[发明专利]流体处理装置、系统和方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请涉及并且要求优先权的是2012年9月6日提交的题为“施工工地水处理系统和方法（CONSTRUCTION SITE WATER TREATMENT SYSTEM AND METHODS）”的美国专利申请序列号13/605,824，其为2011年9月15日提交的题为“雨水和液体废物的处理装置、方法和系统（APPARATUS,METHODS,AND SYSTEM FOR TREATMENT OF STORMWATER AND WASTE FLUIDS）”的美国专利申请序列号13/234,019的部分继续申请，所述两个申请的公开内容特别通过引用的方式全部并入本文。

技术领域

本发明一般而言涉及装置、方法和系统，所述装置、方法和系统用于处理雨水并且除去从需要避免将悬浮固体排入河岸系统或雨水排水系统的施工工地、建筑工地和其他工地排放的水中的沉降物和悬浮固体，并且更具体地涉及从水中分离沙、油、生物质和其他杂物并且降低经处理的水中的营养物和氮化合物的量。更广泛而言，本发明涉及装置、方法和系统，所述装置、方法和系统用于处理大体积的液体、混合物、悬浮体等从而将其分离成组成部分；并且用于加工液体、混合物、悬浮体等从而除去固体并且排放具有较少悬浮固体的水。

背景技术

现代雨水排水系统包括将雨水引导至雨水沟或下水道，其中水被收集用于后续加工和处理或简单地排入大型水体。在这些系统中，雨水通过重力引导从斜坡和街道流入雨水沟。在流动的过程中，雨水可能携带杂物、垃圾（例如纸、罐和烟蒂）、生物质（例如草、树叶、粪便和废弃食品）、淤泥、沙、石、油、污染物、重金属，和废弃医疗设备和私人物品（例如用过的针头和避孕套）和其他颗粒。此外，雨水排水系统也可能收集其他径流水，例如用于灌溉的水。雨水和径流水可以自然地流过土壤或其他地形并且携带有机物质或化学制剂，例如植物、树叶、碳氢化合物、硝酸盐或其他化合物。

在有效加工雨水方面存在巨大兴趣。排水系统通常通往天然水系，例如海洋、湖泊、河流、小溪和其他相似的水体。如果具有实际的低成本能力从而在排水被引入天然水系之前分离出人造和天然致污物和污染物并且避免扰乱这些系统的天然生态平衡，将有助于保护环境。此外，如果雨水和其他径流可以有效地处理并且以净水形式或至少以中水形式回收，则存在这样的可能：回收的水可以帮助满足水的内需。

在处理流体用于矿业、农业和工业应用方面也存在巨大兴趣。除了水的处理和净化之外，在处理过程中从流体中分离的产物可能是有价值的。例如，来自矿场或农场的包含高营养物含量、各种润滑剂成分等的径流中的矿物质可被分离、收集和重新利用或重复利用。此外，工业应用中的和来自废流的流体或固体的回收可能令人感兴趣。

施工工地和建筑工地经常收集或产生大量的包含高水平的悬浮固体的雨水径流，所述雨水径流需要被泵送离开工地。河岸系统和雨水排水系统可能无法容纳排放的流体，特别是可能沉积的大量沉降物。为了保护这些工地附近的环境，政府法规可能要求预先加工从工地排放的水从而减少所排放的悬浮固体的量。通常地，排放的水不危害环境但是可能包含需要除去或降低浓度的碎石、泥土、沙、粘土，和其他悬浮固体。在除去或降低悬浮固体的浓度之后，经加工的水适合排入附近的水系。

雨水径流和地下水通常储存在工地的水池中，其可能缓慢蒸发或浸入附近的土地。这种水池可能溢流至公路、小溪、地产和低洼区域，造成泛滥并且沉积大量沉降物。

从储存在施工工地和建筑工地的大体积的水中除去悬浮固体的过程经常被称为“脱水”。常见的脱水方法包括使用脱水袋。脱水袋（也被称为土袋、重力袋过滤器和沉降物过滤袋）仅仅是大的矩形过滤袋，所述过滤袋由一个或多个需要处理的水源供给。通常使用泵来移动来自储存池的水从而供给脱水袋。

水流入袋的内部并且经过袋的壁。袋的壁过滤出特定尺寸的固体。水通过袋的表面浸出进入周围环境。实质上，脱水袋是从水中分离悬浮固体的大型过滤器。袋被固体填充然后被丢弃。

用于特定应用的脱水袋的合适尺寸通常通过需要加工的水的流速和组分进行确定。水中的固体量可能影响所需的脱水袋的尺寸，因为大的沉降物负荷将更迅速地填充袋并且阻塞袋材料中的孔。某些固体，例如粘土，将极迅速地阻塞脱水袋。

在估算用于特定应用的脱水袋的合适尺寸时，选择的对于任务来说过大的袋浪费金钱并且占据工地的有价值的空间，而对于任务来说过小的袋将需要使用多个脱水袋、需要用于监控和更换这些袋的计划表、以及实际监控和更换额外的袋的时间、人力和支出。