СИСТЕМА ОЧИСТКИ ВОДЫ

Настоящая полезная модель относится водоочистным устройствам. Она может быть использована для очистки природных водоемов от биологических загрязнений, а также быть применена в городском водоочистном комплексе, особенно для доочистки сточных вод в курортных городах и поселках, расположенных на берегу соответствующих акваторий. Она может найти применение при создании и переоборудовании открытых аквасистем со сбросом сточных вод в закрытые, что особенно актуально при создании океанариумов, на рыбозаводах и при промышленном разведении гидробионтов, а также в животноводстве. Кроме того, данная полезная модель, может быть использована в быту: в бассейнах и аквариумах, и для доочистки питьевой воды.
7
Известен фильтр для очистки природных и сточных вод с нисходящим направлением потока жидкости (см. Патент Р.Ф. №2262374, МКИ B01D 24/14, опубл. 2005.10.20). Этот фильтр представляет собой систему очистки воды и содержит приток неочищенной воды и отвод очищенной воды, два последовательно соединенных блока обработки воды, из которых в первый введен упомянутый приток воды, а во второй - отвод очищенной воды, причем каждый блок заполнен соответствующим реагентом. Данная известная система выполнена в виде единой емкости, в которой расположены упомянутые блоки. Первый блок содержит реагент в виде смеси токопроводящих электроположительных и электроотрицательных частиц и обрабатывает воду при воздействии на нее электрического поля. Второй - заполнен антрацитом.
Это известное техническое решение выбирается в качестве прототипа, т.к. оно имеет наибольшее число существенных признаков, совпадающих с заявляемым техническим решением. Однако прототип имеет существенный
недостаток, а именно, его нельзя использовать для доочистки и тонкой очистки воды, что обусловлено применением соответствующих реагентов и компоновкой системы. Кроме того, при его функционировании образуются экологически вредные отходы, которые собираются во втором блоке на его реагенте. Последний, как и реагент из первого блока, подлежит отдельной очистке, а продукты очистки подлежат специальной утилизации. Более того, прототип нельзя использовать для создания или переоборудования открытых аквасистем со сбросом сточных вод в закрытые, что особенно актуально при создании океанариумов, на рыбозаводах и при промышленном разведении гидробионтов, а также в животноводстве. Это обусловлено тем, что сам принцип действия прототипа и его компоновочная схема с применением соответствующих реагентов является открытой системой. Она постоянно нуждается в регулярной смене используемых реагентов и в их утилизации, а также в необходимости утилизации с них отходов очистки, удаляемых в специальные полигоны, что не приемлемо для закрытых экологически чистых систем водоочистки.
Задачей настоящей полезной модели является создание новой системы очистки воды, которая обеспечивала бы обработку воды, загрязненной веществами биогенной природы, и доведения ее параметров до чистоты природной воды. При этом в задачу также входит создание системы очистки воды, которая бы была экологически безопасной и безотходной в своем функционировании, а также позволило бы иметь систему очистки воды, которую можно было бы использовать для создания закрытых экологически чистых водоочистных сооружений, как для общегородского хозяйства, так и для местного поселочного типа.
Поставленная задача решена следующим образом. В известную систему очистки воды, содержащую приток неочищенной воды и отвод очищенной воды, два последовательно соединенных блока обработки воды, из которых в первый введен приток воды, а во второй - отвод очищенной воды, причем каждый блок заполнен соответствующим реагентом, СОГЛАСНО настоящей
полезной модели, между первым и вторым блоками введен дополнительный блок обработки воды, который заполнен соответствующим реагентом, и каждый блок выполнен в виде емкости, при этом в качестве реагента заполнения каждого блока применены соответствующие биологические системы водных организмов.
Есть вариант по которому, емкость первого блока выполнена светонепроницаемой и герметичной, а в качестве ее биологической системы водных организмов использованы активные илы, содержащие сероводородные бактерии, емкость второго блока обработки воды выполнена светопроницаемой и снабжена устройствами для освещения и аэрации, а в качестве ее биологической системы применены живые планктонные сине-зеленые водоросли, а емкости дополнительных блоков обработки воды выполнены аналогично емкости второго блока обработки воды, но в качестве их биологических систем водных организмов использованы другие планктонные водоросли.
Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет создать систему очистки воды, обеспечивающую достижение следующих технических результатов:
1. Доведение качества воды, сбрасываемой из очистных сооружений, до природных параметров.
2. Обеспечение экологической безопасности.
3. Промышленное выращивание морских и пресноводных водорослей и высших растений.
4. Промышленное выращивание морской и пресноводной рыбы и беспозвоночных.
5. Высокоэффективное использование в бассейнах аквапарков, дельфинариумах, океанариумах и аквариумах большого и маленького объема.
6. Создание аквакультур редких и исчезающих видов с целью сохранения биоразнообразия морских и пресноводных водоемов с последующей репатриацией.
7. Промышленное производство обогащенных илов для сельского хозяйства.
Это обусловлено тем, что в предлагаемой системе очистки воды применена последовательная цепь блоков, каждый из которых заполнен соответствующим биологическим реагентом. Последние по своей природе при эксплуатации не образуют биологически вредных отходов и не создают продукты, которые подлежат немедленной утилизации на полигонах.
По сравнению с прототипом, заявляемое техническое решение имеет существенные отличия:
1. В систему введен дополнительный блок обработки воды, с соответствующим реагентом, при этом каждый блок выполнен в виде отдельной емкости, а в качестве их реагентов в каждом из блоков применены соответствующие биологические системы водных организмов, что позволяет обеспечить процесс очистки близкий к природному. В сущности, используется модель природной водоочистки, но поставленная на промышленную основу.
2. В первой герметичной светонепроницаемой емкости происходит разложение содержащейся в воде органики до низкомолекулярных соединений и осуществляется подготовка для работы последующих блоков, что в прототипе не наблюдается и не могло бы быть из-за специфики используемого в нем реагента.
3. Все остальные блоки обеспечивают тонкую очистку воды до качества природной, что достигается применением в них соответствующих биологических систем водных организмов и их последовательности применения.
Проведенный заявителем патентно-информационный поиск показал, что заявляемая совокупность признаков не была обнаружена, что позволяет данное предложение признать новым.
Сущность заявляемого технического решения и его практическое применение поясняется чертежом и нижеследующим описанием, где:
Фиг.1 - схема заявляемого технического решения;
Фиг.2 - график динамики качественных параметров состава воды в процессе ее очистки.
Предлагаемая система очистки воды имеет приток 1 неочищенной воды 2 и отвод 3 очищенной воды 4. Между ними расположены три последовательно соединенных блока обработки воды 5, 6, 7 (Фиг.1). Они соединены с помощью соответствующей трубопроводной системы, которая обеспечивает переток воды по блокам. В первый блок 5 введен приток 1 неочищенной воды 2, а в третий 7 - отвод 3 очищенной воды 4. Каждый блок 5, 6, 7 имеет емкость. Емкость блока 5 выполнена светонепроницаемой, например из нержавеющей стали или пластика, и герметичной, например, с герметичной крышкой 8. Она заполнена реагентом, в качестве которого применены биологические системы водных организмов, например в качестве которых использованы активные илы 9, содержащие сероводородные бактерии.
Емкость блока 6 выполнена светопроницаемой, снабжена устройством освещения 10 и аэрации 11. Она заполнена реагентом, в качестве которого ее биологической системы применены живые планктонные сине-зеленые водоросли 12.
Емкость последнего блока 7 обработки воды выполнена аналогично емкости второго блока обработки воды, но в качестве ее биологической системы водных организмов использованы другие планктонные водоросли 13.
Эти блоки имеют средства для удаления и смены реагентов (на чертеже не показаны).
Предлагаемая полезная модель работает следующим образом: Неочищенная вода 2 через приток 1 поступает в блок 5. В нем эта вода подвергается обработке активным илом 9 и его сероводородными бактериями. В результате в нем происходит первый этап очистки: разложение крупных молекул биологических соединений до ионов аммония и фосфатов. Время обработки определяется степенью загрязнения вод, соотношением поверхности илов к объему емкости и температурой.
При достижении оптимальных параметров, которые определяются экспериментально, вода из первого блока 5 поступает в блок 6. В нем вода подвергается обработке планктонными сине-зелеными водорослями 12. Для протекания этого технологического процесса используется активное освещение 10 и аэрация 11. Культура блока 6 обеспечивает очистку воды от аммония и частично фосфатов.
При достижении определенной концентрации веществ (например, исчезновение аммония) вода проступает в блок 7. В нем вода подвергается обработке другими планктонными водорослями 13 (например, диатомовыми). Для протекания этого технологического процесса используется активное освещение 10 и аэрация 11. Культура блока 7 обеспечивает полную очистку воды. Очищенная вода 4 через отвод 3 подается потребителю. Для каждого блока реагенты подбираются в соответствии с типом воды, характером загрязнения и требованиям по качеству очищенной воды.
Динамика качественных параметров состава воды в процессе ее очистки отображена на Фиг.2. В первом блоке 5 происходит накопление аммиака и фосфатов в результате разложения мертвых органических остатков и экскрементов, содержащихся в загрязненной воде 3. Во втором блоке 6 происходит снижение концентрации фосфатов, исчезновения аммония и накопление нитритов и нитратов, которые усваиваются культурой планктонных сине-зеленых водорослей 12. В третьем блоке 7 за счет деятельности других планктонных водорослей 13 (например, диатомовых)
происходит исчезновение остатков фосфатов, нитритов и нитратов. Очищенная вода 4 подается потребителю.
Таким образом, эта система - система открытого типа. Она может быть использована для очистки морской и пресной воды, содержащей в больших количествах продукты распада и жизнедеятельности организмов: ионы аммония, нитритов, нитратов и фосфатов (выше и ниже предельно допустимых концентраций). При использовании данной системы удается очистить воду до следов этих соединений. Эта система, как следует из описания, является абсолютно экологически чистой. В результате очистки воды происходит накопление живых планктонных водорослей, которые в дальнейшем используются в качестве корма в различных аквакультурах или удобрений.