Система водного хозяйства населённого пункта



Система водного хозяйства населённого пункта
Система водного хозяйства населённого пункта
Система водного хозяйства населённого пункта
Система водного хозяйства населённого пункта

Владельцы патента RU 2716126:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к области очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых сточных вод и может быть использовано для очистки сточных вод малых населенных пунктов, коттеджных поселков, вахтовых поселков, образовательных и лечебных учреждений, в том числе инфекционных и туберкулезных больниц. Система 1 водного хозяйства населенного пункта включает последовательно соединенные решетки 5, песколовку 6, первичный тонкослойный отстойник 7, биофильтр 8, вторичный тонкослойный отстойник 9, компрессор 10, плазмохимический реактор 11 с генератором 12 импульсных напряжений, биопруды 13 с высшей водной растительностью, насосную станцию 14, траншейные геохимические барьеры 15, загруженные силицированным кальцитом. В траншейных геохимических барьерах 15 размещены медные и алюминиевые стержневые электроды, образующие электрохимические источники тока, и перфорированная по всей длине труба. Изобретение позволяет пополнить запасы воды в водных объектах за счет инфильтрации и увеличить эффект очистки сточных вод. 2 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых сточных вод биологическими и физико-химическими методами и может быть использовано для очистки сточных вод населенных пунктов, коттеджных поселков, вахтовых поселков, образовательных и лечебных учреждений, в том числе инфекционных и туберкулезных больниц.

Известно устройство для очистки и обеззараживания сточных вод, включающее насосную станцию, приемную емкость, вибрационный грохот, дуговое сито, барабанный или дисковый вакуум-фильтр, насос для подачи механически очищенной воды, механический дезинтегратор-активатор, насос, эжектор, механический аэротенк, аппарат электрохимической очистки, электрохимический дезинтегратор-активатор, гидродинамический активатор, аппарат электрохимической очистки и электрической обработки воды, насос, аппарат для обработки воды в электрическом поле, вакуум-фильтр кислой воды, вакуум-фильтр фильтрации щелочной воды, эжектор, озонатор, контактную камеру, вакуум-фильтр, приемную емкость очищенной воды, насосную станцию второго подъема, ленточный фильтр, насос (Патент РФ №2094394, МПК C02F 9/00, опубл. 27.10.1997).

Недостатком устройства являются необходимость сброса очищенной воды, невозможность пополнения запасов природных вод в водных объектах.

Наиболее близким техническим решением является система водного хозяйства населенного пункта, содержащая отстойник с тонкослойными модулями, плазмохимический реактор с генератором импульсных напряжений, канализационную насосную станцию, решетки, песколовку, биопруд с ботанической площадкой, насосную станцию перекачки очищенных вод, фильтрующие траншеи, причем частота следования высоковольтных импульсов равна 0,1-0,2 Гц (Патент РФ 2466103, МПК C02F 9/14, опуб. 10.11.2012).

Недостатком изобретения является невозможность пополнения запасов природных вод в водных объектах и невысокая эффективность очистки сточных вод.

Задачей изобретения является пополнение запасов природных вод в водных объектах, увеличение эффекта очистки сточных вод.

Сущность изобретения заключается в том, что система водного хозяйства населенного пункта включает последовательно соединенные решетки, песколовку, первичный тонкослойный отстойник, биофильтр, вторичный тонкослойный отстойник, компрессор, плазмохимический реактор с генератором импульсных напряжений, биопруды с высшей водной растительностью, насосную станцию, траншейные геохимические барьеры, загруженные силицированным кальцитом, в которых размещены медные и алюминиевые стержневые электроды, образующие электрохимические источники тока, и перфорированная по всей длине труба.

На фиг. 1 приведена схема водного хозяйства населенного пункта, на фиг. 2 - сечение траншейного геохимического барьера.

На фиг. 1 приведена схема водного хозяйства населенного пункта 1, содержащая водозаборное устройство 2, расположенное на водном объекте, и коллектор 3, подводящий воду к населенному пункту 1. Сточная вода, образованная в населенном пункте 1, аккумулируется в канализационной насосной станции 4. Система водного хозяйства населенного пункта представляет собой последовательно соединенные устройства: решетки 5, песколовку 6, первичный тонкослойный отстойник 7, биофильтр 8, вторичный тонкослойный отстойник 9, компрессор 10, плазмохимический реактор 11 с генератором 12 импульсных напряжений, биопруды 13 с высшей водной растительностью, насосную станцию 14, траншейные геохимические барьеры 15. Сечение траншейного геохимического барьера 15 имеет трапецеидальную форму (фиг. 2), загружено силицированным кальцитом 16 фракции 5-20 мм, в котором размещены медные 17 и алюминиевые 18 стержневые электроды и перфорированная по всей длине полимерная труба 19.

Осадочная часть песколовки 6 соединена с песковой площадкой 20, осадочная часть отстойников 7, 9 и биофильтра 8 - с иловой площадкой 21, которая в свою очередь соединена с компостной площадкой 22.

Система водного хозяйства населенного пункта работает следующим образом. Воду из водозаборного устройства 2 по коллектору 3 подают в населенный пункт 1, распределяют по всем потребителям. Сточная вода, образованная в результате хозяйственной деятельности, по уличным канализационным сетям самотечно поступает в канализационную насосную станцию 4, из которой насосами воду подают на очистку. Механическую очистку производят так же, как в прототипе, а именно, решетками 5, песколовкой 6, первичным тонкослойным отстойником 7. Далее воду очищают биофильтром 8 с гранулированной загрузкой и вторичным тонкослойным отстойником 9. Аппараты 5-9 представляют собой классическую последовательность сооружений биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, после которых необходимо применить методы доочистки для получения качества воды, соответствующего предельно допустимым концентрациям загрязняющих веществ для сброса очищенных вод в водные объекты.

Однако в последние годы установлен запрет на сброс нормативно очищенных сточных вод в водные объекты во II и III поясе санитарной охраны водного объекта.

Границы этих поясов, определяемые расчетным путем, составляют десятки и сотни километров, что является серьезным препятствием для проектирования и строительства очистных сооружений канализации.

С другой стороны, изъятие вод из водных объектов для хозяйственно-бытовых и производственных нужд приводит к дефициту воды в источниках водоснабжения, вследствие чего «Свод правил» (СП 31.13330.2012) рекомендует предусматривать инфильтрационную подпитку источников водоснабжения водой высокого качества.

С целью получения очищенной сточной воды высокого качества предложено дозировать в воду воздух с помощью компрессора 10, а затем обрабатывать воду в плазмохимическом реакторе 11 с генератором 12 импульсных напряжений, который вырабатывает высоковольтные импульсы напряжением 100-110 кВ длительностью 1 мкс, частотой следования импульсов 0,1-0,2 Гц. При этом в плазмохимическом реакторе 11 образуется озон, пероксид водорода, ультрафиолетовое излучение. Происходит окисление загрязняющих органических веществ, обезвреживание воды от микроорганизмов, образование газообразного азота из нитритов и нитратов, снижение показателя БПК (биологическое потребление кислорода).

Окончательная очистка происходит в биопрудах 13 с высшей водной растительностью, аэрация воды в которых происходит за счет излива воды из одной секции в другую. Очищенная в биопрудах 13 сточная вода поступает в насосную станцию 14, которая перекачивает воду в траншейные геохимические барьеры 15.

Для рассеивания очищенных сточных вод в окружающей среде СНиП 2.04.03-85 (Канализация. Наружные сети и сооружения) рекомендует применять поля орошении, песчано-гравийные фильтры, фильтрующие траншеи, фильтрующие колодцы. В изобретении предложено использовать фильтрующие траншеи не только как устройство рассеивания очищенных сточных вод, но и как средство глубокой доочистки сточных вод от трудно извлекаемых тяжелых металлов, нефтепродуктов. В качестве фильтрующих траншей предложено использовать геохимические барьеры, названные нами траншейными геохимическими барьерами. Эффективность очистки вод геохимическими барьерами доказана нами экспериментально (Ахметов Т.О., Назаров В.Д., Горячев B.C. Очистка загрязненных вод в геохимическом барьере. // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. - 2014, №4. - С. 48-54).

Траншейные геохимические барьеры 15 представляют собой параллельно размещенные траншеи, направленные от очистных сооружений к водному объекту, причем вдоль берега реки устраивается такая же траншея, объединяющая поступающие потоки воды. Траншейные геохимические барьеры 15 (фиг. 2) имеют трапецеидальное сечение, заполнены минеральным зернистым активным фильтрующем материалом - силицированным кальцитом фракции 5-20 мм. Внутри фильтрующего материала размещена полимерная перфорированная труба 19, по которой поступает очищенная в биопрудах вода и далее распределяется по всему сечению траншеи. Длина траншеи составляет 10-40 м.

В фильтрующем материале размещены медные 17 и алюминиевые 18 стержневые электроды, которые образовывают электрохимические источники тока, увеличивающие эффект доочистки сточных вод. Вода, доочищенная траншейными геохимическими барьерами 15, фильтруется в грунте по направлению к водному объекту.

Происходит инфильтрационное пополнение запасов природных вод очищенными сточными водами. Для контроля влияния инфильтрационной подпитки на качество воды в водном объекте необходимо производить отбор проб воды в реке выше и ниже по течению траншейных геохимических барьеров 15.

В процессе очистки сточных вод образуются осадки влажностью 97-98%, извлекаемые отстойниками и биофильтром. Осадки обезвоживаются на иловых площадках 21 дренажной системы. После обезвоживания осадки сточных вод перемещают на компостные площадки 22, где происходит их биодеструкция совместно с разрыхлителями, в том числе песком с песковой площадки 20, отходами аграрного и лесокомплекса, минеральными добавками, иннокуляторами. Результатом являются товарные почвогрунты, пригодные для использования в аграрном комплексе.

Пример 1.

Проводили опыты по очистке сточной воды по прототипу и изобретению. По изобретению использовали траншейный геохимический барьер длиной 10 м при скорости фильтрования 5 м/ч. В качестве нефтепродуктов использовали бензол, обладающий высокой растворимостью в воде [Назаров В.Д., Зенцов В.Н., Назаров М.В. Водоснабжение в нефтедобыче. - Уфа: Нефтегазовое дело. 2010 - 447 с. см. с. 20]. Результаты приведены в таблице 1.

*ПДКхп - предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ при сбросе очищенных вод в водоемы хозяйственно бытового назначения.

Пример 2. Проводили опыты по доочистки сточной воды траншейным геохимическим барьером длиной 10 м при скорости фильтрования от 3 до 10 м/ч. Результаты приведены в таблице 2.

Из приведенных в таблице 1 данных следует, что траншейный геохимический барьер увеличивает эффект очистки сточных вод от хлоридов, сульфатов, сульфидов, железа, марганца, нефтепродуктов.

Из данных таблицы 2 следует, что оптимальная скорость фильтрования в траншейном геохимическом барьере составляет 3 м/ч.

Технический результат заключается в достижении возможности пополнения запасов воды в водных объектах за счет инфильтрации, в увеличении эффекта очистки сточных вод.

Система водного хозяйства населенного пункта, включающая последовательно соединенные решетки, песколовку, первичный тонкослойный отстойник, биофильтр, вторичный тонкослойный отстойник, компрессор, плазмохимический реактор с генератором импульсных напряжений, биопруды с высшей водной растительностью, насосную станцию, траншейные геохимические барьеры, загруженные силицированным кальцитом, в которых размещены медные и алюминиевые стержневые электроды, образующие электрохимические источники тока, и перфорированная по всей длине труба.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к водоочистке и может быть использовано в качестве компактного сооружения для отделения ила и доочистки сточных вод поселков, небольших городов, отдельных канализационных объектов до нормативных требований.

Изобретение относится к очистке фосфорсодержащих сточных вод и может быть использовано для очистки городских стоков и стоков предприятий пищевой промышленности, а также животноводческих и птицеводческих комплексов с последующим их сбросом в водоем.

Изобретение относится к очистке природных и сточных вод. Способ очистки сточных вод с получением очищенной воды и обеззараженных отходов включает очистку сточных вод посредством блочно-модульного комплекса, в котором установку биологической очистки выполняют в виде модуля грубой биологической очистки сточных вод, осуществляющего предварительное отделение твердых включений от мелких фракций посредством полимерной загрузки, и насыщают воду кислородом воздуха.

Изобретение относится к подготовке воды для выращивания аквакультуры. Способ очистки и подготовки воды в установках замкнутого водоснабжения для выращивания аквакультуры включает стадию отбора 2 загрязненной воды из бассейна 1 или бассейнов с аквакультурой с любого горизонтального уровня бассейна 1 или бассейнов, стадию первичной механической очистки отобранной воды 3, осуществляемую на фильтре с ламелями сепарации, стадию биологической очистки воды 4, осуществляемую на фильтре с биозагрузкой в псевдокипящем слое при однонаправленном движении снизу вверх очищаемой воды и воздуха, стадию вторичной тонкой механической очистки 5, осуществляемую на фильтре с ламелями сепарации, стадию дезинфекции воды 7 путем озонирования с одновременным обогащением воды кислородом при использовании газовой озоно-кислородной смеси под давлением 1,05-1,40 бар с последующим выдерживанием обработанной воды при атмосферном давлении и контролем конечного количества озона.

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложена установка для очистки стоков.

Изобретение предназначено для очистки сточных вод. Станция очистки сточных вод содержит вертикальный цилиндрический двухкорпусный активационный резервуар, в центральной части которого расположены две взаимно параллельные разделительные стенки (19), ограничивающие находящуюся между ними центральную часть для аэробной стабилизации активного ила и одновременно отделяющие по отношению к внутреннему корпусу (18) активационного резервуара два симметрично расположенных функциональных пространства для сточной воды и очистительных культур, в каждом из которых отдельно установлены вторичные отстойники (5).

Изобретение относится к области утилизации концентрированных органических субстратов, пригодных к дальнейшему использованию в условиях производств. Предварительную обработку отходов осуществляют посредством тонкодисперсного измельчения малорастворимых компонентов органических отходов, частичного гидролиза органических веществ, а также внесения в субстрат микрочастиц железа, образующихся за счет истирания рабочего органа в первичном аппарате вихревого слоя.

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использовано для очистки городских стоков, стоков предприятий пищевой промышленности, а также животноводческих и птицеводческих комплексов с последующим их сбросом в водоем.

Изобретение относится к области утилизации концентрированных органических субстратов и может быть использовано на предприятиях агропромышленного комплекса и в жилищно-коммунальном хозяйстве.

Изобретение относится к области очистки фосфорсодержащих сточных вод и может быть использовано для очистки городских стоков, стоков предприятий пищевой промышленности, а также животноводческих и птицеводческих комплексов.

Изобретение предназначено для получения очищенной воды из нефтепромысловых сточных вод (НСВ) и может быть использовано в системе поддержания пластового давления при заводнении нефтяных месторождений.

Изобретение относится к водоподготовке и может быть использовано для обеспечения населения питьевой водой. Сначала проводят предварительную механосорбционую очистку воды до остаточных включений размером не более 1 мкм в блоке, содержащем картриджи 4 и 5 с фильтрами, заполненными кварцевым песком и активированным углем, и картриджи 6 и 7 микронной и ультрамикронной очистки.

Изобретение относится к технологии утилизации гальванических растворов, содержащих ионы шестивалентного хрома, и может быть использовано в машиностроительной, радиоэлектронной, электротехнической промышленности, приборостроении, гальванотехнике.

Изобретение относится к очистке грунтовых вод в районах интенсивной добычи и переработки нефти. Способ очистки грунтовых вод от тяжелых металлов и нефтепродуктов включает фильтрование грунтовых вод в геохимическом барьере, заполненном минеральным зернистым материалом - силицированным кальцитом фракции 20-40 мм.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Автоматизированная система водоподготовки включает контур циркуляции воды, в который входят сообщающиеся между собой посредством трубопроводов комплект очистительного оборудования и водозаполняемый резервуар 13, управляемый программно-логическим устройством 1 (ПЛУ), соединенным через разъемы интерфейса управления с измерительно-управляющими контроллерами 2, соединенными с датчиками 6, 7, 8 и исполнительными механизмами.

Изобретение относится к системам оборотного водоснабжения и может применяться преимущественно для очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ производственных сточных вод на автотранспортных и промышленных предприятиях.

Группа изобретение относится к системе очистки загрязненной и морской воды методом перекристаллизации и к теплообменному устройству, а также может использоваться в быту, пищевой промышленности, на предприятиях общественного питания и в медицине.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах. Сернисто-щелочные стоки (СЩС) подают в отпарную колонну 3, работающую в режиме ректификации, для испарения аммиака, части сероводорода и воды, которые отводят последовательно в холодильник 7 и сепаратор 8.

Изобретение относится к очистке фосфорсодержащих сточных вод и может быть использовано для очистки городских стоков и стоков предприятий пищевой промышленности, а также животноводческих и птицеводческих комплексов с последующим их сбросом в водоем.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах. Сернисто-щелочные стоки (СЩС) подают в среднюю часть отпарной колонны 3, в которой происходит испарение аммиака, части сероводорода, а также воды, которые отводят с верхней части отпарной колонны 3 последовательно в холодильник 7 и сепаратор 8.

Изобретение относится к области очистки поверхностных стоков с территории автодорог. Способ включает подачу вод на очистку транспортирующими лотками, очистку от грубых твердых веществ, укрупнение эмульгированных частиц нефтепродуктов фильтрованием в коалесцирующей загрузке, извлечение тяжелых металлов фильтрованием в геохимических барьерах, глубокую очистку за счет использования естественных механизмов самоочищения в биопрудах с высшей водной растительностью и доочистку от нефтепродуктов фильтрованием в сорбенте, размещенном в электрическом поле.

Изобретение относится к области очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых сточных вод и может быть использовано для очистки сточных вод малых населенных пунктов, коттеджных поселков, вахтовых поселков, образовательных и лечебных учреждений, в том числе инфекционных и туберкулезных больниц. Система 1 водного хозяйства населенного пункта включает последовательно соединенные решетки 5, песколовку 6, первичный тонкослойный отстойник 7, биофильтр 8, вторичный тонкослойный отстойник 9, компрессор 10, плазмохимический реактор 11 с генератором 12 импульсных напряжений, биопруды 13 с высшей водной растительностью, насосную станцию 14, траншейные геохимические барьеры 15, загруженные силицированным кальцитом. В траншейных геохимических барьерах 15 размещены медные и алюминиевые стержневые электроды, образующие электрохимические источники тока, и перфорированная по всей длине труба. Изобретение позволяет пополнить запасы воды в водных объектах за счет инфильтрации и увеличить эффект очистки сточных вод. 2 ил., 2 табл.

Наверх