申請日2016.04.29
公開(公告)日2018.01.30
IPC分類號C02F1/44; C02F1/78; C02F1/42
摘要
本發明涉及一種可移動的水處理筒(1)，該筒(1)可連接在水處理回路中并且包括流體連接器(6，14)以及電源和數據連接端口(13)。該筒其特征在于，其包括：‑具有上開口的外殼(2)，該上開口能夠通過蓋(3)密封;‑同樣地在頂部具有開口的內殼(4)，其界定筒(1)的內體積，用于筒(1)運行的所有技術設備被放置在其中，其被固定在能夠通過開口被插入在內部空間中的至少一個結構(10)上;‑用于操作筒(1)的裝置(5)，該裝置被固定在外殼(2)上;‑用于使筒(1)移動的裝置。
權利要求書
1.一種可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，所述筒(1)能夠被連接在水處理回路中，并且包括連接用于至少一種流體的輸入和排放管道的連接器(6，14)以及用于電源和數據傳輸輸入/輸出通道的連接端口(13)，其特征在于，其包括：
-外殼(2)，具有能夠通過蓋(3)密封的上開口，以及通往所述連接器(6，14)和所述連接端口(13)的至少一個快速通道;
-內殼(4)，也具有上開口，其界定筒(1)的內體積且被固定在能夠通過開口被插入在所述內體積中的至少一個結構(10)上，用于所述筒(1)運行的所有技術設備被放置在所述內體積中，所述內體積和所述結構(10)包括用于在所述內體積里面最終定位的相互引導裝置;
-用于操作筒(1)的且被固定在外殼(2)上的裝置;
-用于使所述筒(1)移動的裝置。
2.根據前述權利要求所述的可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，用于處理以由廁所產生的廢水并且在所述筒(1)中使用活的凈化活性污泥進行再生，其特征在于，其包括：
-由所述內殼(4)界定的內部水處理儲水池;以及
-能夠被插入到所述內殼(4)中作為內襯的底架(10)，所述底架(10)包括用于所述筒(1)運行的所有技術設備。
3.根據前述權利要求所述的可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，其特征在于，所述底架(10)包括界定所述儲水池中的隔室的至少一塊板(11);用于所述筒(1)運行的所述技術設備包括：
-在所述儲水池中的引導/定位裝置;
-流體管(8);
-用于連接至流體輸入和排放管道的連接裝置，優選為密封地、快速地并且不用工具地連接的連接器(14);
-連接端口(13)，被提供為具有允許所述電源和數據傳輸輸入/輸出通道的快速且免工具連接/斷開連接的連接器;
-測量儀器;
-傳感器。
4.根據任一前述權利要求所述的可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，其特征在于，所述外殼(2)和所述內殼(4)是單片的，除了所述上開口沒有任何孔口。
5.根據任一前述權利要求所述的可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，其特征在于，所述外殼和所述內殼(2，4)由復合材料模制。
6.根據任一前述權利要求所述的可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，其特征在于，隔熱材料被插入在所述外殼(2)和所述內殼(4)之間，以便限制與外界介質的熱交換。
7.根據任一前述權利要求所述的可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，其特征在于，所述用于使所述筒(1)移動的裝置(5)包括在所述外殼(2)下面伸出的具有至少一個滾動件的至少一個輪軸。
8.根據前述權利要求所述的可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，其特征在于，所述用于使所述筒(1)移動的裝置(5)由滾動支架組成，所述筒(1)可移除地固定在所述滾動支架上。
9.根據任一前述權利要求所述的可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，其特征在于，所述底架(10)包括至少一塊豎板(11)，所述豎板(11)定義所述儲水池中的相鄰的欄，每塊豎板(11)布置上下污泥循環通道。
10.根據前述權利要求所述的可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，其特征在于，所述底架(10)的設備包括：
-每欄至少一個空氣擴散器，以及其各自的供給管道;
-至少一根廢水輸入管;
-至少一根排空管;
-膜過濾器及其滲透管;
-至少一個連接器板(9)，其包括用于所述流體輸入和排放管道的所述連接器(14)和/或用于所述電源和數據傳輸輸入/輸出通道的連接端口(13);
-測量儀器;
-傳感器。
11.根據前述權利要求所述的可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，其特征在于，所述底架(10)的所述傳感器包括至少兩個水位報警傳感器。
12.根據任一前述權利要求所述的可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，其特征在于，至少以下的傳感器和測量儀器裝備所述底架(10)：
-至少一個溫度測量儀器;
-至少一個用于測量氧化還原電位的儀器和/或溶解氧傳感器;
-至少一個pH傳感器;
-至少一個濁度傳感器;
-至少一個電導傳感器。
13.根據前述權利要求所述的可移動的、可替換的且可再生的水處理筒(1)，其特征在于，所述筒(1)是平行六面體，用于所述流體輸入和排放管道的所述連接器(14)和/或所述電源和數據傳輸輸入/輸出通道的所述連接端口(13)被放置在所述筒的第一側上，所述第一側與包括所述用于操作所述筒以便移動所述筒的操作裝置中的至少部分裝置的第二側相對，所述連接器(14)和所述連接端口(13)能夠非常快速地連接至主站的接收器連接器，當所述筒(1)的所述第一側在所述主站中緊靠時連接自動地完成。
14.根據前述權利要求所述的用于水的生物處理的可移動的且可替換的筒(1)，其特征在于，連接連鎖桿被放置在包括所述筒(1)的所述操作裝置的一側中或其附近，所述連接連鎖桿的激活使在所述流體輸入和排放管道的所述連接器(14)打開以及所述電源和數據傳輸輸入/輸出通道的所述連接端口(13)打開的同時，所述筒在所述主站中被機械地鎖定。
15.一種具有根據前述權利要求所述的筒(1)的水的生物處理設備，其特征在于，其包括：
-能夠安置至少一個水處理筒(1)的至少一個主站，其包括：
·外部連接器，用于密封地、快速地且免工具裝置地連接流體輸入和排放管道的;
·外部連接端口，連接至允許電源和數據傳輸輸入/輸出通道的快速且免工具的連接/斷開連接的連接器;
·每個能夠容納筒(1)的內部隔室，所述內部隔室的底部被裝備有內部流體連接器，以及用于電源和數據傳輸輸入/輸出通道的內部連接端口;
·用于引導被提供在每個隔室中筒(1)的裝置，使得一旦所述筒(1)緊靠則被連接至所述內部連接器和所述內部連接端口;
-至少一個筒(1)，所述至少一個筒(1)的第一側具有流體輸入和排放的連接器(14)以及電源和數據傳輸輸入/輸出通道的連接端口(13)，所述第一側與包括用于移動其的操作裝置的第二側相對;
每個筒(1)的所述連接器(14)和所述連接端口(13)能夠自動地連接至主站的內部連接器和端口，當所述筒(1)在隔室中緊靠時則連接自動地完成。
16.根據前述權利要求所述的水的生物處理設備，其特征在于，每個主站包括用于來自所述筒(1)的數據的電子處理裝置，并且特別地是用于發送/接收和/或傳輸來源于至少一個筒(1)的這些信息中的至少一些信息的裝置。
說明書
可移動的、可替換的且可再生的水處理筒
本發明涉及一種可移動的、可替換的且可再生的水處理筒，用于水處理領域并且能夠被連接在輸送不同質量水平的水的水處理回路中，在該水處理回路中執行更特別地涉及該處理的步驟的操作。
該筒可以具有不同的功能，例如使用筒中的活的凈化活性污泥進行廢水的生物處理，廢水假設是由廁所產生的廢水形式。這樣的細菌處理在本文的其余部分被用作優選實例，但是遠遠不是唯一，也能夠應用許多其它示例處理，例如反滲透、臭氧消毒、通過離子交換樹脂的去礦化和礦化等實施方式。本發明還涉及一種基于一個或多個筒的一個或多個主站的模塊化組合的水處理裝置，并且使得能夠處理可變的水容量和/或實施不同的處理鏈，例如上述由廁所產生的廢水的生物處理、不同程度的凈化(從洗澡水所需的質量直到飲用水所需的質量)、過濾、廢物利用等。
在本發明的基礎上的想法包括水處理鏈的通過執行對給定體積或給定流速的待處理流體的處理功能的標準化筒來實施的定量和定性，即功能性分類。每個筒一旦被連接到主站必須可運行，其次，替換操作必須非常簡單和立即執行，如果適用，維護或再生不在原地進行。換句話說，本發明允許被描述為最初在計算機世界中用于連接到中央單元的外圍設備的術語的“即插即用”的操作，并且其隨后逐漸被用于許多其他技術領域和法語中。
在這種情況下，其足以將筒連接到例如主站的連接裝置，以便使其立即使用。在實踐中的連接涉及幾種類型的連接器，其一方面主要地涉及流體，另一方面涉及電源和數據。為此，根據本發明的每個筒包括用于至少一種流體的輸入和排放管道連接器，以及用于電源和信息傳輸的輸入/輸出通道的連接器端口。
為了使“準備連接即用”這個概念具有其全部含義，根據本發明的筒必須是可移動的并且易于移動，因此具有有限的重量和合理的緊湊性。筒的移動也使得直接在筒上安裝給予它一定的移動性的裝置是有用的。
筒最后被設計為在最長可能的時間內，其可能達到幾個月，相對于控制命令單元執行其功能。與進行中的處理有關的信息使用數據傳輸通道與電子處理裝置實時地進行交換。
在自主周期結束時，在廁所廢水的生物處理示例中，該筒被取出并且被替換為處于自主循環開始時的另一個相同的筒。被替換的筒被送到維護地點，例如以便再生所用的任何過濾膜，更換使用壽命結束的部件并且降低凈化污泥的濃度水平。
為了這些目的，并且為了使替換和維護操作盡可能快速和簡便，該筒被設計為使得其包括：
-外殼，其具有能夠通過蓋密封的上開口，以及連至連接器和連接端口的至少一個快速通道;
-內殼，其也具有上開口，其界定筒的內體積，用于筒運行的所有技術設備被放置在內體積中且被固定在能夠通過開口被插入在內體積中的至少一個結構上，該體積和結構包括用于其在內體積里面的最終定位的相互引導裝置;
-用于操作筒的且被固定在外殼上的裝置;
-用于使筒移動的裝置。
外殼、內殼和支撐結構的組件的這種分離極大地方便了筒上的操作，特別是當它在專門的地點進行維護時。盡可能地，提供了用于所有設備的單個支撐結構，例如以底架的形式。在任何情況下，該設計提供了其最小的數量。因此，當外殼打開時，外殼的功能將在下文中進行說明，功能元件的拆卸實際上是即刻的。
在把廢水處理作為目標的筒的場景中，例如使用筒中的活性凈化污泥來處理由廁所產生的廢水，后者更具體地包括：
-由內殼界定的內部水處理儲水池;以及
-能夠被插入到內殼中作為內襯的底架，該底架包括用于筒運行的所有技術設備。
在這種情況下，底架的移除使得其能夠在單一操作中接入所有的系統的設備和部件，同時免除接入儲水池。這個想法是將集群中的所有組件固定在底架上，以方便其操作。
更具體地說，在本申請中，底架包括在儲水池中界定隔間的至少一個板;裝備在底架的用于筒的操作的技術設備其次能夠包括：
-儲水池中的引導/定位裝置;
-流體管;
-連接至用于流體輸入和排放管道的連接裝置，優選為密封的、快速的并且不用工具的連接裝置的連接器;
-被提供為具有連接器的連接端口，允許電源和數據傳輸輸入/輸出通道的快速且免工具的連接/斷開;
-測量儀器;
-傳感器。
該引導/定位裝置允許引導在內殼中用作內襯的底架，與裝備內殼的內壁的引導裝置結合，包括其各自的形狀，使得所有這些設備被正確地放置以用于在底架被完全地插入時執行功能。預先在該底架上固定的每個部件以預定的方式被放置來執行其功能，而不用在底架被放置時必需進一步調節其位置。
實際上，這是上述設計的另一個有趣的優點，允許在外殼中的內殼的和在內殼中的底架的連續嵌套，這些殼可以是單片的，除了上開口沒有任何孔口。然后其足以確保上開口的邊界處的密封，在放置外殼的蓋期間，在基本上垂直于閉合方向朝向的周邊上。因此，在外殼的蓋處實施密封，實際上前述的垂直有利于密封的產生。
根據本發明，這些殼優選地由復合材料模制，其一方面允許它們以被提供為具有單個開口的單片來制造，并且還基于筒的使用背景(振動、沖擊、耐液體和/或耐菌等)在材料的選擇上提供大的靈活性。優選地，隔熱材料被插入在外殼和內殼之間，以便限制與外界環境的熱交換。
先前提及需要確保在替換期間每個筒的一定的移動性有用，這在替換操作期間必然地涉及移動，即使是小的移動。因而，根據本發明，每個筒可以具有用于使筒移動的裝置，該用于使筒移動的裝置包括在外殼下面伸出的具有至少一個滾動件的至少一個輪軸。
實際上，這些用于使筒移動的裝置可以由滾動支架組成，筒可移除地固定在滾動支架上。若可以，這種支架可以被設計為用于更遠的移動。
在結構上，底架可以包括至少一塊豎直的板，該板定義儲水池中的相鄰的欄，每塊板布置上下污泥循環通道。
根據本發明，在細菌廢水處理的前述假設中，底架的設備可以例如包括：
-每欄至少一個空氣擴散器，以及其各自的供給管道;
-至少一根廢水輸入管;
-至少一根排空管;
-膜過濾器及其滲透管;
-至少一個連接器板，其包括用于流體輸入和排放管道的連接器和/或用于電源和數據傳輸輸入/輸出通道的連接端口;
-測量儀器;
-傳感器。
這些部件使得能夠維持適當的環境以至少在筒的活動期間使凈化污泥可持續用于到達儲水池的廢水的處理。它們還負責數據交換，以便能夠不斷地監測處理。原則上，該筒不會在其開發地點進行維護操作，而是在排空完成的情況下，不管原因如何，首先要便于筒的移除，排空管被形成的尺寸使得其能夠在幾分鐘內，最多在兩分鐘左右完成。
傳感器和測量儀器被提供來實時地在對處理過程的適當操作必需的一定數量的參數上收集數據。傳感器在所有模式或無模式下運行，而測量儀器則提供演化信息。特別地，必須提供至少兩個水位報警傳感器。
此外，至少以下的傳感器和測量儀器可以裝備底架：
-至少一個溫度測量儀器;
-至少一個用于測量氧化還原(Redox)電位的儀器和/或溶解氧(DO)傳感器;
-至少一個pH傳感器;
-至少一個濁度傳感器;
-至少一個電導傳感器。
這些傳感器和測量儀器發送的所有信息通過至少一個控制命令單元進行處理，其能夠在操作異常的情況下，向位于遠程的控制結構發送警報信號，或甚至若絕對必要則停止處理。它還能夠調節各種設備的操作，以便執行優化處理并且實現所討論的筒的最大自主性。
根據一種可能性，該筒是平行六面體，流體輸入和排放管道的連接器和/或電源和數據傳輸輸入/輸出通道的連接端口被放置在該筒的第一側上，該第一側與包括用于操作該筒以便移動該筒的裝置中的至少部分裝置的第二側相對，該連接器和連接端口能夠非常快速地連接至主站的接收器連接器，當該筒的第一側在主站中緊靠時連接自動地完成。平行六面體的外觀不是中立的，這種形狀特別地非常適合在主站外殼中的軸向引導，該引導必須足夠精確以允許待建立的連接。
為了使筒的操作盡可能簡單、方便和快速，其因此只要將筒插入到其主站中，就足以在筒的插入完成時該連接在行程結束時直接地完成。
當在這種情況下，可能驅動被放置在包括筒的操作裝置的側面中或其附近的連接連鎖桿，該桿的激活使流體輸入和排放管道連接器打開以及電源和數據傳輸輸入/輸出通道的連接端口打開的同時筒在主站中機械地鎖定。這種桿有點像確認閂鎖。
在任何情況下，上述開發出的一組技術特征允許用于筒更換的非常簡單的操作，在替換時不發生任何不需要的泄漏，維護操作本身通過筒的適當設計被大大地促進。
本發明還涉及一種水處理設備，例如用于處理廢水，其主要地包括：
-能夠容納至少一個水處理筒的至少一個主站，其包括：
·用于連接流體輸入和排放管道的密封的快速且免工具的裝置的外部連接器;
·連接至允許電源和數據傳輸輸入/輸出通道的快速且免工具連接/斷開連接的連接器的的外部連接端口;
·內部隔室，每個內部隔室能夠安置筒，內部隔室的底部被裝備有內部流體連接器，以及用于電源和數據傳輸輸入/輸出通道的內部連接端口;
·用于引導筒的裝置，其被提供在每個隔室中使得一旦筒緊靠則其被連接至該內部連接器和內部連接端口;
-至少一個筒，該筒的第一側具有流體輸入和排放連接器以及電源和數據傳輸輸入/輸出通道連接端口，該第一側與包括用于移動其的操作裝置的第二側相對;
每個筒的連接器和端口能夠自動地連接至主站的內部連接器和端口，當筒在隔室中緊靠時則連接自動地完成。
如上所述，該筒可以具有液體的不同處理功能：它可能涉及與水處理相關的多種功能，以凈化作為非常一般的目的，每個筒專門用于特定處理。由于所選的功能分類，根據本發明的設備的主站允許非常靈活的模塊化實施。
因此，可能使互補功能相關聯以增加廢水的凈化程度，或通過組合具有相同功能的至少兩個筒來處理較大體積的水以增加處理能力。因此，反滲透的實施可以接著初始細菌處理，以便給予處理過的水更高的水質，若必要，接著滲透之后能夠進行臭氧消毒，或甚至離子交換樹脂處理和礦化以使其可飲用。這些操作中的每個操作實際上通過被特別地分配給定功能的筒來完成。
其他操作，例如導致筒的內容物的擴充，還能夠通過例如將廁所廢水轉化成作物肥料的筒來提供。更通常地，根據所考慮的應用類型，筒實際上可以被設計為用于水的物理化學或電化學處理。
此外，每個主站可以包括用于來自筒的數據的電子處理裝置，并且特別地是用于發送/接收和/或傳輸來源于至少一個筒的這些信息中的至少一些信息的裝置。
這些電子裝置基于用于處理來自傳感器和測量儀器的參數的至少一個程序，并且允許主站對來自傳感器和測量儀器的參數所定義的某些情況做出反應，并且還適用于在處理可能不是自動化的，而是取決于人的決定時發送警報。該程序本身可能根據主站能夠執行的功能進行配置。
