Способ очистки поверхностного стока от ионов тяжелых металлов и биогенных веществ

Авторы патента:

C02F3/32 - отличающаяся используемыми животными или растениями, например водорослями

Владельцы патента RU 2467958:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ очистки поверхностного стока от ионов тяжелых металлов и биогенных веществ. Осуществляют подачу поверхностного стока на ботаническую площадку с нефильтрующим днищем и с фильтрующей загрузкой из природных ионообменных пород - клиноптилолит, опока. Очищают поверхностный сток с помощью последних от ионов тяжелых металлов и биогенных веществ. Осуществляют регенерацию фильтрующей загрузки 0,1% раствором сульфата аммония в течение 30-60 календарных дней. Причем в начале вегетационного периода одновременно с введением раствора сульфата аммония на водную поверхность ботанической площадки высаживают растения эйхорнии. После очистки растения эйхорнии собирают с водной поверхности и отправляют на свалку. Изобретение позволяет ускорить процесс регенерации фильтрующей загрузки ботанической площадки, снизив ее с 3-4 вегетационных периодов до одного.

Изобретение относится к биологической обработке воды промышленных или бытовых сточных вод, а именно, с использованием растений, например водорослей.

Известен способ (А.Н.Попов. Прогноз и регулирование качества поверхностных вод на примере Урала: Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. Екатеринбург.1995 г.; В.В.Бондаренко. Охрана водных объектов от загрязнения сточными водами и рассредоточенным стоком с помощью биоинженерных систем: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Екатеринбург. 2000 г.), включающий очистку ливневого стока на ботанических площадках с помощью высшей водной растительности. Недостатком указанного способа является достаточно большой срок очистки поверхностных стоков на ботанических площадках (до 10 суток).

Известен также способ (SU №1074836, МПК C02F 3/32. Система биологической очистки воды в каналах хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения. Опубл. 23.02.1984. Бюл. №7), заключающийся в пропуске сточных вод через площадку или канал с высаженной в грунт высшей водной растительностью, которая способствует выделению из воды взвешенных веществ, нефтепродуктов и частично тяжелых металлов. При этом вода проходит по ботанической площадке в горизонтальном направлении, фильтруясь через густую заросль высшей водной растительности: тростник, камыш, рогоз. Недостатком способа является его низкая эффективность во вневегетационный период, то есть практически весь весенний и осенний периоды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ (RU №2149836, МПК C02F 3/32. Фитофильтр для очистки сточных вод. Опубл 21.10.1998. Бюл. №15) очистки ливневых (поверхностных) сточных вод на ботанических площадках, в которых в качестве твердого субстрата используются природные ионообменные материалы - клиноптилолит или опока, в которые высаживается высшая водная растительность. В отличие от обычных конструкций ботанических площадок, в которых очищаемая вода фильтруется через заросли высшей водной растительности, двигаясь в горизонтальном направлении, в фитофильтре вода фильтруется через высшую водную растительность и ионообменный материал в вертикальном направлении, что позволяет значительно сократить время очистки поверхностных стоков, а за счет использования сорбционных свойств твердого субстрата осуществлять качественную очистку от биогенных загрязнений и ионов тяжелых металлов даже во вневегетационный период. Недостатком данного способа является относительно медленная (3-4 вегетационных периода) биорегенерация природных ионообменных материалов, исчерпавших сорбционную способность, корневой системой высшей водной растительности. На этот период ботаническая площадка должна быть исключена из рабочего режима.

Цель изобретения - интенсификация биорегенерации природных ионообменных материалов фильтрующей загрузки.

Указанная цель достигается тем, что поглощенные фильтрующей загрузкой ионы тяжелых металлов и биогенные вещества десорбируются сульфатом аммония и поглощаются высшей водной растительностью.

Сущность изобретения заключается в том, что регенерацию фильтрующей загрузки из природных ионообменных пород - клиноптилолит, опока осуществляют 0,1% раствором сульфата аммония в течение 30-60 календарных дней, причем в начале вегетационного периода одновременно с введением раствора сульфата аммония на водную поверхность ботанической площадки высаживают растения эйхорнии, которые после очистки собирают с водной поверхности и отправляют на свалку.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Предварительно осветленные поверхностные (талые и дождевые) стоки поступают на ботаническую площадку с нефильтрующим днищем, заполненную фильтрующей загрузкой из природных ионоообменных пород - клиноптилолит, опока, пропускаются через фильтрующую загрузку сверху вниз и очищенные от тяжелых металлов и биогенных веществ через дренажную систему отводятся в водный объект (водохранилища, реки). По исчерпании сорбционных и ионообменных свойств фильтрующей загрузки в тело последней вводят 0,1%-ный раствор сульфата аммония, с помощью которого сорбированные из поверхностного стока загрязнения десорбируются из фильтрующей загрузки в воду, заменяя ионы тяжелых металллов и биогенные вещества ионами и восстанавливают тем самым ионообменные свойства фильтрующей загрузки. Одновременно в вегетационный период на водную поверхность данной ботанической площадки высаживают высшую водную растительность (эйхорния - водный гиацинт), которая благодаря биологическим особенностям поглощает из воды ионы тяжелых металлов и биогенные вещества, растения собираются с водной поверхности и вывозятся на свалку.

Пример выполнения способа. Поверхностные (талые и дождевые) стоки, пройдя сооружения механической очистки для выделения взвешенных веществ, поступают на ботаническую площадку с нефильтрующим днищем, заполненную на 0,5 м по высоте фильтрующей загрузкой из природных ионообменных пород - клиноптилолит, опока - крупностью зерен 1-3 мм, оборудованную дренажной системой для приема и отвода с площадки фильтрата. Кроме того, в процессе фильтрации сверху вниз через ионообменные породы со скоростью 0,3 м/ч стоки очищаются от ионов тяжелых металлов и биогенных веществ. Очищенные поверхностные стоки через дренажную систему отводятся в природный водный объект (водохранилища, реки). По исчерпании сорбционных и ионообменных свойств природных ионообменных пород ботаническая площадка выводится из рабочего режима, а стоки направляются на резервную ботаническую площадку. С наступлением вегетационного периода через дренажную систему в тело фильтрующей загрузки регенерируемой ботанической площадки вводится 0,1%-ный раствор сульфата аммония, с помощью которого в течение 30-60 календарных дней обеспечивается десорбция в воду ионов тяжелых металлов с фильтрующей загрузки, заменяя последние ионами аммония и восстанавливая тем самым ионообменные свойства фильтрующей загрузки. При этом слой воды над фильтрующей загрузкой насыщается тяжелыми металлами (медь, железо, никель, цинк и др.). Для очистки его от ионов тяжелых металлов и биогенных веществ одновременно с введением раствора сульфата аммония на водную поверхность ботанической площадки высаживается высшая водная растительность в виде эйхорнии - водного гиацинта, которая благодаря своим биологическим особенностям - быстрое размножение, хорошо развитая корневая система, быстрое накопление биомассы и высокая способность концентрирования в биомассе тяжелых металлов - в течение вегетационного периода полностью поглощает ионы тяжелых металлов, а биогенные вещества используют для прироста биомассы. После очистки воды растения собирают с поверхности воды и вывозят на свалку твердых бытовых отходов. Регенерированная ботаническая площадка вводится в рабочий режим с началом таяния снега.

Таким образом, применение для регенерации фильтрующей загрузки 0,1%-ного раствора сульфата аммония в сочетании с использованием высшей водной растительности - эйхорнии (водного гиацинта) позволяет ускорить процесс регенерации фильтрующей загрузки ботанической площадки, снизив ее с 3-4 вегетационных периодов до одного.

Способ очистки поверхностного стока от ионов тяжелых металлов и биогенных веществ, включающий подачу поверхностного стока на ботаническую площадку с нефильтрующим днищем и с фильтрующей загрузкой из природных ионообменных пород - клиноптилолит, опока, очистку поверхностного стока с помощью последних от ионов тяжелых металлов и биогенных веществ, регенерацию фильтрующей загрузки с помощью биологического сорбента - высшей водной растительности, отличающийся тем, что регенерацию фильтрующей загрузки из природных ионообменных пород - клиноптилолит, опока, осуществляют 0,1%-ным раствором сульфата аммония в течение 30-60 календарных дней, причем в начале вегетационного периода одновременно с введением раствора сульфата аммония на водную поверхность ботанической площадки высаживают растения эйхорнии, которые после очистки собирают с водной поверхности и отправляют на свалку.

Изобретение относится к области биотехнологии. .

Дисковый биофильтр для биохимической очистки воды // 2452693

Изобретение относится к области очистки воды, а именно к очистке с использованием погружных дисковых фильтров, и может быть использовано для очистки производственных и коммунальных стоков, а также для загрязненных природных вод.

Биоэнергетический комплекс "биочэк" // 2448913

Изобретение относится к области переработки отходов путем их биологической обработки. .

Способ очистки сточных вод // 2439001

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности к способам многостадийной биологической очистки, и может быть использовано для очистки концентрированных по органическим загрязнениям хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод.

Способ обработки среды путем насыщения ее полезными веществами, выделяемыми растениями, и устройство для его осуществления // 2433963

Изобретение относится к насыщению различных газовых, жидких, гелеобразных, твердых, в том числе порошкообразных, и смешанных сред ингредиентами, выделяемыми вегетирующими растениями, и может быть использовано для улучшения экологии офисов, жилищ, водоемов, а также в пищевой промышленности, фармацевтике, рыбном и сельском хозяйстве, в том числе для улучшения качества воздуха в помещениях, для приготовления напитков, пищевых продуктов и добавок, лекарств, парфюмерно-косметических продуктов, для ингаляций, приема ванн, повышения устойчивости и продуктивности рыб, других полезных животных и микроорганизмов, а также для приготовления средств обработки растений.

Комплексный биосорбент на основе штаммов бактерий и грибов для очистки водных сред от нефти и нефтепродуктов в присутствии микроводорослей // 2422587

Изобретение относится к нефтяной промышленности и экологии и может быть использовано для очистки поверхности природных и искусственных водоемов, сточных вод и жидких отходов производств от загрязнений нефтью и нефтепродуктами с одновременной утилизацией загрязнения микроорганизмами.

Способ производства хлебобулочных изделий // 2416897

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к производству мучных изделий, и может быть использовано при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий.

Установка очистки ливневого стока урбанизированной территории // 2404137

Изобретение относится к области строительства, а именно к охране окружающей среды, в частности к предотвращению загрязнения водных объектов отводимыми с территории городской застройки стоками дождевых и поливомоечных вод.

Способ и сооружение очистки хозяйственно-бытовых сточных вод с использованием элементов экологической системы // 2397149

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод малых населенных пунктов с суровым климатом.

Установка очистки стоков автозаправочной станции // 2386593

Изобретение относится к технике очистки стоков автозаправочных станций от взвешенных веществ и нефтепродуктов. .

Биогибридный материал для сорбции и деградации нефти и нефтепродуктов // 2483797

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при безотходной очистке от аварийных разливов нефти и нефтепродуктов водных и твердых поверхностей

Способ очистки прибрежной зоны морей от комплексного загрязнения с использованием двустворчатых моллюсков // 2494978

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ очистки прибрежной зоны морей от комплексного загрязнения. Сооружают фильтрующую дамбу в районе места сброса бытовых или промышленных сточных вод на суше у края берега. В прибрежной зоне размещают не менее трех рядов донных и/или плавающих установок для культивирования гидробионтов. На установки помещают двустворчатых моллюсков. Плавающая установка для культивирования гидробионтов представляет собой круг из пластиковых труб, размещенный вокруг деревянной распорной крестообразной рамы, под которой для плавучести закрепляют пластиковые трубы. К трубам и раме прикрепляют искусственные субстраты. В качестве субстратов используют крупноячеистое сетное полотно, расправленное или скрученное жгутом. К нижней части прикрепляют грузы для заглубления. Изобретение обеспечивает повышение надежности и эффективности способа очистки прибрежных зон морей, в том числе опресненных. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для финишной очистки морских прибрежных вод // 2496724

Изобретение относится к области инженерной экологии. Устройство для финишной очистки морских прибрежных вод, представляющее собой санитарную водорослевую плантацию, включающую силовые пропиленовые канаты диаметром 30-40 мм, удерживаемые в горизонтальном положении металлическими тросами, прикрепленными к гравитационным якорям через крепежные элементы плавучих буев, соединенных с силовыми канатами. Устройство снабжено удерживаемыми на поверхности рабочими модулями для размещения фукусовых водорослей размером 2×1,5 м, сформированными из синтетических канатов диаметром 10-20 мм, являющихся субстратами для фукусовых водорослей. Модули прикреплены к пропиленовым силовым канатам или металлическим тросам посредством поплавков-кухтелей, для обеспечения крепления в требуемом положении модулей по отношению к направлению перемещения загрязненных вод в зависимости от погодных условий. Устройство включает приклепленные к силовым канатам вертикальные канаты-подводцы, являющиеся субстратом для ламинарий, длиной 5-12 м, и снабженные грузами, обеспечивающими их натяжение. Это повышает эффективность процесса финишной и профилактической очистки морских прибрежных вод от нефтепродуктов, токсичных металлов и бытовых отходов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ биологической доочистки сточных вод и система для его осуществления // 2504519

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложена система для биологической доочистки сточных вод. Система включает в себя пруды для контакта вод в проточных условиях с высшей водной растительностью. Открытый накопитель сточных вод связан трубопроводами с очистными модулями. Каждый модуль выполнен в виде крытого пруда длиной в 4-5 раз больше ширины. Над модулями установлено укрытие в виде арочной конструкции из рулонной стали толщиной 0,8-1,2 мм. Арочная конструкция имеет утеплитель с внутренней стороны укрытия. Дно пруда покрыто глиной или полиэтиленовой пленкой для гидроизоляции. Сверху гидроизоляции уложен плодородный грунт поперечными полосами 0,3-0,4 м для высадки тростника. Ширина полос и расстояние между ними составляют 5 м. Между тростниковыми полосами в свободноплавающем состоянии находится Ряска малая. Посредине пруда на сваях установлен решетчатый настил с перилами для перемещения людей. В конце пруда размещен колодец для сброса в открытый приемник очищенной воды. Также предложен способ для доочистки сточных вод с помощью указанной системы. Техническим результатом является повышение эффективности круглогодичной биологической доочистки сточных вод, включая вывод из них тяжелых металлов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Способ биологической очистки литоральной зоны морей от нефтепродуктов // 2505489

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ биологической очистки литоральной зоны морей от нефтепродуктов. Способ включает размещение двухстворчатых моллюсков в места загрязнения нефтью и нефтепродуктами. В местах загрязнения параллельно береговой полосе вбивают не менее четырех рядов свай или столбов. На каждые два ряда свай или столбов в направлении от берега к морю в виде открытых клиньев, располагая клинья в шахматном порядке, натягивают крупноячеистое сетное полотно с моллюсками. Моллюски на сетном полотне выращены на нем ранее или подсажены после установки конструкции. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности очистки литоральной зоны, а также прибрежных мелководий или мелководной береговой кромки моря. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ очистки воды и грунта рыбохозяйственных водоемов от органического и неорганического загрязнения. // 2517748

Изобретение касается очистки воды и грунта водоемов от органического и неорганического загрязнения пометом утки и загрязнения тяжелыми металлами. В рыбоводных комбинированных хозяйствах, расположенных в зоне промышленных предприятий, совместно выращивают рыбу и уток. Для очистки воды и грунта водоемов используют водные макрофиты: тростник, камыш, частуха, белокрыльник болотный, которые располагают полосой шириной 2-3 м вдоль водной части вольера для содержания уток и у подачи воды в пруд. Технологическая нагрузка птицы при этом составляет 250 шт./га. Изобретение позволяет улучшить санитарно-бактериологические, химические и токсикологические показатели воды и донных отложений участков очищаемых водоемов. 3 табл., 1пр.

Биоразлагаемый композиционный сорбент нефти и нефтепродуктов // 2528863

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен биоразлагаемый композиционный сорбент нефти и нефтепродуктов. Сорбент содержит термопластичный полимер с волокнообразующими свойствами, полученный методом аэродинамического формования, и нестерильные растения рода Сфагнум (Sphagnum), инкорпорированные в термопластичный полимер в процессе его аэродинамического формования в количестве 10-50% от массы термопластичного полимера. При этом материал, сформованный из термопластичного полимера, имеет объемную плотность 50-220 кг/м3, диаметр волокон 4-41 мкм. Полимер выбран из группы, включающей полипропилен или его сополимер с этиленом, сополимер акрилонитрила с метилакрилатом. Преимуществом изобретения является повышение эффективности сорбента, емкостных характеристик по нефти и нефтепродуктам, плавучести, удерживающих способностей. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Способ доочистки сточных вод // 2530173

Изобретение относится к доочистке сточных вод от загрязняющих веществ. Способ предусматривает использование посадок камыша озерного Scirpus lacustris L., рогоза узколистного Typha angustifolia L. и элодеи канадской Elodea canadensis Michx, высаженных на участке оборудованной местности. В процессе доочистки поток сточных вод дополнительно проходит через по меньшей мере три структурированные зоны «открытый плес - заросли растений». В каждой из зон посадки камыша озерного первого ряда и рогоза узколистного второго ряда двурядной нелинейной дуги, выгнутой по течению потока в нижней части плеса, в сочетании с посадками элодеи канадской с боковых сторон потока формируют центральную замкнутую зону со свободным от посадок пространством. Осуществление способа обеспечивает повышение эффективности доочистки сточных вод при полном прохождении объема сточных вод в течение 3 дней. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для очистки поверхностных сточных вод // 2540620

Изобретение относится к устройствам очистки поверхностного стока и может быть использовано для очистки ливневых и талых вод с территорий городов и промышленных предприятий от взвешенных веществ, нефтепродуктов, органических веществ и ионов тяжелых металлов. Устройство для очистки поверхностных сточных вод включает фильтр или камеру отстаивания 1, предназначенную для предварительной очистки от грубодисперсных загрязнений, блок очистки 2, содержащий фильтрующую загрузку 4 с растительностью 5. В качестве фильтрующей загрузки 4 используют смесь грунта с цеолитом при количестве цеолита 30-50% от общего объема загрузки. Под фильтрующей загрузкой 4 размещен резервуар 6 с насыпной пустотной деформационноустойчивой загрузкой 7 для накопления очищенных сточных вод в виде гравия или щебня с пустотностью до 50%. Изобретение позволяет осуществлять круглогодичную очистку поверхностных сточных вод, копить и использовать очищенную воду в условиях холодного климата. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ биологической доочистки сточных вод // 2541451

Способ биологической доочистки сточных вод относится к области охраны окружающей среды, предназначен для очистки городских сточных вод от солей азота и фосфора и может быть использован на станциях по очистке хозяйственно-бытовых стоков, а также на станциях по подготовке воды для технологических и хозяйственно-бытовых нужд. В способе сточные воды направляют в систему доочистки сточных вод, что предусматривает культивирование водоросли Spirulina platensis в бассейнах. При организации системы доочистки рассчитывают количество биомассы, которую можно получить из литра стоков для снижения уровня нитратов до предельно допустимых концентраций (ПДК), по формуле: Учитывая данную величину, рассчитывают площадь зеркала культиватора для добычи заданного количества биомассы водорослей за сутки при круглогодичном культивировании по формуле: Способ доочистки сточных вод, после стадии биологической очистки, имеет ряд преимуществ: - повышается эффективность системы за счет удаления биогенных элементов; - способ соответствует требованиям практической значимости, простой, универсальный и может применяться для разных систем, использующих мелиоративные свойства фототрофов.