Устройство для биологической очистки водотоков и (или) водоемов

 

Изобретение относится к биологической очистке воды с использованием водных растений и позволяет качество воды в водном объекте , т.е. в водотоке или водоеме, сохранить экологическое состояние за счет увеличения изъятия загрязняющих веществ и подавления развития сине-зеленых водорослей. В устройстве в качестве биологической загрузки используют растения семейства роголистник овых, которые закрепляют на отдельно размещенных в толще .воды приспособлениях , вьтолненных в виде вертикальньк поплавков-носителей (ВИН), каждый из которых шарнирно нижним концом соединен со своим якорем. ВПН могут быть выполнены в виде цилиндра с эластичными кольцами для крепления растений, или в виде цилиндра со штырями и .перфорированной лентой для крепления растений, или в виде спирали о Поплавки-носители выполнены в виде шарнирно прикр.епленных к якорям горизонтальных поплавков-носителей , представляющих собой герметичные коробы с эластичными кольцами, или штырями с перфорированной лентой или спиралями. Для расширения области использования с большей глубины и оьъема воды поплавки могут быть выполнены в виде гибких неплавучих элементов, снабженныхотрезками тросов с поплавком и эластичными кольцами для крепления растений . Эти элементы крепят к якорям или к креплениям на откосах водоема. Устройства в водном объекте могут , быть установлены рядами вдоль берегов или рядом поперек течения или группой . 8 з.п. ф-лы, 18 ил. (Л с 05 tsD 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) . (И) А1 51) 4 С 02 F 3/32. »

/ 1 ф

gg$g » /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

М ABTOPGHOMV CSHQETEJlbCTBV (21) 4018780/30-26 (22) 12.02.86 (46) 30.12.87. Бюп. Р 48 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский институт IIO охране вод и Управление канала "Днепр-Донбасс" (72) А.П. Гусак, Ф.В. Стольберг, В.И. Затыльников, Н.Н. Злобин и А.В„ Ильевский (53) 628.356(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 893895, кл. С 02 F 3/32, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ

ОЧИСТКИ ВОДОТОКОВ И/ИЛИ ВОДОЕМОВ (57) Изобретение относится к биологической очистке воды с использова.нием водных растений и позволяет ул) чшить качество воды в водном объекте, т.е. в водотоке или водоеме, сохранить экологическое состояние за счет увеличения изъятия загрязняющих веществ и подавления развития сине-зеленых водорослей. В устройстве в качестве биологической загрузки используют растения семейства роголистниковых, которые закрепляют на отдельно размещенных в толще .воды приспособлениях, выполненных в виде вертикальных поплавков-носителей (ВПН), каждый из которых шарнирно нижним концом соединен со своим якорем, ВПН могут быть выполнены в виде цилиндра с эластичными кольцами для крепления растений, или в виде цилиндра со штырями и .перфорированной лентой для крепления растений, или в виде спирали. Поплавки-носители выполнены в виде шарнирно прикрепленных к якорям горизонтальных поплавков-носителей, представляющих собой герметичные коробы с эластичными кольцами, или штырями с перфорированной лентой или спиралями. Для расширения области использования с большей глубины и оьъема воды поплавки могут быть выполнены в виде гибких неплавучих элементов, снабженных С отрезками тросов с поплавком и эластичными кольцами для крепления растений. Эти элементы крепят к якорям или к креплениям на откосах водоема. CO

Устройства в водном объекте могут, ф .) быть установлены рядами вдоль берегов ф ) или рядом поперек течения или груп- е ) пой. 8 з.п. ф-лы, 18 ил. О б

1362710

20

45

55

Изобретение относится к охраневод от загрязнения и предназначено для использования при проведении водоохранных мероприятий для очистки вод водотоков (рек, каналов) и водоемов (водохранилищ, озер) преимущественно хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения от биологического и химического загрязнения.

Цель изобретения — улучшение качества воды, повышение самоочищаемой способности водного объекта и извлечение загрязняющих воду веществ с большей толщи воды.

На фиг.1 — изображено устройство с вертикальным поплавком-носителем в виде герметичного короба, общий вид на фиг.2. — устройство со штырями с перфорированными лентами; на фиг.3разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 — устройство с вертикальным поплавком-но" сителем в виде спирали; на фиг.5 то же с горизонтальным поплавком-носителем в виде герметичного короба, общий вид, на фиг.б — устройство со штырями с перфорированными лентами, вид сверху; на фиг.7 — разрез Б-Б на фиг.б; на фиг.8 — устройство с горизонтальным поплавком-носителем,снабженным спиралями, общий вид; на фиг.9 — то же с гибким неплавучим элементом, соединенным с якорями; на фиг.10 — то же, с креплениями на откосах; на фиг.11 — разрез В-В на фиг.9; на фиг.12 — размещение устройств с вертикальным поплавком-носителем в водотоке рядами вдоль берегов; на фиг.13 — то же рядами поперек потока воды; на фиг.14 — то же, под углом потоку воды; на фиг,15 — то же, с горизонтальным поплавком-носителем в водотоке рядами вдоль берегов; на фиг.16 — то же, рядами поперек потока воды, на фиг,17 — то же, под углом потоку воды; на фиг.18 — то же в водоеме.

Устройство для биологической очистки вод водотоков и/или водоемов содержит биологическую загрузку в виде высших водных растений, в качестве которых используют бескорневые растения семейства роголистниковых, например, роголистник 1 погруженный

Ceratopy11ym demersum, и приспособление для размещения этой биологической загрузки в воде водного объекта (водотока илн водоема).

Устройство может быть выполнено в трех вариантах в зависимости от исполнения приспособления для размещения биологической загрузки.

По первому варианту устройства приспособления для размещения биологической загрузки в воде водного объекта (водотока или водоема) выполнены в виде вертикальных поплавков-носителей 2 или 3,4 (фиг.1,2 и 4), каждый иэ которых нижним концом посредством закрепленного в нем, например, крюка

5 шарнирно с возможностью съема прикреплен к скобе 6 якоря 7, установленного на дне водного объекта 8 (фиг.1 и 2). При необходимости для соединения крюка 5 со скобой 6 может быть использован отрезок троса 9 (фиг.4) .

Вертикальные поплавки-носители

2,3 и 4 размещают в водном объекте так, чтобы их верхние концы находились ниже проектного уровня воды в водном объекте 8 на расстоянии не менее 0,5-0,8 м (фиг.2 и 4), для этого или подбирают соответствующую длину поплавков-носителей 2-4 или соответствующую длину отрезка троса 9.

Вертикальный поплавок-носитель 2 (фиг.1) выполнен в виде полого герметичного короба, например цилиндра из полиэтиленовой трубы, роголистники 1 на котором закреплены по образующим посредством эластичных колец

10, выполненных, например,из резины.

Вертикальнйй поплавок-носитель 3 (фиг.2) выполнен в виде полого герметичного короба, например цилиндра из полиэтиленовой трубы, на поверх-. ности которого по образующим по крайней мере с двух противоположных сторон прикреплены с кольцевыми канавками на свободных концах штыри 11, на которых размещены перфорированные ленты 12 (фиг.3), например, иэ полиэтилена для крепления роголистников 1.

Вертикальный поплавок-носитель 3 (фиг.4) выполнен в виде спирали, например, иэ полиэтилена, верхний конец которой снабжен плавучим материалом

13, а роголистники 1 закреплены в витках спирали.

По второму варианту устройства приспособления для размещения биологической загрузки в воде водного объекта выполнены в виде горизонтальных поплавков-носителей, выполненных в! 3627! С

55 виде полых герметичных коробов 14 (фиг,5,6 и 8), каждый из которых гибкими связями 15 прикреплен к установленным на дне водного объекта 8 яко5 рями 16. Это крепление может быть выполнено с возможностью съема, для этого якорные связи мо=ут иметь крюки для зацепления с якорями.

Короб 14 может быть выполнен, на- 10 пример, в виде полого цилиндра из полиэтиленовых труб и длину короба 14, выполненного в виде цилиндра, устанавливают равной 25-35 диаметрам цилиндра. !5

Роголистники 1 на коробе 14 вдоль

его оси закреплены посредством эластичных колец 17, например, из резины (фиг.5). Для крепления роголистников

1 на поверхности короба 14 он может 20 быть снабжен штырями 18 (фиг.6 и 7), которые прикреплены по образующим по крайней мере с двух противоположных сторон и имеют на свободных концах кольцевые канавки. Посредством 25 кольцевых канавок на штырях 18 размещены перфорированные ленты 19, удерживающие роголистники 1 на коробе 14.

Короб 14 с эластичными кольцами 17 или сп штырями 18 для крепления ро- 30 голистников 1 размещают в водном объекте 8 на глубине не менее 0,5-0,8 м от проектного уровня воды в водном объекте 8 (фиг.5) путем, например, изменения длины гибких связей 15.

Для размещения роголистников 1 на коробе 14 последний может быть снабжен вертикальными спиралями 20, закрепленными по верхней образующей короба 14 (фиг.8). Верхние концы

40 спиралей 20 снабжены плавучим мате-риалом 21, а роголистники закреплены в витках спирали 20. В этом случае короб 14 размещен в водном объекте

8 на глубине так, что верхние концы спиралей 20 расположены ниже проектного уровня воды в водном объекте

8 на расстоянии не менее 0,5-0,8 м.

Короб 14, перфорированные ленты 19 и . спирали 20 выполнены из полиэтилена.

По третьему варианту устройства приспособления для размещения биологической загрузки выполнены в виде гибких неплавучих элементов 22, например тросов, к которым прикреплены отрезки тросов 23, к свободному концу каждого из последних прикреплен поплавок 24, а на отрезках тросов 23 посредством эластичных колец 25, например, из резины, закреплены роголистники 1. Неплавучий элемент 22 снабжен грузами 26 и якорными связями 27> соединен с установленными на дне водного объекта 8 якорями 28 (фиг.9), или связями 29 соединен с установленными на откосах 30 водного объекта 8 креплениями 31 (фиг.!0).

Пеплавучий элемент 22, отрезки тросов

23, якорные связи 27 и связи 29 выполйены из полипропилена °

В водном объекте 8 устройства для биологической очистки вод в толще воды размещают так, что из отдельных устройств, выполненных по любому иэ трех вариантов, т.е., например, по первому варианту устройств 32 с вертикальным поплавком-носителем, по второму варианту устройств 33 с горизонтальным поплавком-носителем, или по третьему варианту устройств 34, образуют ряды или группы (фиг.1218), т.е. образуют так называемые биофильтры в водном объекте 8.

Устройство для биологической очистки вод водотоков и/или водоемов работает следующим образом.

Перед установкой в водном объекте

8 устройств 32,33 или 34 на их приспособлениях для размещения биологической загрузки закрепляют ростки роголистника 1, В зависимости от водного объекта

8 (водоток или водоем), его характеристики (ширина, глубина, скорость течения воды), состояния (наличие и виды загрязняющих веществ, распределение их по глубине и акватории), а также объема подлежащей очистки воды выбирают варианты исполнения устройств 32,33 или 34 и размещения в водном объекте 8 отдельных вариантов или комбинацию из нескольких вариантов., В водном объекте 8, являющемся водотоком (канал, река), устройства

32 с вертикальным поплавком-носителем размещают рядами вдоль берегов (фиг.12), или рядами поперек потока воды (фиг,13), или рядами под углом потоку воды (фиг. 14). Устройства 33 с горизонтальным поплавком-носителем в таких водных объектах 8 (водото-ках, реках) размещают или рядами вдоль берегов (фиг.15), или рядами. поперек потока воды (фиг. 17). Устройства 34 по третьему варианту раз13б2710 мещаются аналогично устройствам 33 (фиг.9,10,15,16 и 17). !

В водном объекте 8, являющимся водоемом (водохранилище, озеро, 5 пруд), устройства 32-34 размещают рядами перпендикулярно или под углом течению воды в водоеме, преимущест— венно. в местах вероятных очагов цветения водь1 или в местах поступления 10 в водоем вод с загрязняющими веществами (фиг.18), Размещение устройств 32 — 34 в од— ном водном объекте 8, т.е. как в водотоке, так и водоеме, может быть 15 комбинированным, т,е„ рядами и под углом, и гпуппами, и отдельными точ— кями.

Движущаяся по водному объекту 8 вода фильтруется через биологическую 20 загрузку (фиг.11), т.е. искусственно созданные заросли роголистника 1, и очищается от оргяпических и минеральных загрязняющих веществ, находяшдхся в воде водного объекта 8.

Усвоение веществ роголистником 1 производит<я всем телом растения. Роголистник 1 интенсивно развивается и в короткий срок образует эффективно действующий биофильтр, очищающий во- 30 ду. Тяк кяк роголистник 1 является и Il бптором сипезеленых водорослей, то одновремен IQ с очисткой воды биофильтры из роголистника 1 угнетающе воздейс.твуют на синезеленые водоросли и предупреждают цветение воды или по крайней мере уменьшают цветение.

Вегетационный период развития роголистника 1 ограничивается теплым вРеменем года, поэтому с наступлением 40 вегетационного периода устройства с закрепленными ростками роголистника размещают в водном объекте, я по . окончании вегетяпионного периода устройства извлекают из водного объекта 45 и е них отделяют раззившиеся растения, после например, высушивания. На зимний период в водотоке могут быть оставлены отдельные устройства, для последующего обновления биологической 50 загрузки. Специального предварительного культивирования роголистник не требует, так кяк он размножается в водной среде.

Изобретение позволяет улучшить качество воды в водном объекте, повысить эффективность и расширить область использования, сохранить экологическое состояние водного объекта, упро:ти гь конструкцию устройства и его эксплуатацию; не требуется предварительного культивирования биологической загрузки и упрощена ее уборка.

Устройство может выполнять функции водоохранного мероприятия в каналах хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения, каналах переброски стока, мяльгх и средних реках, в любом водотоке, загрязненном стоячими водами, а также в водохранилищах, озерах и прудах как для очистки воды, так и для снижения или подавления цветения воды. Посредством управляемого размещения устройств в водотоках и водоемах возможно обеспечить эффективную очистку воды, не созда.— вая по <ех судоходству, переброске стока, не внося вторичного загрязнепия в водный объект. формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для биологической очистки водотоков и/или водоемов, содер, ящее размещенные в воде несущий элемент и биологическую загрузку в виде высших водных растений, о тл и ч я ю щ е е с я тем, что, с це лью улучшения качества воды, повышения самоочищающей способности водного объекта и извлечения загрязняющих воду веществ с большей толщи воды, оно дополнительно снабжено поплавкомносителем, плавучим элементом и эластичными элементами для крепления к поплавку †носите биологической загрузки из бескорневых водных растений, например, роголистника погруженного Сегасору11уш с1етегзшп, при этом верхний конец поплавка-носителя присоединен к плавучему элементу, нижний конец — с несущим элементом, при этом верхняя кромка плавучего эпемента размещена ниже уровня воды, а несущий элемент снабжен креплениями, установленными на дне и/или берегу водоема или водотокя.

2à Ус1роиство по пь 1 9 о T л и ч а ю щ е е с я тем, что несущий элемент выполнен в виде троса, соединенного с креплениями, установленными на дне и/или берегу водоема или водотока.

3. Устройство по п.1, о т л и ч я ю щ е е с я тем, что несущий эпемент выполнен в виде горизонтального полого герметичного короба, 6. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что поплавокноситель выполнен в виде полого герметичного вертикально размещенного

11 2

Фиг. 2

7 1362710 8 соединенного с креплениями, установ- короба, по образующим которого по ленными на дне водоема или водотока. крайней мере с двух противоположных

4 ° Устройство по п.1, о т л и — сторон прикреплены штыри с кольцевыч а ю щ е е с я тем, что несущий ми канавками на свободных концах элемент выполнен в виде горизонталь- с размещенной на них перфорированной ного полого герметичного цилиндра, лентой. длина которого составляет 25-35 его 7. Устройство по п,1, о т л идиаметра, соединенного с крепления- ч а ю щ е е с я тем, что поплавокми, установленными на дне водоема 1ð носитель выполнен в виде вертикальили водотока. ной спирали.

5. Устройство п.1, о т л и ч а- 8. Устройство по п.1, о т л ию щ е е с я тем, что поплавок-но- ч а ю щ е е с я тем, что верхняя ситель выполнен в виде полого герме- кромка плавучего элемента размещена тичного вертикально размещенного ко- 16 ниже уровня воды на глубине 0,5-0,8 м. роба, например цилиндра из полиэти- 9. Устройство по п.1, о т л и леновой трубы. ч а ю щ е е с я тем, что несущие

I элементы размещены рядами перпендикулярно или под углом к течению воды

2р преимущественно в местах поступления сточных вод с загрязняющими веществаМИ °

1362710

1362710

I362710

1.36271 О

Составитель Л. Суханова

ТехРед Л.Сердюкова КоРРектоР И. ЭРдейи

Редактор M. Товтин

Заказ 6345/16 Тираж 851

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4)5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4