ОТСТОЙНИК ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРАТА С ПРИМЕНЕНИЕМ ВОДОРОСЛЕЙ

Настоящая полезная модель относится к устройствам для биологической очистки фильтрата, образующегося в теле полигона твердых бытовых отходов (далее по тексту ТБО) в результате осадков и брожения отходов, а также выращивания водорослей, и относится к конструктивным решениям биологических очистных установок.
Одной из основных проблем, возникающих при эксплуатации полигонов ТБО, является проблема утилизации/очистки фильтрата, образуемого в теле полигона. Фильтрат образуется в результате прохождения осадков через тело полигона ТБО и брожения органических отходов. Вследствие вариации фракций, утилизируемых для захоронения на полигон ТБО, варьируется состав фильтрата. Зачастую, из-за нарушения правил обращения с отходами, на полигон ТБО попадают отходы, непредназначенные для утилизации на обычном полигоне. В результате в составе фильтрата могут оказаться органические, а также токсичные вещества, такие как ионы аммония, хлора и других макрокомпонентов до нескольких грамм на 1 л., тяжелые металлы (цинк, свинец, никель, хром, кадмий и др.) в различной концентрации. Образующийся фильтрат может негативно повлиять на состояние окружающей среды, поэтому полигоны ТБО оснащают защитными устройствами, которые предотвращают попадание фильтрата в почву и водные каналы, и собирают его в специальном резервуаре-отстойнике. При накоплении достаточного объема фильтрата, его перевозят на утилизацию/очистку. Очистные сооружения обычно находятся на большом расстоянии от полигона ТБО, что обусловлено наличием санитарной зоны вокруг полигонов, это приводит к значительным затратам на транспортировку фильтрата. Для уменьшения как логистических затрат, так и самих затрат на утилизацию/очистку фильтрата, на территории крупных полигонов ТБО, спроектированных на значительный срок эксплуатации, предлагается ставить системы утилизации/очистки фильтрата. В данную систему могут входить устройства для биологической очистки фильтрата, основанные на эффекте водорослей разрушать часть органических и неорганических соединений, а также поглощать радиацию. Часть биомассы, образуемой в результате жизнедеятельности водорослей, можно использовать в качестве сырья для производства биотоплива.
Существующие устройства биологической очистки фильтрата не позволяют создавать оптимальные условия для увеличения массы водорослей, они направленны в сторону ускоренного процесса очистки водной смеси, что не требуется в случае очистки фильтрата, обусловленного малым объемом образования. Поэтому конструкция устройства может быть подобной отстойникам для длительной очистки фильтрата.
В то же время введение в конструкцию устройства элементов, обеспечивающих оптимальные условия для жизнедеятельности водорослей, не скажется негативно на процессе очистки фильтрата и только позволит увеличить количество получаемой биомассы водорослей.
Известен ряд патентов конструкций отстойников для биологической очистки воды (RU 2152654 С1 от 18.11.1998, RU 2147779 С1 от 07.05.1998), в которых происходит очистка воды при помощи водорослей.
За прототип взята конструкция отстойника из патентного документа UA 81762 U от 10.07.2013. Прототип конструкции отстойника содержит резервуар закрытого типа с трубопроводами для подачи воды и фильтрата, а также для удаления воды прошедшей процесс очистки.
Основным недостатком данной конструкции является наличие насоса, использование которого обусловлено характером работы представленной в документе очистной установки. Данная установка осуществляет процесс физико-химической очистки фильтрата с полигонов ТБО, основанный на эффекте электрокоагуляции. Для осуществления данного процесса накопленный фильтрат полигона ТБО поступает по трубопроводам в реактор, где он перемешивается с очищенной водой, перемещаемой при помощи насоса из отстойника. Далее в реакторе при помощи электродов происходит процесс электрокоагуляции смеси воды и фильтрата. Процесс перемещения воды насосом между резервуарами требует наличия электронного блока управления, что осложняет систему. Кроме того система содержит несколько резервуаров, что является причиной отбора дополнительной территории.
Технической задачей заявляемой полезной модели является биологическая очистка образующегося на полигоне ТБО фильтрата при помощи водорослей, за счет создания оптимальных условий для жизнедеятельности водорослей.
Техническая задача настоящей полезной модели достигается тем, что отстойник для биологической очистки фильтрата с применением водорослей содержит резервуар с размещенными в нем водорослями, и трубопроводы для подачи воды и фильтрата. Резервуар выполнен закрытого типа, в нем установлены источники искусственного освещения, лопастная мешалка с электрическим двигателем, а в крышке резервуара выполнены вентиляционные отверстия. Также резервуар содержит трубопровод для удаления воды, прошедшей процесс очистки.
Выполнение резервуара закрытого типа было выбрано с целью предотвращения распространения запаха от жизнедеятельности водорослей и удобства монтажа вспомогательного оборудования, источников искусственного освещения.
Наличие в резервуаре лопастной мешалки с электрическим двигателем позволяет произвести перемешивание подаваемого фильтрата и чистой воды для уменьшения нагрузки на водоросли и обеспечения равномерной биологической очистки.
Пройдя процесс биологической очистки, вода поступает в следующую систему очистительных устройств или непосредственно в систему водоснабжения, пройдя фильтрацию для удаления водорослей.
Для обеспечения оптимальных условий для жизнедеятельности водорослей внутри конструкции отстойника установлены источники искусственного освещения, например, светодиодные светильники или ламповые светильники со световыми фильтрами, обеспечивающие необходимое для водорослей количество излучения определенной длины волны [Чернова, Н.И. Эффективность производства биодизеля из микроводорослей // Н.И. Чернова, С.В. Киселева, О.С. Попель / Теплоэнергетика. - Москва: Изд-во МАИК "Наука/Интерпериодика", 2014. - Вып. №6. С. 14-21.], а также предусмотрены вентиляционные отверстия, которые позволяют производить воздухообмен.
Также в отстойнике предусмотрен технический люк для удаления части биомассы водорослей и проведения технических работ.
Ниже подробно описана и иллюстрируется на фиг. конструкция заявляемого устройства.
Отстойник для биологической очистки фильтрата с применением водорослей содержит резервуар 1, в который по трубопроводу 2 поступает фильтрат, а трубопроводу 3 - чистая вода. В резервуаре 1 происходит перемешивание поступающей смеси посредством лопастной мешалки 5 с электрическим двигателем, для очистки этой смеси водорослями 4. Для поддержания оптимальных условий жизнедеятельности водорослей в резервуаре 1 установлены источники искусственного освещения 6, например, светодиодные светильники или лампы накаливания с установленными световыми фильтрами, и предусмотрены вентиляционные отверстия 7. Для удаления части биомассы водорослей и проведения технических работ в резервуаре предусмотрен технический люк 8. Пройдя процесс очистки, водная смесь удаляется из отстойника через трубопровод 9.
Таким образом, заявляемая конструкция отстойника для биологической очистки фильтрата с применением водорослей позволяет обеспечить наилучший процесс биологической очистки фильтрата водорослями, за счет поддержания оптимальных условий для жизнедеятельности водорослей.