Модуль плантации-биофильтра для очистки поверхностных вод от нефтепродуктов

Полезная модель относится к области охраны окружающей среды и может быть использована для очистки поверхностных вод в зонах возможного загрязнения нефтепродуктами путем биологической обработки воды с использованием фукусовых водорослей.
Известны различные водорослевые плантации, у которых способ закрепления водорослей на канате состоит в том, что один человек расплетает пряди каната, второй - вставляет между прядями нижнюю часть водорослей (одно растение или несколько в виде пучка). После этого первый человек скручивает пряди каната обратно. Данная операция требует значительных физических усилий и участия в процессе, по крайней мере, двух человек. При этом канат должен быть только трехпрядным и диаметром 5-8 мм, так как меньший диаметр не обеспечивает достаточного закрепления водорослей, больший - требует слишком больших усилий для его расплетания. Минимальное расстояние между соседними водорослями (пучками водорослей) при этом должно составлять 4 см.
Наиболее близким к заявляемому решению является устройство для биологической очистки морских вод от техногенных загрязнений по патенту РФ на полезную модель №126327 от 04.09.2012 г. Устройство представляет собой санитарную водорослевую плантацию, состоящую из силовых синтетических канатов диаметром 30-40 мм, удерживаемых в требуемом направлении металлическими тросами, прикрепленными к гравитационным якорям через крепежные элементы плавучих буев. Буи соединены с силовыми канатами, на которых закреплены снабженные грузами вертикальные канаты-поводцы, являющиеся субстратами для ламинариевых водорослей. При этом устройство снабжено удерживаемыми на поверхности образованными горизонтальными канатами рабочими модулями для размещения фукусовых водорослей размером 2×1,5 м. Они сформированы из синтетических канатов диаметром 10-20 мм, являющихся субстратами для фукусовых водорослей, прикрепленными к силовым полипропиленовым канатам или металлическим тросам посредством поплавков-кухтылей. На поверхностных горизонтальных канатах вплотную друг к другу насажены наплавы с закрепленными в отверстиях, выполненных в нижней части наплавов на расстоянии 3 см между ними, талломами фукусовых водорослей таким образом, чтобы верхние ряды фукусов соприкасались с поверхностью морской воды.
Недостатком этого устройства является сложность его конструкции и трудоемкость изготовления.
Заявляемый модуль плантации-биофильтра для очистки поверхностных вод от нефтепродуктов, как и известные, содержит синтетический канат с закрепленными на нем фукусовыми водорослями.
Технической проблемой, решаемой полезной моделью, является создание компактных и мобильных модулей с возможностью использования в полевых условиях для быстрого формирования плантации-биофильтра.
Технический результат заключается в увеличении плавучести плантации и повышении эффективности очистки поверхностных вод от нефтепродуктов.
Технический результат достигается тем, что стволики фукусовых водорослей зафиксированы к канату с помощью полиуретанового герметика таким образом, что слоевище водорослей свисает с обеих сторон модуля.
Использование в конструкции модуля полиуретанового герметика (монтажной пены) способствует увеличению плавучести всей плантации (установка дополнительных поплавков не требуется), а также увеличивает ее полезную площадь как субстрата для прикрепления углеводородокисляющих бактерий, которые, находясь в симбиозе с фукусовыми водорослями, активно участвуют в деструкции нефтепродуктов.
Таким образом, совокупность вышеуказанных признаков формулы полезной модели обеспечивает указанный технический результат, а именно, увеличение плавучести плантации и повышение эффективности очистки поверхностных вод от нефтепродуктов.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью чертежей, где на фиг. 1, 2 представлен модуль плантации-биофильтра на этапах создания конструкции, на фиг. 3 - готовый модуль плантации-биофильтра.
Модуль плантации-биофильтра (см. фиг. 1, 2, 3) состоит из каната 1 и зафиксированных на нем полиуретановым герметиком 2 фукусовых водорослей 3. Для создания модуля канат 1 (см. фиг. 1, 2) закрепляется внутри матрицы, представляющей собой пластиковую трубу диаметром 5-8 см и длиной 1-1,5 м, разрезанную вдоль на две равные части 4 и 5. Часть матрицы 4 с обоих концов оснащается хомутами 6. Канат 1 натягивается вдоль продольной оси части матрицы 4 и закрепляется на хомутах 6. Водоросли 3 равномерно размещаются вдоль всей конструкции таким образом, что их стволики находятся между частью матрицы 4 и канатом 1, и фиксируются полиуретановым герметиком 2, например, монтажной пеной, слоевище водорослей 3 при этом свисает с обеих сторон модуля. Для придания формы конструкция накрывается сверху частью матрицы 5. После высыхания монтажной пены части матрицы 4 и 5 отделяются и модуль плантации-биофильтра готов к установке на воде (см. фиг. 3).
Благодаря простоте конструкции модуля для создания плантации достаточно лишь одного человека, от которого не требуется значительных физических усилий, существенно увеличивается скорость создания модулей и формирования плантации, размещения ее на воде. Диаметр, количество прядей и способ плетения каната не имеют значения. При этом достигается более чем двукратное увеличение количества водорослей на погонный метр носителя (каната).
Полезная модель используется следующим образом.
Монтаж модуля производится на горизонтальной поверхности. Часть матрицы 4 с натянутым внутри нее канатом 1 заполняется предварительно собранными фукусовыми водорослями 3 и заливается монтажной пеной 2, таким образом, чтобы стволики и ризоиды водорослей 3 были прочно соединены с канатом 1. После этого конструкция накрывается сверху частью матрицы 5. Спустя 10-15 минут (в зависимости от погодных условий) после высыхания пены 2 сверху снимается часть матрицы 5, затем концы каната 1 открепляются от хомутов 6 и готовый модуль плантации-биофильтра вынимается из части матрицы 4. Модуль можно хранить на суше в течение времени, рассчитанного по срокам изъятия водорослей из естественных условий. Они должны находиться в воздушных условиях не более 6 часов. За этот период из модулей формируется плантация и погружается в морскую воду для размещения на требующем очищения участке.
Прочность закрепления водорослей проверена опытным путем в естественных условиях: модули находились в море на акватории губы Зеленецкая (Баренцево море), количество выпавших из модулей растений при этом было минимальным.
Заявляемая полезная модель позволяет увеличить плавучесть плантации и повысить эффективность очистки поверхностных вод от нефтепродуктов.