БИОИНЖЕНЕРНОЕ СООРУЖЕНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для очистки жидкостей от загрязняющих веществ в водной фазе и может быть использована в отраслях промышленности связанных с процессами очистки сточных вод и водных технологических растворов, например в химической промышленности, производстве минеральных удобрений, пищевой промышленности, целлюлозно-бумажной, производствах красителей, а также в городских коммунальных хозяйствах.
Известно устройство для очистки жидкостей, содержащее блок подачи очищаемой жидкости, буферную емкость, блок отвода очищенной жидкости, блок подачи воздуха, блок отвода газовых выбросов, а так же хотя бы один реактор /RU 2176618, C02F 1/28, 2001/. Отличительной особенностью известного устройства является то, что оно дополнительно содержит блок управления процессом регенерации, содержащий систему обратной связи, включающую измерительные элементы, выполненные в виде датчиков физических, химических, оптических, акустических, магнитных, электрических, электрофизических, электрохимических, электронных свойств газовых, жидких и твердых сред, и элементы управления в виде контроллеров температуры, давления, газовых, жидкостных и паровых потоков.
Недостатком известного устройства является его сложность, а также невысокая техническая надежность, связанная с необходимостью контроля не менее 15 параметров.
Известно биоинженерное сооружение для очистки сточных вод, представляющее собой русловое биоплато с входом и выходом, имеющее трапецеидальное сечение, и с донным грунтом, содержащим осадочную опал-кристобалитовую породу Зикеевского месторождения Калужской области, на котором высажены водные растения /RU 2219138, C02F 3/32, 2003/. Данное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и выбрано за прототип.
К недостаткам прототипа необходимо отнести недостаточный ресурс повышенную трудоемкость по его обслуживанию. Данные недостатки обусловлены следующим. Во-первых, состав донного грунта не создает нормальны условий для развития донных растений, что приводит к необходимости их периодической замены. Во-вторых, использование в качестве растения-индикатора быстроразмножающейся ряски подразумевает периодическую очистку поверхности воды от этого растения.
Задачей полезной модели является создание биоинженерного сооружения, лишенного указанных недостатков. Техническим результатом является увеличение ресурса непрерывной работы, а также снижение трудозатрат на обслуживание.
Для решения поставленной задачи, а также для достижения поставленного технического результата предлагается биоинженерное сооружение для очистки сточных вод, представляющее собой русловое биоплато с входом и выходом, имеющее трапецеидальное сечение, и с донным грунтом, содержащим осадочную опал-кристобалитовую породу Зикеевского месторождения Калужской области, на котором высажены водные растения. Отличительной особенностью предлагаемого сооружения является то, что глубина биоплато составляет не менее одного метра, а донный грунт, уложенный на глиняный экран состоит из корнеобитаемого слоя толщиной не менее 0,2 м следующего состава: 2/3 указанной опал-кристобалитовой породы и 1/3 дерново-подзолистой почвы и гравийно-песчаной смеси, толщиной не менее 0,4 м.
Дополнительно предлагается водные растения расположить в следующем порядке от входа к выходу: тростник, рогоз, камыш озерный.
Дополнительно предлагается по откосам биоплато высадить аир болотный.
Дополнительно предлагается сооружение оснастить на входе сорбционным блоком, заполненным указанной опал-кристобалитовой породой.
Также дополнительно предлагается сооружение оснастить на выходе фильтрационным блоком, который может быть заполнен шунгитом.
Выполнение биоинженерного сооружения с указанными признаками позволяет продлить срок его непрерывной работы до 3-5 лет. Таким образом достигается указанный технический результат.
На фиг.1 представлен продольный разрез заявляемого сооружения, на фиг.2 - вид сверху, где 1 - вход в биоплато, 2 - выход из биоплато, 3 - корнеобитаемый слой донного грунта, 4 - гравийно-песчаная смесь, 5 - глиняный экран, 6, 7 - водные растения, 8 - сорбционный блок, 9 - фильтрационный блок.
Устройство работает следующим образом. Сточная вода, выходя из устройства для аэрации (на чертеже не показано), попадает на вход 1 с сорбционным блоком 8, заполненным опал-кристобалитовой породой Зикеевского месторождения Калужской области, где концентрация загрязняющих веществ снижается до приемлемого для донных растений уровня. Глубина биоплато составляет не менее 1 м, а ширина определяется расходом сточных вод, так чтобы скорость движения воды находилась в пределах 0,2-0,3 м/с. При этом, большая скорость отрицательно влияет на развитие высшей водной растительности, меньшая - значительно увеличивает интенсивность зарастания биоинженерного сооружения. Вода последовательно проходит через водные растения 6, 7, такие, как тростник, рогоз и камыш озерный. При этом, длина биоинженерного сооружения, т.е. расстояние от входа до выхода определяется временем пребывания воды в биоплато, которое должно быть в летнее время не менее суток. Сточные воды контактируют с высшей водной растительностью 6, 7, которая выполняет функцию биофильтра на границе раздела суша/вода, задерживая и поглощая взвешенные и растворенные минеральные и органические вещества. Взвеси либо сорбируются на поверхности растений слизью, покрывающей их погруженные в воду части и оседают на дно водоемов, либо подвергаются деструкции микроорганизмами, а продукты разрушения поглощаются и усваиваются растениями. Для дополнительной очистки и укрепления берегов по откосам биоплато высаживается аир болотный (фиг.2). Для обеспечения противофильтрационной защиты подземных вод применен глиняный экран 5.
Для лучшего укоренения растений использован донный грунт, включающий корнеобитаемый слой 3 толщиной не менее 0,2 м следующего состава: 2/3 указанной опал-кристобалитовой породы и 1/3 дерново-подзолистой почвы и гравийно-песчаную смесь 4, толщиной не менее 0,4 м. Такой состав донного грунта является надежной основой для укоренения растений (слабо размывается), дополнительным средством, снижающим уровень загрязнения, а также средством удержания питательных веществ, используемых растениями в процессе жизнедеятельности.
После контактирования с водной растительностью сточная вода попадает на выход из биоплато 2, оснащенный фильтрационным блоком 9, где проходит окончательную очистку. Фильтрационный блок 9 выполнен из нескольких коробок, заполненных щебнем шунгита фракцией 80-100 мм.