УСТРОЙСТВО ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ МОРСКИХ ВОД ОТ ТЕХНОГЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области охраны окружающей среды и предназначена для очистки поверхностных вод в прибрежных районах моря, бухтах и других зонах возможного промышленного загрязнения нефтепродуктами, путем биологической обработки воды с использованием бурых водорослей в сочетании с микроорганизмами.
Интенсивная производственная деятельность в прибрежной зоне сопровождается усилением загрязнения, что отрицательно сказывается в первую очередь на прибрежных биоценозах.
Естественный выход из этого положения - введение компенсационных мер, одной из которых является санитарная марикультура. Во многих исследованиях была показана способность бурых водорослей аккумулировать тяжелые металлы, радионуклиды. В последние годы выявлена уникальная способность фукусовых водорослей включать в метаболизм нефтяные углеводороды.
В известном способе очистки морских прибрежных вод от пленочных и диспергированных в поверхностном слое воды нефтепродуктов по патенту РФ №2375315 в качестве сорбирующей среды используют плавучую водорослевую плантацию, основу которой составляет система соединенных между собой синтетических канатов, засаженных ламинарией и фукусовыми водорослями.
Экспериментальными исследованиями и натурными наблюдениями показана возможность удержания нефтяной пленки поверхностью фукуса в течение длительного времени. Результаты экспериментов свидетельствуют, что один квадратный метр плантации может за 4-5 дней нейтрализовать пленку, образующуюся при разливе на этой площади 100 мл нефти. Естественно, что во многом результаты зависят от погодных условий, обеспечивающих испарение пленки.
Известно устройство для биологической очистки морских вод от техногенных загрязнений (патент РФ на полезную модель №126327 от 04.09.2012 - ближайший аналог), предназначенное для очистки поверхностных вод в прибрежных районах моря, бухтах и других зонах возможного промышленного загрязнения нефтепродуктами путем биологической обработки воды с использованием бурых водорослей, ламинариевых и фукусовых, в сочетании с микроорганизмами.
Данное устройство - плантация включает в себя силовые синтетические канаты диаметром 30-40 мм, удерживаемые в требуемом направлении металлическими тросами, прикрепленными к гравитационным якорям через крепежные элементы плавучих буев, соединенных с силовыми канатами, на которых закреплены синтетические канаты, играющие роль субстратов для ламинариевых водорослей. При этом ламинарию размещают в толще воды на вертикальных канатах-поводцах, снабженных грузами, обеспечивающими их натяжение. Устройство также снабжено удерживаемыми на поверхности рабочими модулями размером 2×1,5 м, сформированными из синтетических канатов, для размещения фукусовых водорослей.
Недостатком указанной плантации является ее низкая эффективность даже при небольшой силе ветра. В этом случае вода, содержащая пленку нефтепродуктов (НП), перекатывается через верхние горизонтальные канаты, которые являются субстратами для фукусовых водорослей, что ведет к распространению по поверхности нефтяной пленки.
Еще один весьма существенный недостаток - сравнительно низкая плотность рабочей среды высаженных вдоль субстратов водорослей и, соответственно, низкая эффективность санитарной водорослевой плантации.
Заявляемое устройство для биологической очистки морских вод от техногенных загрязнений представляет собой два варианта санитарной водорослевой плантации (СВП).
В первом и втором вариантах, как и в известном устройстве, плантация состоит из силовых синтетических канатов диаметром 30-40 мм, прикрепленных к гравитационным якорям и удерживаемых в вертикальном положении буями, соединенными с силовыми канатами, посредством которых на поверхности удерживаются рабочие модули для размещения фукусовых водорослей.
Задачей, решаемой данной полезной моделью, является повышение эффективности биологической очистки морских вод от техногенных загрязнений, в первую очередь от нефтепродуктов которые в виде пленки достаточно быстро распространяются по поверхности воды.
Технический результат заключается в создании устройства, позволяющего с наибольшей эффективностью использовать способности фукусовых водорослей в качестве сорбирующей среды.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве по первому варианту рабочие модули выполнены в виде матов из полипропиленовой сетки с размером ячеи 80-120 мм, шириной 1-2 метра, длиной от 1 до 10 метров, на которой закреплены талломы фукусовых водорослей, при этом на сетке между рядами водорослей закреплены распорки-поплавки длиной, равной ширине сетки, на расстоянии 2 метра друг от друга, а маты выполнены с возможностью соединения друг с другом.
Для достижения технического результата талломы фукусовых водорослей закреплены на сетке на расстоянии 10 см друг от друга, при этом средняя масса фукусов на площади мата 1 кв. м составляет около 2 килограмм.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве по второму варианту рабочие модули для размещения фукусовых водорослей выполнены в виде матов из двух слоев полипропиленовой сетки с размером ячеи 80-120 мм, соединенных по бокам посредством канатов, между которыми размещены талломы фукусовых водорослей, ширина каждого мата 1-2 метра, длина от 1 до 10 метров, при этом на сетке закреплены распорки-поплавки длиной, равной ширине сетки, на расстоянии 2 метра друг от друга, а маты выполнены с возможностью соединения друг с другом.
Для достижения заявленного технического результата талломы фукусовых водорослей в свободном порядке размещены между слоями полипропиленовой сетки, при этом средняя масса фукусов на площади мата 1 кв. м составляет около 2 килограмм,
Технический результат достигается также тем, что распорки-поплавки выполнены из пластиковых труб, загерметизированных по краям. Маты из фукусовых водорослей выполнены с возможностью их скатывания в рулон.
Выполнение рабочих модулей в виде матов, позволяющих увеличить площадь покрытия поверхности воды водорослями, обеспечивает увеличение поглощения и нейтрализации нефтепродуктов, противодействует распространению пленки при усилении ветра, а также позволяет производить, благодаря использованию фукусовых водорослей, обладающих толерантностью к опреснению, постановку плантации в районах с низкой соленостью (до 10 промилле), чему способствует также закрепление на сетке распорок-поплавков.
Выполнение матов из фукусовых водорослей с возможностью их скатывания в рулон обеспечивает технологичность хранения и замены, в случае необходимости, матов в действующей плантации, что обуславливает в свою очередь, простоту и экономичность установки плантации.
Заявляемое устройство поясняется с помощью чертежей, где на рис. 1 представлена общая схема устройства, на рис. 2 - общий вид отдельного мата плантации первого варианта и на рис. 3 - общий вид отдельного мата плантации второго варианта.
Устройство (рис. 1) выполнено из силовых синтетических канатов 1 диаметром 30-40 мм, прикрепленных к гравитационным якорям 2 и удерживаемых в вертикальном направлении буями 3, которые являются также визуальными маркерами плантации. К буям 3 канатами крепятся маты фукусовых водорослей 4, представляющие собой, в первом варианте, закрепленные на полипропиленовой сетке 5 с распорками 6 талломы фукусовых водорослей 7 (рис. 2). Маты 4 изготавливаются размером: ширина 1-2 метра, длина от 1 до 10 метров. В устройстве используется полипропиленовая сетка 5 с размером ячеи 80-120 мм. Распорки-поплавки 6 длиной, равной ширине сетки 5, выполнены в виде отрезков пластиковых труб, загерметизированных по краям. Устанавливаются на сетке 5 на расстоянии 2 метров друг от друга. Маты 4 изготавливаются с возможностью их скатывания в рулон и соединения друг с другом при установке плантации, например, посредством канатов, что упрощает способ хранения плантации в разобранном виде и быстрое соединение матов в единое целое.
Во втором варианте (рис. 3) маты 4 изготавливаются из двух слоев сетного полотна 5 тех же размеров, при этом слои соединяются между собой посредством канатов или пластиковых хомутов, между которыми размещаются талломы фукусовых водорослей. Растения не закрепляются на сетке, а размещаются на сетке в произвольном порядке и накрываются сверху вторым слоем сетки с размером ячеи 80-120 мм. При этом фиксация талломов происходит путем их самопроизвольного запутывания в ячее сетки.
Такие маты также изготавливаются с возможностью их скатывания в рулон.
Устройство (варианты) просто в изготовлении и эксплуатации, поскольку модули могут периодически заменяться на новые.