绪；
图5为沿图1的线5-5方向截取的包含纵向轴线A的截面的示图，示出其中它的细小污染物排放口在入流事件期间关闭；
图6为图1的装置的粗过滤器的放大透视图。
具体实施方式
提及附图，示出用于将污染物从暴雨水移除的水质改善装置10。装置10包括基本上圆柱形的水箱12，限定在使用中被垂直定向的纵向轴线A。提供分别用于使暴雨水进入到水箱12的入口14，以及用于将暴雨水从水箱12排放的出口16。
粗过滤器18横跨水箱在直径上延伸，并且将水箱12分成上游第一区/室20和下游第二区/室22。粗过滤器18的上游端部中的开口18a 被配置来抑制或“收集”暴雨水中尺寸大于大约5mm的粗大污染物，同时允许暴雨水和其中较小的污染物进入第二室22中。开口18a是带罩盖的，具有类似于干酪刨丝器开口的形式，其中开口18a的罩盖在粗过滤器18的下游侧上并且从开口18a的下游端部延伸。粗过滤器18的上游表面是基本上圆锥形的，渐缩到中央粗污染物排放口24。排放斜槽26从排放口24纵向延伸穿过第二室22并且进入贮槽28中。基本上螺旋形的叶片或通道30在粗过滤器18的上游表面上形成。由于重力，由粗过滤器捕获的粗大污染物沿圆锥面落下，并且穿过排放口24和斜槽26进入贮槽28中。
细过滤器32在第二室22内基本上周向延伸，以便抑制或“收集”来自经过粗过滤器18的暴雨水中尺寸大于大约0.5mm至1mm的相对细小的污染物，同时允许暴雨水和其中较小或溶解的污染物流到出口16。细过滤器可包括1mm的网筛和/或210微米的尼龙筛孔织物滤网。
环形旁路开口34设置在第二室22的基部22a中，围绕排放斜槽 26。旁路开口34被定位在粗过滤器18的下游和出口16的上游。经过旁路开口34的暴雨水绕过出口16。
包括阀构件36a的阀36被设置用于打开和关闭细小污染物排放口34。阀构件36a采用容纳在漂浮室38中的浮性漂浮件的形式。阀构件36a可滑动地安装在心轴36b上，所述心轴36b纵向延伸穿过漂浮室以便在阀构件36a在开放配置与关闭配置之间移动时引导它。阀构件36a和漂浮室38是环形的，其中漂浮室38的内壁由排放斜槽 26限定，所述排放斜槽26纵向延伸穿过漂浮室。在阀36打开的情况下，第二室22和漂浮室38通过细小污染物排放口34处于流体流动连通。漂浮室38具有位于其中的用于在入流事件之后对漂浮室进行排水的多个排水口40，由此将阀36重置成开放配置以用于未来入流事件。经过排水口40的暴雨水进入贮槽28。排水口40具有组合面积，所述组合面积被选择以便致使阀构件36a在入流事件期间上升。排水口40的组合面积连同漂浮室38的体积被选择以便致使细小污染物排放口34取决于入流速率保持打开持续大约2分钟，直到近似0.3m3至0.9m3的初始体积的暴雨水在至少具有相同持续时间的入流事件开始之后已经被排放，或者直到由装置10服务的集水区的每立方米平均已经接收大于1.2mm的降水/入流。在此时间间隔期间，阀构件36a浮性地上升以便关闭污染物排放口34。如果到装置10中的入流速率小于5L/min、或小于穿过装置的最大流速的1.65％，那么入流可能高度具有溶解的污染物。在此类低流动中，阀构件36a将不上升，使得阀36和细小污染物排放口34保持打开，以便允许污染的入流绕过出口16用于在作为环境流被排放回之前通过另一种方法处理。
限制开口42设置在阀构件36a与细小污染物排放口34之间，以便允许暴雨水在阀36关闭时以缓慢速率从第二室22进入漂浮室38 中。限制开口42的面积基本上等于或大于排水口40的组合面积，以便在入流事件期间维持漂浮室38充满而不需要阀36打开。然而，阀构件36a具有浮性，所述浮性被选择以便在预定重量的细小污染物在阀构件36a上累积的情况下致使阀36至少部分地打开，并且由此将所累积的细小污染物通过漂浮室38排放到贮槽28中。
入口14被定向以便引导进入水箱12的暴雨水以基本上螺旋形路径围绕第一室20的壁流动。入口14是弯曲的具有类似于第一室20 的半径的半径，以便在暴雨水从入口14进入第一室20时提供平滑和流体动力学的减速过渡。
装置10包括可移除的盖44以便促进移除捕获的粗大污染物。盖 44覆盖第一室20中的进入口46，穿过所述进入口46可以从贮槽28 提取粗大污染物和暴雨水。盖44是充分牢固的以便支撑机动车辆的重量。盖44还促进移除或进入装置10的内部部件，用于维修和/或移除内部部件以用于在调试时冲洗到装置之外。可移除的安全势垒可横跨进入口46在盖下面延伸，以便防止在盖44被移除时未授权的或意外的个人进入到装置10中，包括由儿童进行的进入。
盖44可具有锁定机构以便限制在没有对应进入工具(诸如钥匙) 的情况下的进入。进入工具可以在锁定机构为未锁定时与其束缚地接合，以便防止移除进入工具直到盖44被关闭并且锁定机构被重新锁定。如果第一室20填充有液体并且向盖的下侧施加压力，例如在极端入流事件中或在装置10中或下游的阻塞情况下，锁定机构可被配置来将盖44保持就位。
将理解所示出的装置10提供优于常规GPT和其他水质改善装置的显著优点。具体地，通过在入流事件之后自动倾倒趋于包含较高浓度的细小污染物的初始入流，并且周期性地倾倒在阀构件36a上累积的细小污染物，装置10显著地改善将细小污染物(包括沉积物和溶解的污染物)从暴雨水移除。此分离形式减少经过出口16的暴雨水所携带的污染物负载，使得在废物流被释放到接收水道之前，基本上较小体积的污染物需要通过下游过程来处理或过滤。与不虹吸一定体积的初始、通常高度污染的暴雨水的常规GPT相比较，装置10还促进所收获的更大体积的暴雨水被引导到存储装置。此类常规GPT用通常高度污染的初始入流不利地污染所有收集的暴雨水。在入流事件之后以及在低入流状况中将阀36自动重置到其开放配置有利地确保装置 10准备好倾倒未来入流事件的初始部分，并且还允许继续移除污染物，即使在流量对于收获不实际时亦是如此。
粗过滤器18中的开口18a的下游侧上的罩盖通过创建在其上引导粗污染物的斜坡来有利地减少污染物(诸如纸和弯曲/纤维材料)在粗过滤器18上的累积以便促进自清洁，同时允许将水和细小污染物排到第二室22中。在没有带罩盖的开口18a的情况下，粗污染物可卡在粗过滤器开口的下游边缘上，并且逐渐积累并导致障碍，由此阻塞装置10，从而减小其效率并且需要更多的定期维修。也将理解螺旋形叶片/通道30有利地保持粗过滤器18中的较低水流持续较长周期，以便增加低强度入流中的污染物捕获速率。螺旋形叶片/通道30还旨在改善入流的流体动力学作用，从而保持粗过滤器18中的水流持续尽可能地长以便增加进入第二室22中的水的体积。螺旋形叶片/ 通道30还旨在移去可能在粗过滤器18的上游侧上累积的污染物，并且通常促进较大污染物材料向下朝向排放口24和斜槽26的流动。
装置10还促进暴雨水捕获的分布微型系统，其将捕获污染集中在装置10所服务的操作区域中。装置10将进一步允许暴雨水排水位于表面水平过滤和分离处或在其附近的可能性，它将启用洪水的中等减少或减轻、以及主要流和运河、湿地和河流中的洪水事件的广泛污染的作用。装置10还可促进污染物的收集并且将污染物重定向到保持腔作为暴雨水释放的保持/延迟系统，装置10是不依赖集水区溢流的独立装置，由此当施加到年度循环强度降雨事件的设计规格时更好地管理降雨中的水循环直到洪水事件。装置10还可被配置用于与保护集水区的顶部捕获系统一起使用。
本领域技术人员应理解，在不背离本公开的广泛总体范围的情况下，可对上文所述的实施方案进行许多变更和/或修改。因此，本实施方案视为在所有方面是说明性的而不是限制性的。可能的变型和/ 或修改的实例包括但不限于：
●粗过滤器是半球形的或另一种凹面形状、或者是平面的、或者是圆柱形的；
●阀36可通过机械弹簧被弹性偏置朝向关闭配置，而不是通过浮性或除浮性之外，并且可被自动致动以便通过入流水的重量来排放细小污染物；
●代替阀被打开来致使装置10中的流体绕过出口16(如在阀36 的情况中)，装置10的变型可能需要阀关闭以便致使流体绕过出口 16，并且在这种变型中，阀构件的浮性单独或由其他装置辅助可能致使阀打开，任选地对抗机械弹簧的偏置，以便致使流过装置的流体流过出口；
●并非像这样具有打开和关闭配置，阀可相反被配置来在第一配置与第二配置之间移动，在所述第一配置中阀引导经过粗过滤器18 的液体绕过出口16，在所述第二配置中阀引导经过粗过滤器的液体流过出口16；
●并非其高度大于宽度，装置10可被重新配置成其宽度大于高度，例如，装置10的替代性实施方案可具有基本上矩形的棱柱形状，并且在被安装时，矩形棱柱形状的长度可基本上水平定向；
●盖44可包括栅格或其他开口以便允许从水箱12的头部代替入口14或与入口14组合的直接入流；
●装置10的上部分可包括立管区段以便使入口管定位通过标称 100mm的增量变化；
●多个装置10可用于提高集水区暴雨水流动管理系统的性能；和/或
●与下游装置组合使用装置10，所述下游装置被优化以便移除经过出口14的暴雨水中剩余的污染物。

Claims (14)

1.一种用于改善水质的装置，所述装置包括：
水箱；
入口，所述入口用于使液体进入到所述水箱中；
出口，所述出口用于将液体从所述水箱排放；
粗过滤器，所述粗过滤器位于所述水箱中，用于过滤来自穿过所述入口供应到所述水箱中的液体的粗大污染物，所述粗过滤器将所述水箱分成上游第一区和下游第二区，所述粗过滤器允许所述液体中相对细小的污染物进入所述第二区中，同时抑制相对粗的污染物进入所述第二区中，其中所述入口与所述水箱的所述第一区相关联并且所述出口与所述水箱的所述第二区相关联；
旁路开口，所述旁路开口与所述水箱的所述第二区相关联，其中经过所述旁路开口的液体绕过所述出口；
阀，所述阀包括阀构件，所述阀在第一配置中引导经过所述粗过滤器的液体流过所述旁路开口，并且在第二配置中引导经过所述粗过滤器的液体流过所述出口，所述阀：
被配置来自动采取所述第一配置来致使经过所述粗过滤器的初始体积的所述液体绕过所述出口，并且
在入流事件期间被偏置朝向所述第二配置。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述阀被配置来响应于由穿过所述入口进入所述装置的所述流体的至少一部分直接或间接施加到所述阀构件的力，而在所述第一配置与所述第二配置之间移动。
3.根据权利要求2所述的装置，其包括一个或多个排水口，所述排水口用于在入流事件之后排出流体，以便减轻由所述流体施加到所述阀构件的所述力并且由此促进将所述阀重置到所述第一配置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述阀被配置来在预定重量的细小污染物在所述第二区中累积的情况下致使经过所述粗过滤器的所述液体流的至少一部分绕过所述开口。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述阀包括漂浮件以便促进在所述第一配置与所述第二配置之间自动移动所述阀构件。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述漂浮件容纳在漂浮室中，所述漂浮室接收经过所述粗过滤器的所述初始体积的所述液体的至少一部分，使得液体流入到所述漂浮室中促进使所述漂浮件上升并且将所述阀构件移动到所述第二配置。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述漂浮室具有位于其中的一个或多个排水口，所述排水口用于在入流事件之后将液体从所述漂浮室排出以便将所述阀重置到所述第一配置。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其包括细过滤器，所述细过滤器位于所述粗过滤器下游细过滤器，以便过滤从所述第二区流到所述出口的液体中的相对细小的污染物。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述细过滤器包括位于其中的开口，所述开口被配置来捕获尺寸大于0.5mm至1mm的污染物。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述细过滤器包括1mm网筛。
11.根据权利要求9所述的装置，其中所述细过滤器包括210微米滤网。
12.根据权利要求9所述的装置，其中所述粗过滤器包括大于所述细过滤器的所述开口的开口。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述粗过滤器包括直径5mm的开口。
14.根据权利要求12所述的装置，其中所述粗过滤器包括直径5mm的开口。
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