"система "биоком" биохимической очистки возвратных вод"

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

ЬЭ

Ю

ОО

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4941094/13 (22) 23.0491 (46) 30.1093 Бюл Йя 39-40 (76) Безднина Светлана Яковлевна; Куприянов Олег

Игоревич (54) СИСТЕМА "БИОКОМ" БИОХИМИЧЕСКОЙ

ОЧИСТКИ ВОЗВРАТНЫХ ВОД (57) Использование: охрана окружающей среды, в частности водных объектов от поступления биогенных веществ, преимущественно соединений азота, фтора, а также пестицидов и тяжелых металлов, содержащихся в возвратных водах оросительных систем или в поверхностном стоке с территсрии богарного земледелия, а также очистка возвратных вод, с цепью из последующего использования для орошения. Сущность: система биохимической очистки "Биоком включает водоток 1, блок предва(19) (11) (51) 5 С02ГЗ 32 C02 F3 34 рительной химмелиорации 2, блок биоочистки 3 и блок окончательной мелиорации 4. Между блоками химмелиорации 2 и 4 и блоком биоочистки 3 на водотоке 1 установлены бетонные вододелители 5 с тремя шлюзами-регуляторами. Каждый блок химмелиорации содержит размещенные в водотоке сооружения дпя гидравлического прыжка — перепад 6 и гашения энергии потока — порог 7, а также устройство 8 для внесения химмелиоранта, расположенное выше по водотоку 1. Блок 3 биоочистки включает три параллельно расположенные водоохранные полосы 9- 11, протоками 12 — 14 на входе и выходе соединенные с соответствующими шлюзами вододелителей 5. Наклонные стенки полос не только увеличивают площадь биофильтрации, но и облегчают уборку растительности. 2 ил.

2001887 е 1зобрегение огносится к охране окруw3>oLL,pLt среды, В частности, водных обьекОВ о! поступления биогенных Веществ, ;1ре>лмущественно соединений азога, фтора, а -)акже пестицидов и тяжелых металлов, содержащихся В Возвратных водах оросительных систем или в поверхностном стоке . территории богарного земледелия, и к очисгке возвратных вод с целью их последующего использования для орошения. "0

Извест> о устройство, содержащее канал с наклонными стенками, выносами поверхностных загрязненных вод, установ(IOHHb(Mui в местах выноса по оси канала струе напра Вля ющими перегородками и Водоохранную полосу с размещенны(ли на

Ог)ти(аль (ой глуби (е произрастания зарослями Выс Ней Водной растительности.

Одна)со 3Т0 ус-,ройство не эффективно !

1pi. пере(1е (ных расходе и степени загряз- 20 неHL1!I (30äh), т.е. (iри большом поступлении воз:,p3f)(bi>. Вод и высокой степени их эаCps 3Hå).L1я îH0 не обеспечивает достаточно

f3I.IcoKу) - степень очистки.

I13иболее близкой предлагаемои яв<)яется с стек!3 очистки воды, содержащая е30

qO0xp3>IiIyI0 г(олосу с H3>кенных е(однОЙ

0.10(! i <; : Ь>, ОСТ) 4) I)33Hb)X ВИДОВ. (1ЭЕ (1Р3 .— I. 0 . —.;;0 цэ ОJ,L)x загрязняю,ц(!(1 геще) < Г,О"! 31 (В(:. ТНОЙ СИСТ" <" )I i i ".I(ÊO

> Е„UC i gг l>)331 ЭффЕКт<1 НО ГЬ . )

-30 о (ис(к(! Нри г;временны:< рас соде

L1 -.Г п: н:: 3; гряэнени.i возвратных Вод. Г,ро<(О !Ог(>. 001b Е(с! i, <(ljQHTp3tguIL1 TO)

Р.)С < . Н .i(1 (0(.,I(ÄO I I f lib HO РВС ПОЛО>КO lii lb)X

:(с Н б1!:.0 1 К<, Ь р, ц(i; i, i i OHHX(3SI 11Х п (И(;ТИГP)lb H J)0 C(1(iCO>JHEiCTb, Г) р(!ВОД)> I, ) ) Е)Е,<дЕ>3ременной гибели растений и нс;обходи)лести Восс1ановлени>1 Все(0 блока б()OC ((.Г: (1.

Пр дла) аемая систе(ла биохимической

ОЧ)1СТКИ Е)ОЗГ!РЛТНЬ!X ВОД ПОЗЕЭОЛЯ i ПОБЫ си Гь э<,аффективно;ть и качестВО О itic!>(I1, а

1акже снизить эксг)луатационные затраты.

Су(>(носСТЬ ПрвдлаГВЕМОГО ИЗОбрЕтЕНИя 50 .ос ГОит В < OM, <(To изВQGTH3si систе>ля О (ист

I .l1 Водь), скл>очающая трехучастковую зону б)иофиль103ции, каждый из учас) ков которой Вь)полнен в Виде водоохранной полосы, представ)яющей собой траншею с пологими откосами, засаженную водной растиToëьHîcTûo, дÎпÎлHL(òåëьно снабжена блокà>xë предварительной и окончательной (корректирующей) .LIMìåëèoð3öL:u:, располпженн;,))1и д"> и после блока биоочистки и сообщенными с ним посредством шлюзовых вододелителей, причем каждый блок

;-,иммелиорации содержит раз.1ещенные в водотоке средства для перемещения, аэрации и последующего гашения энергии потока, и расположенное выше по водотоку устройство для внесения химмелиоранта, при этом блок биоочистки состоит из трех параллельно расположенных водоохранных полос, соединенных протоками со шлюзами вододелителей, по дну большей иэ которых по площади уложены дрены для сбора воды и отвода во вторую полосу, дополнительно засыпанньiå фильтру>ощи>л слоем грунта с растущей на нем высшей Водной растительностью, и ричем дрены снабжены cMQTpoBblми колодцами В истоках дрен, размещенных на берегу, 3 их устья расположены по всей длине откоса cîñåäiiåé полосы на уровне ее дна.

В блок<1 предварителbHой xиммелиорации загрязненных вод уменьша)ог концентрацию токсичных ионов, угнетающих растения блока биоочистки, понижающих их очистительную способность, те>л самым по(3ыfo3ÿ эффскти(tность и качество очистки и продляя срок службы блока биоочистки.

Крс<(ле то>0, В блоке предварительной химмеlIL1np3)ill(1 возможно <; несение микроэлементсв для питания растений блока биоо (истки.

Предлагаемая конструкция блока био0 (истки ((О; bin(Iÿ,т Осущесты1ять биофб1льт" рэц,;к В ра3); Ix режимах — Вертикальной, ООрс. Г)lc!1 !i рт)!кальнОЙ, ГориэОнтэльнОЙ б;og)uiflb! p3((i1ul,;; также сочетая режимы горизонтальной и е)ерт3!Кальнсй биофильтрации, наиболес эффективно очищать воду до нужног0 ка )ества при переменнь>х расходах зэц «э! IOHilb)х Вод L1 разной степени загрязн:. (и>(, сохра) ив при этом на максимально дли10лt ный срок очистительну)о способность растений блока биоочистки, снизив тем ; мым экспл>атационные затраты.

H блоке Г)кончатсльной химмелиорации

>(opppI(Tu1pyI0r ионный состав очищаемой

Воды до норм орос> т(>льной воды.

VpoMe того, система создана на модульной основе. Розможно подключение последователь) о или параллельно других блоков: де>ле>нерализации, магнитной, ультразвукоВОЙ, сорбционной обработки и т.д.

1-{3 ф(!Г.1 изображена схема конструкции систе лы биохимической очистки воды

"Биоком"; на (,иг.2 — поперечный разрез по

А-А: на фиГ.З вЂ” схе>лы режимов работы блока биоочистки вертикальной. обратной вертикальной и горизонтальной биофильтрации; на фиг,4 — то же, продоль2001887 ный разрез по Б — Б в режиме горизонтальной фильтрации, Система биохимической очистки включает водоток 1, блок предварительной химмелиорации 2, блок биоочистки 3 и блок 5 окончательной (корректирующей) химмелиорации 4. Между блоками химмелиорации 2 и 4 и блоком биоочистки 3 на водотоке 1 установлены бетонные вододелители 5 с тремя шлюзами-регуляторами. 10

Каждый блок химмелиорации содержит размещенные в водотоке сооружения для гидравлического прыжка — перепад 6 и гашения энергии потока — порог 7, а также устройство 8 для внесения химмелиоранта, 15 расположенное выше по водотоку 1, Блок 3 биоочистки включает три параллельно расположенные водоохранные полосы о 11, протоками 12 — 14 на входе и выходе соединенные с соответствующими 20 шлюзами вододелителей 5.

Наклонные стенки полос не только увеличивают площадь биофильтрации, но и облегчают уборку растительности.

ilo дну полосы 9 уложены дрены 15, 25 засыпанные фильтрующим слоем грунта 16 с растущей на нем высшей водной растительнос ью 17. Смотровые колодцы 18дрен

15 размг щены в::.стоках дрен, распогоженных на г- ".рагу полосы 9, а их устья 19 ра =по- 30 ложены по всей длине откоса соседней полосы 10 над уровнем дна. Эта полоса меньше г1о площади и засажена вод ой растительностью различных видов. Третья полоса 11 выполнена аналогично второй, но в 35 нее не впадают дрены.

Система длл биохимической очистки возвратных вод работает следующим образом.

Загрязненную воду из сборника воз- 40 вратных, дренажных или оросительную воду недостаточного качества по водотоку 1 направляют для очистки в систему. которая начинается блоком предварительной химмелиорации 2. С помощью устройства в во- 45 ду добавляют в нужных количествах химмелиоранты, корректируя соотношение ионов в пользу нетоксичных, неугнетающих растения блока биоочистки (Са, SO4

При необходимости возможно внесение 50 микроэлементов для питания растений.

Вода с внесенными химмелиорантами на перепаде 6, совершая гидравлический поыжок, хорошо перемешивается. Это приводит к лучшему растворению химмелио- 55 рантов и аэрации потока воды, что способствует ее очищению. Следующий далее пс водотоку 1 порог 7 гасит энергию потока, и вода поступает в установленный

«а водотоке стандартный бетонный вододелитель 5 с тремя шлюзами-регуляторами. с помощью которых воду направляют на соответствующую полосу блока биоочистки 3, В блоке биоочистки воду очищают от биогенов (соединений азота и фосфора), а также пестицидов и тяжелых металлов до

ПДК и, кроме того, понижают содержание

Na на 50 и общую минерализацию на

20-25 .

Сильно загрязненную воду (III — IV классы по классификации оросительной воды

Бездниной С.Я.) по протоке 12 направляют на водоохранную полосу 9, и биоочистку осуществляют в режиме вертикальной биофил ьтрации.

Размеры водоохранной полосы 9 больше, чем двух других, и зависят от степени загрязнения и расчетного расхода — в среднем ", га площади на 1 м /с, В осно;е вертикальной биофильтрации лежит использование очистительной способности высшей воднои растительности и аналогичных свойств грунтов. При этом осуществляется наиболее полный контакт потока загрязненной воды и растений— стеблей и корневой системы, что обеспечивает более полное использование очистительной способности макрофитов. Кроме

Toro, корневая система растений, пронизывал -.-.рхний фильтрующий слой грунта, улучи. ает его фильтрующие свойства. Вода фильтруется через заросли высшей водной растительности и фильтрующий слой грунта ос бираетсл в дрены 15 и через устья 19 в,.-". оситсл в соседнюю водоохранную полосу 1С. Здесь она фильтруется через заросли водных растений различных видов и по flpoтоке 13 через вододелитель 5 направляется в блок окончательной химмелиорации 4.

Чтобы защитить растений водоохранной полосы 9 от токсичного влияния сильнозагрлзненной воды, восстановить фильтрующие свойства грунта 16 в случае

его кольматации и продлить срок службы полосы 9 без остановки на замену фильтрующего слоя, биофильтрацию проводят в режиме обратной вертикальной биофильтрации, Длл этого поток загрязненной воды по протоке 13 направляют на водоохранную полосу 10, где вода очищается, контактируя с различной водной растительностью, а затем по дренам в обратном направлении поступает на полосу 9, где происходит доочистка биофильтрацией сквозь фильтрующий слой грунта и заросли высших растений. Затем воду по протоке 12 через вододелитель 5 направляют на окончательную химмелиорацию в блок 4.

2001887

При недопустимо больших размерах фильтрации из сооружения предусматривается сооружение противофильтрационных экранов из естественного грунта или искус5 ственных материалов.

Таким образом, предлагаемая система биохимической очистки возвратных вод позволяет эффективно и качественно очищать возвратные воды с высокой степенью за10 грязнения и переменным расходом, сохраняя при этом на длительный срок очистительную способность растений и грунта блока биоочистки, что значительно снижает эксплуатационные затраты.

15 (56) Авторское свидетельство СССР № 806613. кл. С 02 С 1/02.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1074836, кл, С 02 F 3/32.

20 Всесоюзное научное совещание. Качество воды для орошения. 31.10-4.11 1988, Алма-Ата. Тезисы докладов. Алма-Ата, 1980.

Формула изобретения

Система биохимической очистки возвратных вод, включающая трехучастковую зону биофильтрации, каждый из участков которой выполнен в виде водоохранной полосы, представляющей собой траншею с 30 пологими откосами, засаженную водной растительностью, отличающаяся тем, что система дополнительно снабжена блоками предварительной и окончательной химмелиорации, расположенными до и после

35 блока биоочистки и сообщенными с ним посредством шлюзовых вододелителей. каждый блок химмелиорации содержит

18 17 я

15 ly фаз 2

При низкой (И вЂ” 1Н классы) степени загрязнения воды биофильтрацию проводят в режиме горизонтальной биофильтрации, Поток воды направляют через вододелитель

5 и протоки 13 и 14 на водоохранные полосы

10 и 11, где воду фильтруют сквозь заросли различных видов водных растений.

При высокой степени загрязнения воды и расходах, превышающих расчетные, возможно сочетание режимов горизонтальной и вертикальной биофильтрации. Степень очистки при этом будет несколько выше, чем при режиме горизонтальной биофильтрации.

После биочистки воду подвергают окончательной химмелиорации в блоке 4. При необходимости добавлением химмелиоранта корректируют ионный состав до соответствия очищенной воды I или ll классам оросительной воды по классификации

С.Я.Бездниной (31, средство для внесения химмелиоранта и размещенные в водотоке средство для перемешивания химмелио ранта с водой, аэрации и последующего гашения энергии потока воды, при этом каждая из трех водоохранных полос соединена протоками со шл юзами вододелителя, по дну бол ь шей по площади из них уложены дрены для сбора воды и отвода во вторую полосу, дополнительно засыпанную фильтрующим слоем грунта с растущей на ней высшей водной растительностью, при этом дрены снабжены смотровыми колодцами в истоках, а их устья расположены по всей длине откоса соседней полосы на уровне ее дна.

Тираж Подписное

HIlO "Поиск" Роспатента

113035. Москве, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Заказ 3153

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель П. Хлопенков

Редактор М. Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор Л. Ливринц