ПРИЕМНИК ПРОМЫВНЫХ ВОД ОЧИСТНОГО УСТРОЙСТВА ВОДОЗАБОРА

Полезная модель относится к устройствам для фильтрования воды от примесей минерального и биологического происхождения и может быть использована в системах водоснабжения и водоотведения при выпуске отработанных вод в поверхностный водоем.
Известно использование фильтров-биореакторов при доочистке биологически очищенных сточных вод перед выпуском в поверхностный водоем [Авт. Свид. СССР №1783754, приоритет от 21.03.85 г. Способ доочистки биологически очищенных сточных вод] [1] В устройстве для реализации известного способа используется ершовая насадка для сорбции примесей биологического происхождения на волокнах ершовой насадки, удерживания различных гидробионтов от бактерий, от простейших до моллюсков. Хищные гидробионты высших трофических уровней съедают гидробионтов низших уровней, обеспечивая фильтрацию воды и седиментацию минеральных частиц на дно водоема или очистного сооружения. Известное устройство нуждается в периодической регенерации ершовой насадки от избытка гидробионтов и отмерших организмов.
Известно существование пирамиды весов [П.И.Гвоздяк. За принципом биоконвеера. Весн НАН Украина, 2003, №3, с.29-36] [2] при переходе от одного трофического уровня гидробионтов к другому, более высокому, то есть при утилизации органических веществ бактериями, а затем бактерий простейшими, простейших мелкими животными-фильтраторами-седиментаторами до рыб. Устройство содержит ершовые насадки и систему барботеров регенерации. Но для локации пребывания рыб в устройстве необходимы приспособления, обеспечивающие их комфортное существование и пребывание.
Наиболее близкой конструкцией для реализации задачи создания устройства для длительного использования его в качестве накопителя примесей промывных вод биореакторов, продукцией которых становится биоценоз гидробионтов трофических уровней от бактерий до моллюсков, может быть биореактор доочистки очищенных сточных вод [Патент на полезную модель №95331. Опубл. 27.06.2010 г. Бюл. №18. Биореактор доочистки биологически очищенных сточных вод. Патентообладатель ЗАО «Компания «ЭКОС»». Авторы: Н.И.Куликов и др] [3].
Биореактор доочистки биологически очищенных сточных вод включает корпус с каркасами крепления волокнистой ершовой насадки, поделенный на две функциональные зоны, первая из которых зона сорбции и биоокисления, а вторая зона физико-химической очистки воды. Биореактор снабжен системами коммуникаций для подвода, рециркуляции и отвода доочищаемых вод, барботажа воздухом доочищаемой воды, барботерами регенерации ершовой насадки и трубопроводами отвода промывной воды.
Известное устройство не приспособлено к его использованию в качестве, еще и выростного бассейна для рыб, поэтому нуждается в корректировке конструкции.
Задачи полезной модели - обеспечение возможности выращивания рыб в комфортных условиях для существования популяции и быстрого их роста, за счет увеличения адгезионных возможностей волокнистой ершовой насадки.
Поставленная задача достигается тем, что биореактор выростного бассейна рыб-приемник промывных вод очистного устройства водозабора, включает корпус с каркасами крепления волокнистой ершовой насадки, поделенный перегородкой на две функциональные зоны и снабженный системой коммуникаций для подвода и отвода воды, в том числе для промывки и обработки промывной воды несущей продукцию биореакторов очистного устройства водозабора, подвода воздуха к барботерам аэрации эрлифтных ниш циркуляции воды в функциональных зонах через волокнистую ершовую насадку, к барботерам регенерации ершовой насадки, отвода промывной воды из второй функциональной зоны, причем система коммуникаций первой функциональной зоны имеет трубопровод подачи дополнительной кормосмеси для питания рыб, корпус, выполненный в форме коридоров с каркасами крепления волокнистой ершовой насадки исключительно из супертонких капроновых волокон [Патент на изобретение №2264252. Каталитический ерш - насадка для масообменных реакторов. Приоритет от. 16.12.2003 г. Опубл. 20.11.2005. Бюл. №32. Правообладатель и автор: Н.И.Куликов][4], поперечную перегородку, снабженную переливными окнами, оснащенные завесами из ершей с жесткими волокнами, делящую корпус на две функциональные зоны, барботеры регенерации первой функциональной зоны разделенные на отсеки с запорной арматурой для выноса промывной воды через переливные окна в трубопровод отвода промывной воды второй функциональной зоны до ее полного опорожнения от воды в узел обработки осадков промывной воды насосом рециркуляции очищенной воды в первую функциональную зону.
Полезная модель обепечивает поэтапную регенерацию от начала зоны до поперечной перегородки с перепуском регенерационных вод через переливные окна перегородки во вторую функциональную зону, без откачки промывной воды. Переливные окна оснащены завесой из ершей для удерживания рыб в выростном бассейне первой функциональной зоны.
Конструкция биореактора выростного бассейна рыб поясняется Фиг.1, 2, 3, где на Фиг.1 показан план корпуса, на Фиг.2 изображен разрез поперечного сечения корпуса в первой функциональной зоне и на Фиг.3 технологическая схема комплектования биореактора - накопителя выростного бассейна рыб.
Заявляемая полезная модель включает следующие элементы:
1. Корпус биореактора выростного бассейна рыб - приемника промывных вод очистного устройства водозабора;
2. Каркасы с закрепленной в них волокнистой ершовой насадкой;
3. Волокнистая ершовая насадка;
4. Перегородка, разделяющая две функциональные зоны;
5. Трубопровод ввода промывной воды из очистного устройства водозабора;
6. Трубопровод рециркуляции воды из второй зоны в первую;
7. Трубопровод отвода промывной воды из второй зоны;
8. Трубопровод сброса очищенной воды
9. Воздуховод;
10. Барботеры аэрации в эрлифтных нишах 11;
11. Эрлифтные ниши;
12. Барботеры регенерации волокнистой ершовой насадки 3;
13. Ершовая завеса на переливных окнах в перегородках 4;
14. Переливные окна;
15. Насос рециркуляции воды из второй функциональной зоны 19;
16. Трубопровод подачи кормосмеси для дополнительного питания рыб;
17. Узел обработки осадка промывной воды из второй функциональной зоны 19;
18. Первая функциональная зона - зона выростного бассейна;
19. Вторая функциональная зона - зона очистки воды;
20. Запорная арматура на трубопроводах;
21. Очистное устройство водозабора.
Предлагаемый биореактор выростного бассейна рыб - приемник промывных вод очистного устройства водозабора располагается вблизи водозабора из поверхностного водоисточника (Фиг.3) и принимает промывные воды очистного устройства водозабора - источник живого корма для выращивания рыб. Биореактор предлагаемой конструкции (Фиг.1, 2) включает корпус 1, заполненный каркасами 2 с закрепленной в них волокнистой ершовой насадкой 3 и состоит из двух функциональных зон, первая из которых зона выростного бассейна 18, а вторая 19 - зона очистки воды выростного бассейна 18. Обе зоны оснащены системой коммуникаций. В первую зону 18 входит трубопровод 5 ввода промывной воды очистного устройства водозабора 21 и трубопровод 6 рециркуляции очищенной воды из второй зоны 19 в первую, а так же трубопровод 16 подачи дополнительной кормосмеси для питания рыб. Как первая 18, так и вторая 19 функциональные зоны биореактора имеют подвод воздуха 9 для насыщения воды кислородом, организации поперечной циркуляции воды через волокнистую ершовую насадку 3 посредством эрлифтных ниш 11 и барботеров аэрации 10. В обеих зонах имеются барботеры регенерации 12, управляемые через запорную арматуру 20. Разделяется биореактор на две функциональные зоны 18 и 19 поперечной перегородкой 4, имеющей переливные окна 14 и ершовые завесы 13 на них для исключения выхода рыб во вторую функциональную зону 19. Промывные воды от регенерации волокнистой ершовой насадки 3 второй функциональной зоны 10 биореактора отводятся по трубопроводу 7 на узел 17 обработки осадков промывной воды.
Постоянство протока воды через выростной бассейн обеспечивается циркуляцией воды из второй зоны 19 в первую 18, а потеря воды за счет сброса промывной воды из второй функциональной зоны 19 компенсируется поступлением промывных вод из очистного устройства 21 водозабора. Если поступление промывных вод из устройства 21 превышает сброс промывных вод в узел 17, то через запорную арматуру 20 и трубопровод 8 организуется сброс избыточной воды в поверхностный водоисточник.
Работает биореактор выростного бассейна рыб - приемник промывных вод очистного сооружения следующим образом. Из очистного устройства 21 водозабора промывные воды по трубопроводу 5 заполняют корпус 1 биореактора и примеси промывных вод закрепляются на волокнистой ершовой насадке 3, зафиксированной в объеме корпуса 1 посредством каркасов 2. Для обеспечения гарантированной адгезии, сорбции и закрепления живого биоценоза, вынесенного с промывной водой из очистного устройства 21 водозабора, волокнистая ершовая насадка 3 выполняется исключительно из супертонких химических волокон капрона [4]. В первую функциональную зону 18 - выростного бассейн рыб запускается проектное количество мальков рыб, потребителя живого корма, вынесенного с промывной водой очистного устройства 21 водозабора. В случае нехватки корма его добавляют в виде кормосмеси по трубопроводу 16. В процессе жизнедеятельности рыб их фекалии и продукты жизнедеятельности гидробионтов на волокнистой ершовой насадке 3 накапливаются, хотя частично их сносит поток омываемой воды, создаваемый эрлифтными нишами 11 в результате выхода воздуха из барботеров 10 аэрации воздухом, поступающим по воздуховоду 9. При заилении волокнистой ершовой насадки 3 первой функциональной зоны 18 ее регенерируют поэтапной подачей воздуха через барботеры 12 регенерации по отсекам от входа в первую функциональную зону 18 до перегородки 4. Длительность процесса регенерации в отсеках контролируют по состоянию волокнистой ершовой насадки 3. Вынос мальков рыб исключается наличием завесы 13 из ершей на переливных окнах 14, имеющихся на перегородке 4. Исключение выноса мальков гарантируется величиной скорости протока воды через завесу 13 не более 2-3 см/с и размером прозоров между волокон ершей в завесах 13. При заилении завес 13 их промывают струей воды из шланга, запитанного от трубопровода 6 рециркуляции воды из второй функциональной зоны в первую посредством насоса 15. Вынесенные из первой функциональной зоны 18 промывные воды очищаются биоценозом второй функциональной зоны 19. После заиления ершовой насадки 3 второй функциональной зоны 19 посредством барботеров регенерации 12 примеси, сорванные с ершей 3, барботажем, отводятся сбросом всего объема воды второй функциональной зоны 19 на узел 17 по трубопроводу 7.
Поскольку объем поступаемой промывной воды из очистного устройства 21 водозабора превышает объем промывной воды, сбрасываемый в узел 17 из второй функциональной зоны 19, то избыток воды отводится в поверхностный водоисточник открыванием запорной арматуры 20 по трубопроводу 8.
Рост и развитие рыб в выростном бассейне зависит от наличия корма, его питательных свойств и качеств воды в выростном бассейне. Размеры второй функциональной зоны 19 и величина циркуляционного потока воды должны обеспечивать соответствующее качество воды и условия массобмена в первой функциональной зоне 18. По мере роста биомассы рыб в выростном бассейне увеличивается добавка кормосмесей и количество фекалий рыб, поэтому размеры второй функциональной зоны 19 назначаются по наибольшей нагрузке на нее с учетом величины удельной окислительной мощности единицы объема биореактора во второй функциональной зоне 19.