本發(fā)明涉及一種水處理設(shè)備，具體而言，涉及一種漂浮式綜合水處理設(shè)備及應(yīng)用該設(shè)備的水處理方法。

背景技術(shù)：

水處理的對象主要包括自然水體和人工水體。例如，河湖水體，園林景觀水體、養(yǎng)殖水體，噴泉、游泳池、水上樂園等。這些水體，多數(shù)存在污染物濃度較低，污染源種類多樣化，水量極大的特點，并且大都對水質(zhì)及衛(wèi)生狀況有較高的要求，同時也會在使用過程中持續(xù)產(chǎn)生的人為或非人為污染。由于定期更換這些水體中的存水會產(chǎn)生水資源的巨量浪費，也會產(chǎn)生很高的成本，目前多采用水循環(huán)處理設(shè)備來實現(xiàn)對這些水體的凈化。

河湖水質(zhì)變差的根本原因在于污染物排入導(dǎo)致水的富營養(yǎng)化，從而使得例如藻類等大量耗氧植物和生物過度繁衍，造成水缺氧，從而破壞水體的原始生態(tài)系統(tǒng)。

于是，在河道或湖泊進行水質(zhì)治理時首先會對河道或湖泊周邊的污染源進行截污控污。然而，由于有些老城區(qū)的河道兩岸情況復(fù)雜，不可避免仍然會有零星的暗排口遺漏，特別是箱涵兩側(cè)的暗排口可能會有遺漏，而未能進行有效截污，則會對河水或湖泊造成污染。同時，有些污水管網(wǎng)錯接入雨水管網(wǎng)而帶來的持續(xù)的大量污染物被錯排入河道或湖泊，造成水體的污染。

因此，就水循環(huán)處理的原理而言，通過增加水體水的含氧量，是一種根本性的解決方法。進一步，可以采用溶氧曝氣的方法來增加水體水的含氧量。

已有人申請了將水循環(huán)處理設(shè)備與溶氧曝氣裝置相結(jié)合的方案。例如，在中國發(fā)明專利授權(quán)公告cn1297490c中，公開了一種河湖水處理的裝置及其方法。在該水處理裝置中，包括了吐故納新器，其為套筒狀，內(nèi)筒的底部連接進水管，內(nèi)筒與外筒之間放射狀均勻分布有v形溢水槽，v形溢水槽的底邊和兩上邊沿形成水簾。通過水簾與大氣的接觸來使得水中的有害氣體揮發(fā)，并使得空氣中的氧氣溶入水中，從而實現(xiàn)水的氧化、活化和鮮化。

又例如，中國實用新型專利zl201320139623.8公開了一種“溶氧曝氣裝置及應(yīng)用其的水處理設(shè)備”，其通過利用裝置外部的待處理水體水面與裝置內(nèi)部的跌落水面的落差的勢能，來為溶氧曝氣提供動力，也使得裝置內(nèi)部水的運動更加穩(wěn)定；通過進水流量的控制來實現(xiàn)裝置內(nèi)部的控制水面基本穩(wěn)定，從而保證跌落水面到控制水面的水面高度差，保證跌落式溶氧曝氣的空間。

再例如，中國發(fā)明專利申請201510481978.9公開了一種漂浮式水處理設(shè)備、水處理方法及該設(shè)備的反洗方法。

在諸如上述專利申請所公開的現(xiàn)有技術(shù)方案中，現(xiàn)有環(huán)保水處理領(lǐng)域的溶氧曝氣設(shè)備一般僅能滿足向水體充氧，功能單一，且對于污染嚴重區(qū)域水體的處理效果有限，從而致使污染擴散，加劇整體水體治理的難度；另一方面，作為對城市河湖水體的進行處理的目的是使河湖具有景觀功能，而一般的溶氧曝氣設(shè)備的外形并不能滿足景觀功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題的至少之一，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種利用漂浮式綜合水處理設(shè)備進行水處理的方法，其包括：利用負壓使得待處理污水進入到漂浮式綜合水處理設(shè)備的箱體內(nèi)部，由在設(shè)置于箱體內(nèi)部的培養(yǎng)單元的生物填料表面附著的微生物對污水中的有機物進行吸附和轉(zhuǎn)化，這些微生物以此有機物為養(yǎng)分進行生長和繁殖，經(jīng)過培養(yǎng)單元的水之后在處理單元的具有迷宮結(jié)構(gòu)的生物墻所形成的回轉(zhuǎn)水路流動，在流動過程中由該生物墻的好氧微生物、兼養(yǎng)微生物和厭氧微生物進行有機物吸附及硝化和反硝化處理，經(jīng)過處理單元所處理的水然后流到設(shè)備箱體的后部排出。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理方法，可選地，待處理污水從多個方向經(jīng)進水格柵進入到箱體內(nèi)部。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理方法，可選地，通過過濾單元對從設(shè)備箱體的后部排出的水進行過濾。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理方法，可選地，將經(jīng)處理單元處理后的水的一部分引回到培養(yǎng)單元或處理單元的進水部。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理方法，可選地，通過微氣孔曝氣器對培養(yǎng)單元的生物填料表面附著的好氧微生物持續(xù)供氧，通過中氣泡曝氣器對處理單元的生物墻上的微生物進行定期更新迭代。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種漂浮式綜合水處理設(shè)備，其包括：由外殼限定或部分限定的箱體，在該箱體內(nèi)部依次設(shè)置培養(yǎng)單元和處理單元，在箱體底部設(shè)置曝氣單元，培養(yǎng)單元設(shè)置有用于培養(yǎng)好氧微生物的生物填料，處理單元設(shè)置有具有回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的生物墻，曝氣單元對培養(yǎng)單元的生物填料持續(xù)供氣，對處理單元的生物墻上的微生物進行定期刮擦更新。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，水處理設(shè)備還在箱體前端設(shè)置有進水格柵，待凈化處理的水經(jīng)該進水格柵進入到培養(yǎng)單元。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，進水格柵具有平面結(jié)構(gòu)或者立體結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，立體結(jié)構(gòu)的進水格柵為錐形、半球形、長方體形、正方體形、半圓柱體形、圓臺形、金字塔形中的一種，或者多種形狀的組合。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，培養(yǎng)單元的生物填料是密集設(shè)置的立體填料。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，立體填料固定于細桿或鏈條，且將該細桿或鏈條的一端固定于箱體上部內(nèi)側(cè)，或者將各細桿或鏈條的兩端分別固定于箱體的上部和下部。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，培養(yǎng)單元的生物填料是多種材質(zhì)的生物填料制成的組合生物填料。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，處理單元的具有回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的生物墻為：每件生物墻一側(cè)邊連接固定于箱體一內(nèi)側(cè)端面，另一側(cè)邊距離該箱體相對另一內(nèi)側(cè)端面的距離與兩相鄰生物墻的間距相等；或者為，間隔設(shè)置的兩類生物墻結(jié)構(gòu)，一種結(jié)構(gòu)的生物墻的兩側(cè)與箱體兩內(nèi)側(cè)面固定，呈現(xiàn)中間開口，另一種結(jié)構(gòu)的生物墻設(shè)置在箱體的中間部分，使得從中間開口進入的水向箱體兩內(nèi)側(cè)面分別流動，然后再流到下一個中間開口；或者為，使得水在箱體內(nèi)部在水的整體流動方向上回轉(zhuǎn)的生物墻結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，組成具有回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的生物墻的生物墻件由生物填料和填料板框構(gòu)成，通過壓板將生物填料固定于填料板框，該填料板框焊牢在箱體框架內(nèi)或者與該箱體框架抽拉式配合。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，生物填料是聚氨酯生物填料。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，曝氣單元包括一組或多組微氣孔曝氣器和中氣泡曝氣器，微氣孔曝氣器對培養(yǎng)單元的生物填料持續(xù)供氣，中氣泡曝氣器對處理單元的生物墻上的微生物進行定期刮擦更新。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，水處理設(shè)備還包括引流泵，該引流泵設(shè)置于水流下游的箱體角落，其工作形成的負壓能使箱體外部的水自流進入箱體內(nèi)部并由各個單元處理凈化，處理過的水在該引流泵的作用下排出到箱體外部或者進入后續(xù)水處理單元。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，水處理設(shè)備進一步包括回流泵，該回流泵將在箱體底部生物墻上的被定期刮擦下來的部分微生物通過管路引回到培養(yǎng)單元或處理單元。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，引流泵或其進水口設(shè)置于箱體中間高度的支架；回流泵或其進水口安裝在箱體底部內(nèi)側(cè)面。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，在水處理設(shè)備的箱體的尾部，設(shè)置過濾單元，用于對經(jīng)處理單元處理后的水進行過濾處理。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，水處理設(shè)備還包括漂浮單元，該漂浮單元設(shè)置在設(shè)備箱體的底部和/或頂部，用于使得設(shè)備箱體的至少主體部分懸浮在待處理水體中。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，漂浮單元設(shè)置在箱體底部外殼的外部，或者，該漂浮單元本身形成箱體的底部。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，漂浮單元包括聚氨酯硬泡材料。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備，可選地，水處理設(shè)備還包括浮潛深度調(diào)節(jié)單元，該調(diào)節(jié)單元由浮動滑筒及固定桿腳構(gòu)成，其中，浮動滑筒定位在外殼的四個角落，與外殼焊成一體，浮動滑筒的端面與箱體端面齊平；固定桿腳能夠在浮動滑筒內(nèi)部滑動。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種水處理系統(tǒng)，其包括前述的漂浮式綜合水處理設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明實施例的漂浮式綜合水處理設(shè)備，能夠集微生物的培養(yǎng)和捕捉、水體曝氣溶氧、生物絮凝、生物凈化、生物過濾、物理過濾等水處理工藝于一體，整體設(shè)備采用畫舫或亭臺外形，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制作方便，安裝維修方便，能耗低，能效比高，使用范圍廣，凈化水質(zhì)效果佳，持久耐用，且具有景觀效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發(fā)明的一些實施例，而非對本發(fā)明的限制。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的漂浮式綜合水處理設(shè)備的主視剖面圖；

圖2是圖1的漂浮式綜合水處理設(shè)備的俯視剖面圖；

圖3示意性地示出了圖1所示的漂浮式綜合水處理設(shè)備的內(nèi)部水流走向；

圖4a-圖4d示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的漂浮式綜合水處理設(shè)備的進水格柵；

圖5a-圖5c示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明其它實施例的漂浮式綜合水處理設(shè)備的迷宮結(jié)構(gòu)。

附圖文字

1進水格柵

2外殼

3培養(yǎng)單元

4曝氣單元

41曝氣器

42曝氣器

5處理單元

6泵單元

61引流泵

62回流泵

7浮潛高度調(diào)節(jié)單元

8過濾單元

9漂浮單元

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例的附圖，對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

除非另作定義，此處使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明專利申請說明書以及權(quán)利要求書中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分。同樣，“一個”或者“一”等類似詞語也不必然表示數(shù)量限制?！鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃频脑~語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件?！斑B接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。“上”、“下”、“左”、“右”等僅用于表示相對位置關(guān)系，當(dāng)被描述對象的絕對位置改變后，則該相對位置關(guān)系也可能相應(yīng)地改變。

根據(jù)本發(fā)明實施例的漂浮式綜合水處理設(shè)備，可以集微生物培養(yǎng)、水體曝氣溶氧、生物絮凝、生物凈化、生物過濾、物理過濾等水處理工藝于一體，對污染嚴重的水體進行綜合水凈化處理，且結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制作方便，安裝維修方便，能耗低，能效比高，使用范圍廣，凈化水質(zhì)效果佳，持久耐用，并且整體設(shè)備采用畫舫或亭臺外形，且具有景觀效果。

相比于現(xiàn)有的開放式溶氧曝氣裝置向待凈化水體內(nèi)加氧氣，或者現(xiàn)有的開放式的微生物培養(yǎng)裝置，根據(jù)本發(fā)明實施例的漂浮式綜合水處理設(shè)備主體為懸浮式箱體，在箱體內(nèi)部空間內(nèi)培養(yǎng)微生物，并用該微生物對污水進行處理，可以保證單位體積內(nèi)的微生物繁殖、生長以及高濃度，并通過設(shè)置水流通路來增加微生物與水的接觸度，提高單位體積的水處理效率，這對于高污染度的污水或者接近污染源的污水的處理更加有效，而且可以從源頭上限制污染源對于水體的污染。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的漂浮式綜合水處理設(shè)備的主視剖面圖。如圖1所示，該漂浮式綜合水處理設(shè)備外部具有外殼2，主體呈箱體結(jié)構(gòu)，在箱體的前端設(shè)置有進水格柵1，接下來由前向后依次設(shè)置有培養(yǎng)單元3、處理單元5和過濾單元8，并且在箱體的底部設(shè)置有曝氣單元4和漂浮單元9，此外，還在箱體內(nèi)設(shè)置有泵單元6以及在箱體上部設(shè)置有浮潛深度調(diào)節(jié)單元7。

進水格柵1設(shè)置在水處理設(shè)備的箱體結(jié)構(gòu)的前端，待凈化處理的水經(jīng)該進水格柵1進入到設(shè)備箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)部。進一步如圖4a至圖4d所示，進水格柵1可以具有多種結(jié)構(gòu)形狀，可以是圖4a、圖4c和圖4d所示的立體結(jié)構(gòu)，也可以是如圖4b所示的平面結(jié)構(gòu)。例如，圖4a是錐形進水格柵1的側(cè)視圖，這種立體結(jié)構(gòu)的格柵可以從上、下、左、右進水，大大增加進水面積；且如果上部格柵條之間的進水槽堵塞，下部及其他方向的進水槽仍能進水，可以應(yīng)對水體污染物的復(fù)雜情況；此外，格柵條的結(jié)構(gòu)形式易攔截污染物，且清除方便。類似地，進水格柵1還可以是如圖4c所示的半球形、如圖4d所示的長方體形、或者正方體形、半圓柱體形、圓臺形、金字塔形，等多種立體結(jié)構(gòu)。進水格柵1也可以是這些立體結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)。

如果采用立體結(jié)構(gòu)的進水格柵，可以采用沿中心線軸對稱設(shè)置的進水槽，對于錐形進水格柵而言，進水槽的長度從前向后依次增大，如圖4a所示。另外，進水格柵1的各個進水槽的投影面積總和構(gòu)成設(shè)備的總進水面積，可選地，該總進水面積大于設(shè)備的出水面積(即過濾單元8的出水管的截面積)，這樣可以在因水中雜物阻塞進水格柵1的部分進水槽而造成總進水面積減低時保證水凈化處理能力基本不受影響。優(yōu)選地，設(shè)備總進水面積約為設(shè)備出水面積的4倍。

培養(yǎng)單元3設(shè)置于設(shè)備箱體結(jié)構(gòu)的前段，在進水格柵1的后面，待處理的水從進水格柵1首先進入到培養(yǎng)單元3。培養(yǎng)單元3用于培養(yǎng)好氧微生物，該好氧微生物以有機物(主要是污染源向水體中排出的污染物)為養(yǎng)分進行繁殖和生長。

具體地，在培養(yǎng)單元3中設(shè)置有生物填料，微生物首先附著在生物填料層的表面并形成微生物膜，之后在該微生物膜的表層不斷生長好氧微生物菌群；在水流經(jīng)微生膜的過程中，通過微生物膜對有機物的吸附﹑氧向生物膜內(nèi)部的擴散以在膜中所發(fā)生的生物氧化、轉(zhuǎn)化、消化等作用，對污水進行降解處理；并且，可以同時不斷培養(yǎng)微生物繁殖生長，部分微生物脫離填料進入水中，隨水流至后續(xù)水處理單元，參與后續(xù)的水處理。該生物填料可以采用多種形式，例如，為了增大微生物膜的表面積，可以采用立體填料，并將立體填料固定于細桿或鏈條，且將該細桿或鏈條的一端固定于箱體上部內(nèi)側(cè)(例如箱體上內(nèi)側(cè)端面的鋼條，如圖1所示)，也可以將各細桿或鏈條的兩端分別固定于箱體的上部和下部。

通過采用立體填料來增大微生物膜的表面積，可以充分利用培養(yǎng)單元3的內(nèi)部空間，在有限的內(nèi)部空間內(nèi)加大微生物繁殖和生長能力，同時在水中相對密集分布(如圖1和圖2所示)的微生物也可以對水中的顆粒狀有機物和膠質(zhì)狀有機物進行快速捕捉和轉(zhuǎn)化，并進行生物絮凝，從而加大對污水中有機物的處理能力和提高處理速度，這對于如何對高度污染的水進行快速處理的問題提供了很好的解決方案。

可選地，還可以采用多種材質(zhì)的生物填料制成的組合生物填料來提高微生物繁殖、生長和脫落的效果。

處理單元5布置在箱體的中段部分，在培養(yǎng)單元3之后。例如，在處理單元5設(shè)置迷宮型的生物墻構(gòu)件，以增加水與生物墻上附著的微生物的接觸時間，提高水凈化處理效果。例如，如圖2所示的處理單元5的結(jié)構(gòu)，迷宮型的生物墻構(gòu)件可以強制水流呈“s”型路線行走。另外，考慮到流速和流量的配合，圖2所示的處理單元5的結(jié)構(gòu)中，每件生物墻一側(cè)邊連接固定于箱體一內(nèi)側(cè)端面，另一側(cè)邊距離箱體相對另一內(nèi)側(cè)端面的距離可以與兩相鄰生物墻的間距相等。生物墻構(gòu)件可以由生物填料和填料板框構(gòu)成，先將填料板框焊牢在箱體框架內(nèi)，再用壓板把生物填料固定在板框上，這樣固定更加牢靠；也可以采用抽拉式的填料板框，更換維修更加便捷。生物填料可以采用聚氨酯材料，更加結(jié)實耐用。

盡管培養(yǎng)單元3中的微生物對于水凈化也有一定的作用，但是通過微生物對于水的進化處理主要在處理單元5中進行。一方面，通過設(shè)置具有回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的生物墻來改變和加長水流的路徑，增加水與生物墻的接觸時間，使主要在培養(yǎng)單元3中培養(yǎng)并從培養(yǎng)單元3的生物填料脫落而懸浮于水中的好氧微生物能夠著床于生物墻表面，生物墻表面大量生長好氧微生物，好氧微生物將水體中的有機物吸附而達到生物過濾的目的，并將水體中的含氮有機物轉(zhuǎn)化成硝酸鹽，另一方面，當(dāng)生物墻表面長滿好氧微生物(即菌膠團)后就會將生物墻表面能夠接觸的氧都消耗了，使生物墻內(nèi)部由于缺氧只能生長兼氧或厭氧微生物，這部分兼氧或厭氧微生物可以用來將進入到生物墻內(nèi)部的由好氧微生物硝化得到的硝酸鹽物質(zhì)還原轉(zhuǎn)化成氣態(tài)氮而被釋放。這樣，整個處理過程中同時存在硝化與反硝化過程，有效去除有機污物。

處理單元5的生物填料可以是聚氨酯生物填料，例如，高分子合成親水性聚氨酯生物脫氮填料，其經(jīng)過氧氣、氫氣雙重爆炸而成，孔徑2～7mm，相互貫通，達到整塊填料全方位培菌載體。該生物填料不僅可以實現(xiàn)常規(guī)的物理吸附，還有正、負電荷的引力，使載體表面帶有一定的陽離子活性基團及羥基等親水性基團，可與污水中帶有負電荷的微生物產(chǎn)生鍵、價的固定結(jié)合，從而將微生物及生物酶牢固的固定在載體上，使成活后的微生物不容易在水、氣的剪切作用下流失，微生物的負載量大，容積負荷高，從而使污水中的氨氮、總氮達到同時下降的目的，它同時還具有切割氣泡能力強，空間體積利用率大、無死區(qū)等特點。采用了諸如聚氨酯材料的生物填料，可以實現(xiàn)附著微生物的大負載量，并且有利于微生物的固著保持，這對于高濃度有機廢水、各種工業(yè)廢水、煉油廢水、日用化工廢水、醫(yī)藥廢水及城鎮(zhèn)生活污水的脫氮除磷等污水處理非常有意義。

處理單元5的生物墻的構(gòu)造可以采用如圖2所示的迷宮結(jié)構(gòu)，也可以采用其它能夠起到延長水與生物墻的接觸面積和接觸時間的結(jié)構(gòu)。例如，在圖5a中，間隔設(shè)置兩種布置的生物墻結(jié)構(gòu)，一種結(jié)構(gòu)的生物墻的兩側(cè)與箱體兩內(nèi)側(cè)面固定，呈現(xiàn)中間開口，另一種結(jié)構(gòu)的生物墻設(shè)置在箱體的中間部分，使得從所述中間開口進入的水向箱體兩內(nèi)側(cè)面分別流動，然后再流到下一個中間開口。在圖5a所示的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置在箱體中間部分的生物墻的兩側(cè)面分別到箱體對應(yīng)內(nèi)側(cè)面的距離均為相鄰兩生物墻之間的間距。

與圖2和圖5a所示的通過設(shè)置生物墻使得水在箱體內(nèi)部以垂直流動方向(對應(yīng)于圖1的垂直于紙面方向)回轉(zhuǎn)不同，圖5b所示的迷宮結(jié)構(gòu)可以使得水在箱體內(nèi)部在水的整體流動方向上回轉(zhuǎn)(對應(yīng)于圖1的從左到右方向)，該迷宮結(jié)構(gòu)類似于將圖2所示的迷宮結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)了90度。

圖5c所示的迷宮結(jié)構(gòu)采用了類似w形的形狀，其也可以起到增加水流與生物墻接觸面積和接觸時間的作用，相似地還可以參與波浪形等結(jié)構(gòu)。

從箱體內(nèi)部空間利用率的角度，圖2及圖5a和圖5b所示的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的利用率效率更高。

可選地，處理單元5的生物墻結(jié)構(gòu)可以是上述生物墻結(jié)構(gòu)的兩種或者多種的組合。

曝氣單元4與培養(yǎng)單元3和處理單元5相互配合進行工作。如圖1所示，曝氣單元4設(shè)置于箱體底部，其包括多組曝氣器，每組曝氣器有一個或多于一個曝氣口，向上噴空氣、壓縮空氣、加氧空氣或者氧氣。

更具體地，曝氣單元4包括曝氣器41和曝氣器42，分別與培養(yǎng)單元3和處理單元5配合工作，如圖1所示，曝氣器41和曝氣器42的噴氣方向與培養(yǎng)單元3的生物填料的設(shè)置或者懸掛方向以及處理單元5的生物墻的設(shè)置或垂直樹立方向相同或者平行。

其中，曝氣器41為微氣孔曝氣器，該微氣孔曝氣器處于持續(xù)工作狀態(tài)，向培養(yǎng)單元3的生物填料上附著的微生物膜供氣，為微生物的生長提供足夠氧氣和良好的生長環(huán)境；而曝氣器42為中氣泡曝氣裝置，可以產(chǎn)生體積較大(也即中等尺寸)的氣泡，該氣泡可以對處理單元5的生物墻的表面形成刮擦作用，使得生物墻表面的好氧微生物脫落，由于微生物生長一定時間后會老化或死亡，因而定期開啟曝氣器42用較大的氣泡對生物墻表面的微生物刮擦剝落，可以對生物墻上的微生物進行定期更新迭代。由此可見，曝氣器41和曝氣器42在結(jié)構(gòu)、功能、工作原理和工作時間安排上均有不同，它們分別作用于箱體內(nèi)部水處理的不同環(huán)節(jié)，即微生物培養(yǎng)和生物墻水凈化處理。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的漂浮式綜合水處理設(shè)備，通過管路將曝氣器41和曝氣器42連接到箱體外側(cè)的風(fēng)泵(例如，風(fēng)泵等外部構(gòu)件可以布置在箱體上端面，可以位于水面以上或者至少進風(fēng)口在水面以上，可以設(shè)置于亭臺內(nèi)部)，曝氣器41和曝氣器42可以采用獨立的管路，也可以共用管路，還可以通過控制閥門來實現(xiàn)分別操作。另外，曝氣器41和曝氣器42均可以包括一組或多組曝氣裝置，每組曝氣裝置可以包括一個或者多個曝氣頭，例如，在圖1中，曝氣器41包括一組曝氣裝置，該組曝氣裝置有四個曝氣頭，而曝氣器42包括兩組曝氣裝置，每組曝氣裝置包括三個曝氣頭。

泵單元6設(shè)置在設(shè)備箱體的后部，處理單元5后面，用于為箱體內(nèi)的水的流動提供動力。參照圖2，泵單元6包括引流泵61和回流泵62，其中，引流泵61設(shè)置于水流下游的箱體角落，其工作形成的負壓能使箱體外部的污水經(jīng)進水格柵1自流進入箱體內(nèi)部由各個單元處理凈化，處理過的水在引流泵61的作用下排出到箱體外部或者進入后續(xù)水處理單元；回流泵62可以設(shè)置在引流泵61附近，例如圖2所示的，設(shè)置在箱體內(nèi)部水流下游的箱體的另一個角落，并將在箱體內(nèi)經(jīng)過凈化的部分水通過管路引回到培養(yǎng)單元3，例如在箱體進水口附近，從而實現(xiàn)箱體內(nèi)部對于水的反復(fù)循環(huán)處理?？蛇x地，回流泵62也可以將這部分水引回到處理單元5的入水部分。由于設(shè)備主體懸浮在水中，且在設(shè)備箱體內(nèi)部進行水處理，因此泵單元6的引流泵61和回流泵62可以是潛水電泵。

可選地，在設(shè)備箱體的尾部，設(shè)置過濾單元8，引流泵61排出的水再經(jīng)過濾單元8進行過濾處理后再排除到外部水體中。例如，如圖2所示，過濾單元8由兩個過濾倉并聯(lián)組合而成，引流泵61的出水管伸入到過濾單元8，將之前單元處理過的出水引入到過濾倉，從過濾倉上方往下流，經(jīng)過中間濾料，水中含有的雜物被濾料截留，同時，顆粒狀態(tài)的有機物、無機物和特定物質(zhì)也被去除，所產(chǎn)生的污泥保留在濾料中，達到快速高效的處理凈化效果，得到優(yōu)良出水水質(zhì)。在設(shè)置過濾單元8的設(shè)備中，設(shè)備出水口是過濾單元8的出水口，設(shè)備出水面積也即過濾單元8的出水口的出水面積。根據(jù)處理量要求不同，過濾倉的體積大小、組合數(shù)量等均可以調(diào)節(jié)變化。

漂浮單元9可以設(shè)置在設(shè)備箱體的底部和/或頂部，用于使得設(shè)備箱體的至少主體部分懸浮在待處理水體中，這樣待處理的水可以在箱體內(nèi)部負壓的作用下從進水格柵自流入箱體內(nèi)部。如果在箱體的底部和頂部都設(shè)置漂浮單元9，則平鋪在箱體底部的漂浮單元9的浮力可略小于設(shè)備的整體重力，設(shè)置在設(shè)備頂部的漂浮單元提供對應(yīng)于設(shè)備整體重力的剩余部分的浮力，使得設(shè)備的至少主體部分或箱體部分懸浮在水中，并且設(shè)置在設(shè)備頂部的漂浮單元所提供的浮力可以用來調(diào)節(jié)設(shè)備的平衡。漂浮單元9可以設(shè)置在箱體底部外殼的外部，或者，漂浮單元9本身形成箱體的底部，曝氣單元4的曝氣裝置可嵌入到漂浮單元9中，如圖1所示。

可選地，漂浮單元9采用聚氨酯硬泡材料，這樣箱體底部聚氨酯硬泡形成的平面還可以防止污泥沉積以及防止從填料落下的微生物沉積。如前所述，落在箱體底部的微生物可以被回流泵62抽回到培養(yǎng)單元3或處理單元5。

可選地，還可以設(shè)置浮潛深度調(diào)節(jié)單元7，用來調(diào)節(jié)設(shè)備箱體的浮潛深度，以使得設(shè)備整體尺寸適合于不同的水體深度。該調(diào)節(jié)單元7可以由浮動滑筒及固定桿腳構(gòu)成，浮動滑筒定位在外殼2的四個角落里，與外殼2焊成一體，浮動滑筒的端面與箱體端面齊平；固定桿腳可在浮動滑筒內(nèi)部自由穿梭。固定桿腳位置不動，上下牽引移動浮動滑筒至適當(dāng)位置固定，也使得箱體固定在對應(yīng)位置，從而實現(xiàn)針對不同水深環(huán)境的浮潛深度調(diào)節(jié)。

可選地，引流泵61設(shè)置在箱體中間高度的支架上，這樣可以將在箱體內(nèi)中間高度部分懸浮的污染物抽出箱體進入過濾單元8進行過濾處理；而回流泵62安裝在箱體底部的聚氨酯硬泡(漂浮單元9)平面上，可將落在底部的微生物等抽回到箱體前端進水口。如此循環(huán)往復(fù)，保證了箱體內(nèi)豐富的高濃度的微生物族群，提高了水處理效果。根據(jù)本發(fā)明的其它實施例，引流泵61和回流泵62及其進出水口也可以設(shè)置在設(shè)備的其它位置。

圖3示意性地示出了圖1所示的漂浮式綜合水處理設(shè)備的內(nèi)部水流走向。結(jié)合圖1、圖2和圖3所示，在引流泵61的作用下，待處理污水從多個方向經(jīng)進水格柵1進入到設(shè)備箱體內(nèi)部，首先進入到培養(yǎng)單元3，由培養(yǎng)單元3的生物填料表面附著的微生物對污水中的有機物進行吸附、捕捉和轉(zhuǎn)化，并以此有機物為養(yǎng)分進行生長和繁殖，水然后經(jīng)過處理單元5的具有迷宮結(jié)構(gòu)的生物墻所形成的回轉(zhuǎn)水路流動，在流動過程中經(jīng)過處理單元5的生物墻的好氧微生物、兼養(yǎng)微生物和厭氧微生物進行有機物吸附及硝化和反硝化處理，經(jīng)過處理單元5所處理的水流到設(shè)備箱體的后部，再由引流泵61排出到設(shè)備之外。

可選地，通過設(shè)置過濾單元8來對引流泵61排出的水進行進一步的過濾處理，截留和去除水中含有的雜物、顆粒狀態(tài)的有機物、無機物和特定物質(zhì)。

可選地，還可以設(shè)置回流泵62，將經(jīng)處理單元5處理后的水的一部分引回到培養(yǎng)單元3或處理單元5的進水部以實現(xiàn)循環(huán)處理。

根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備的箱體是懸浮或漂浮在水體中的，并且在箱體內(nèi)部進行水凈化處理，因此水處理量與箱體內(nèi)部容積也有關(guān)系。因此，根據(jù)污染源處所需處理量不同，可通過改變箱體尺寸實現(xiàn)。設(shè)備箱體的形狀也可以采用長方體、圓柱體、棱柱體等多種形狀。

盡管是在箱體內(nèi)部進行水凈化處理，也不要求對該箱體實現(xiàn)完全密封，只要保證箱體內(nèi)部的微生物濃度和處理能力。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的漂浮式綜合水處理設(shè)備，可以用外接電纜、電池、發(fā)電機、太陽能發(fā)電裝置等為泵單元和控制單元(未示出)提供動力。

根據(jù)本發(fā)明實施例的漂浮式綜合水處理設(shè)備的殼體、支撐架、噴嘴、迷宮結(jié)構(gòu)、泵單元等可采用普通碳鋼材料、不銹鋼材料、塑料等材料制作。對設(shè)備浸入水中的部分最好要做防銹處理。

根據(jù)本發(fā)明實施例的漂浮式綜合水處理設(shè)備，可以獨立地用于對水體進行凈化處理，也可以作為水體凈化處理系統(tǒng)的一部分，對于由其它設(shè)備通過溶氧曝氣、過濾、投藥等可能的技術(shù)手段對水體進行凈化處理后的水體進行凈化維持保養(yǎng)。

根據(jù)本發(fā)明的漂浮式綜合水處理設(shè)備，可以集合曝氣、過濾、微生物降解等水處理工藝于一體，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。

設(shè)備水上部分可以采用亭臺、畫舫等不同形式達到景觀效果。

根據(jù)本發(fā)明實施例的漂浮式綜合水處理設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)以下技術(shù)效果中的一種或者幾種：可以直接將水處理設(shè)備放置在被污染的河道或湖泊中污染比較嚴重的區(qū)域即可進行水處理(也稱為原位處理)，可以節(jié)約大量投資，并且施工周期短，由于本設(shè)備不需要機房則更容易實現(xiàn)污染的處理；在本發(fā)明的設(shè)備前部布置立體彈性填料和組合填料，底部設(shè)置微氣泡曝氣裝置，能夠快速培養(yǎng)微生物，并且能夠有效捕捉水體中的顆粒狀有機物和膠質(zhì)狀有機物，進行生物絮凝；中后部布置迷宮型的生物墻，通過該迷宮結(jié)構(gòu)增加水體與生物墻的接觸時間，使懸浮于水中的微生物能夠著床于生物墻表面，生物墻表面大量生長好氧微生物，好氧微生物將水體中的有機物吸附而達到生物過濾的目的，并將水體中的含氮有機物轉(zhuǎn)化成硝酸鹽，硝酸鹽傳質(zhì)進入生物墻內(nèi)部被兼氧或厭氧微生物還原轉(zhuǎn)化成氣態(tài)氮而被釋放，整個處理過程中同時存在硝化與反硝化過程，有效去除有機物；底部設(shè)置中氣泡曝氣裝置，定期通過曝氣的方式將生物墻上的微生物進行更新迭代；后部可外掛過濾單元，由過濾倉并聯(lián)組合而成，前面凈化處理過的出水進入到過濾倉，水體含有的污染物被濾料截留，只讓凈化過的優(yōu)良水質(zhì)通過；在結(jié)構(gòu)上利用設(shè)備上部和底部的有效空間采用聚氨酯進行發(fā)泡，利用發(fā)泡空間的浮力使設(shè)備能夠懸浮于水面上，且可通過浮動滑筒與固定桿的相對位置，改變設(shè)備與水面的相對高度，適用于各種水深環(huán)境。

并且，根據(jù)本發(fā)明實施例的水處理設(shè)備可據(jù)污染源處的污染量的要求，通過選用不同尺寸類型的箱體，匹配水處理量的需求。本發(fā)明的應(yīng)用范圍比較廣泛，其在水的深度處理、微污染水處理、難降解有機物處理、低溫污水的硝化處理和低溫微污染水處理中有非常好的效果。本發(fā)明有效地提高了水處理的效率及凈化效果。凈化水質(zhì)，從源頭開始處理，使污染不會擴散。

以上所述僅是本發(fā)明的示范性實施方式，而非用于限制本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明的保護范圍由所附的權(quán)利要求確定。