СПОСОБ ОЧИСТКИ МАЛЫХ РЕК
METHOD TO CLEAN HEADWATERS

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки рек от загрязняющих веществ плотностью ниже плотности воды, в частности от нефтепродуктов.
Известен способ очистки водной поверхности от нефти и жидких нефтепродуктов [1], который используется для очистки поверхности искусственных водоемов; очистных сооружений, рек, озер, болот и морей от загрязнений в виде нефти и жидких нефтепродуктов в различных климатических зонах. Способ заключается в том, что поверхность, покрытую нефтяной пленкой, обрабатывают сорбентом, в качестве которого предлагается использовать измельченный в крошку карбамидоформальдегидный пенопласт, после чего пропитанный нефтью или нефтепродуктом сорбент собирают, отжимают, например с помощью отжимных валков, отжатую нефть утилизируют, а сорбент направляют для последующей переработки. Измельченный в крошку сорбент имеет форму произвольных объемных многоугольников эквивалентным диаметром вписанной окружности в пределах 5-10 мм.
Недостатком данного способа является то, что на водной поверхности не установлены заграждающие устройства, которые обеспечили бы перекрывание всей водной поверхности, с которой ведут очистку и тем самым способствовать бы более эффективному сбору загрязняющих веществ.
Известен способ очистки поверхности воды реки от нефти [2], заключающийся в воздействии на пленку нефти сорбентов, отличающийся тем, что перед указанным воздействием вблизи от источника загрязнения реки нефтью, ниже по ее течению, выбирают береговой участок, имеющий естественную отмель, или создают ее искусственно, устанавливают на реке плавающие протяженные экраны с погружением их в верхний слой воды, перекрывающие поверхность реки в рабочем положении, когда они расположены под углом к направлению течения реки, при этом концы экранов, расположенных с одной стороны реки, крепят на берегу, а расположенных с другой стороны - к дну реки в ее средней части, причем и те, и другие экраны устанавливают в одном направлении, при котором концентрируют плывущую пленку нефти на отмели, где размещают сорбенты.
Недостатком способа является загрязнение нефтепродуктами береговой отмели.
Известна система автоматического сбора и улавливания, плавающих на поверхности реки загрязнений [3], которая содержит установленное под углом к направлению течения реки боновое заграждение, у нижнего по течению реки торца которого расположено приемное устройство, с которым гидравлически сообщена отстойная емкость, имеющая сборное устройство для отвода из нижней части очищенной воды обратно в реку ниже по течению. Приемное устройство снабжено имеющим водоприемное отверстие поплавковым шибером, герметично соединенным с боновым заграждением и установленным с возможностью вертикального перемещения и пропуска через водоприемное отверстие независимо от изменения уровня поверхности воды в реке загрязненного верхнего слоя воды заданной толщины. Сборное устройство состоит из сифона с заборной частью, размещенной у дна отстойной емкости, и отводящего водовода, в которой выведена выходная часть сифона. Устье отводящего водовода расположено на отметках, более низких, чем отметки места установки бонового заграждения. Производительность сифона равна пропускной способности водоприемного отверстия шибера. Изобретение обеспечивает производительный, эффективный и стабильный сбор плавающих на поверхности воды загрязнений в условиях колебания уровня поверхности воды в реке при одновременном упрощении конструкции осуществляющей сбор системы.
Недостатком системы является жесткая связь бонового заграждения с шибером и необходимость установки отстойной емкости ниже уровня поверхности реки, при этом сброс воды из приемной емкости происходит ниже по течению.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ очистки рек от загрязняющих веществ [4], включающий аккумуляцию загрязняющих веществ в акватории, отделение их от вод реки, разделение отделенной массы по плотности, утилизацию загрязняющих веществ и сброс отделенной воды, отличающийся тем, что аккумуляцию загрязняющих веществ в акватории производят путем установки в излучине реки под углом 20-35° к берегу плашкоута, на котором закрепляют водонепроницаемую перегородку, обеспечивающую перепуск воды на глубине и остановку верхнего слоя воды на поверхности реки, отделение загрязняющих веществ от вод реки ведут с помощью разделителя, установленного между плашкоутом и берегом, закрепленного на плашкоуте под углом 3-7° от поверхности реки навстречу потоку воды и наклоненного под углом 3° в сторону аккумулирующей емкости, жестко связанной с плашкоутом и разделителем, обеспечивающим срез верхнего слоя воды и перепуск его в аккумулирующую емкость, откуда жидкость насосом подают на устройство для разделения жидкости по плотности, установленное на аккумулирующей емкости загрязнения, из которого после разделения производят сброс отделенной воды по трубопроводу в аккумулирующую акваторию реки на расстоянии от разделителя, позволяющем всплыть загрязнению в поверхностный слой, а загрязнение подают в аккумулирующую емкость загрязнения, которая гидравлически связана с трубопроводом для выпуска из нее отстоявшейся воды.
Для отражения к берегу плавающих предметов между плашкоутом и берегом натягивают трос-отражатель под углом 7-15° к берегу и заглубляют его в воду на 10-20 мм.
Недостатками способа являются затрудненная выгрузка отходов из аккумулирующей емкости, необходимость наличия плавающей аккумулирующей емкости для приема загрязнения, которая создает перекос плашкоута и устройства для разделения воды по плотности, которое требуют электроэнергии и обслуживания техническим персоналом.
Задачей изобретения является снижение затрат и повышение эффективности очистки, срока эксплуатации; надежности работы устройств, реализующих способ.
Решение поставленной задачи достигается тем, что производят аккумуляцию загрязняющих веществ в акватории, отделение их от вод реки и аккумуляцию в отстойнике, очистку воды и сброс очищенной воды в реку, причем очистку воды производят в отстойнике, который располагают в петле реки, отделенной от ее спрямляющего искусственного русла водонепроницаемой дамбой в верхнем течении реки и фильтрующей дамбой, оборудованной водосбросом воды, в нижнем течении реки, при этом в отстойнике по длине устанавливают для перепуска воды у дна реки поперечные, плавающие, водонепроницаемые, передвижные перемычки, делящие отстойник на зоны, в которых разводятся водные растения и штаммы микробов, способствующие биологической очистке воды от различных видов загрязнения.
Способ очистки рек от загрязняющих веществ поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена общая схема способа очистки рек.
На фиг.2 представлен плашкоут, с разделителем, емкостью и погружным насосом, вид сверху (Узел А).
На фиг.3 представлен разрез узла А по Б-Б.
На чертежах приняты следующие условные обозначения:
1 - река; 2 - спрямляющее русло реки; 3 - естественное русло в петле реки; 4 - водонепроницаемая дамба; 5 - фильтрующая дамба; 6 - верхний водосброс в фильтрующей дамбе; 7 - плавающие, поперечные, водонепроницаемые перемычки; 8 - плавающий плашкоут с перегородкой для перепуска воды у дна реки; 9 - аккумулирующая емкость; 10 - погружной насос, 11 - ребро-разделитель; 12 - предохранительная сетка; 13 - трубопровод с запорной арматурой.
Способ очистки малых рек реализуется следующим образом.
В петле реки 3 проводят спрямляющее искусственное русло 2, по которому направляют нижние течения реки 1. Петлю реки 3 и спрямляющее искусственное русло в верхнем течении разделяют водонепроницаемой дамбой 4, а в нижнем течении фильтрующей дамбой 5.
Загрязненную верхнюю часть потока реки 1 направляют с помощью плавающего плашкоута 8 в естественное русло петли, которую используют как отстойник, осветляющий воду от загрязнения с плотностью меньше плотности воды (масла, нефтепродукты, жиры и др.). В углу плавающего плашкоута 8 располагают углолообразную аккумулирующую емкость 9, имеющую угол, соответствующий углу изгиба плашкоута, и объем, обеспечивающий размещение шламового погружного насоса 10 и притока воды равный производительности насоса за единицу времени (например, мин, час). Емкость имеет ребро-разделитель 11 для отделения наиболее загрязненного слоя воды и предохранительную сетку 12 для предотвращения попадания плавающих предметов в насосную камеру.
Очищенная в акватории вода уходит под перегородку плашкоута, а загрязненная вода перекачивается из аккумулирующей емкости 9 шламовым погружным насосом 10 по трубопроводу 13 с запорной арматурой в отстойник-осветлитель 3, в качестве которого используется естественное русло реки, отделенное от спрямляющего русла в истоке водонепроницаемой дамбой 4, а в дельте фильтрующей дамбой 5 с водосбросом 6, где располагаются поперечные, плавающие, водонепроницаемые передвижные перемычки 7 для перепуска воды у дна русла, а также водные растения и штаммы микробов для биологической очистки воды от загрязнения (например, от нефтепродуктов, фенолов и др.). При необходимости плавающие перемычки могут перемещаться вдоль старого русла.
Биологическая очистка требует длительного времени, поэтому естественное русло петли делят по длине водонепроницаемыми перемычками 7 на зоны, где вода отстаивается и имеет скорость в 2-3 меньше, чем в реке, что обеспечивает хорошее всплытие загрязнения, а очищенная вода опускается на дно и в нижнем течении проходит через фильтрующую дамбу, которая задерживает взвешенные частицы с плотностью, большей плотности воды, или стекает через верхний водосброс 6.
Запорная арматура трубопровода 13 позволяет частично регулировать расход погружного насоса 10 в зависимости от сезонного уровня воды в реке 1.
Литература
1. Заявка РФ №94025135. Способ очистки водной поверхности от нефти и жидких нефтепродуктов. / Феклистов В.Н., Мельников В.П., Мелиев Б.У. C02F 1/28, E02B 15/04. Заявл. 1994.07.05. Опубл. 1997.04.27. Бюл. №6.
2. Заявка РФ №96106518. Способ очистки поверхности воды от нефти. / Цыганков АВ., Васильев П.Н. C02F 1/28. Подано 1996.04.03. Опубл. 1998.07.27. Бюл. №6.
3. Патент РФ №2151840. Система для автоматического улавливания и сбора плавающих на поверхности реки загрязнений. / Андреев А.А., Андреев А.А., Лизунов В.А., Михалев B.C. E02B 15/04. Подано 1999.09.21. Опубл. 2000.06.27. Бюл. №7.
4. Патент РФ №2341619. Способ очистки малых рек. МПК E02B 15/04. Патентообл. Сенкус В.В., Сенкус Вас.В., Сенкус Вал.В., Попова Н.В., Конакова Н.И., Стефанюк Б.М. Авторы: Сенкус В.В., Сенкус Вас.В., Сенкус Вал.В., Попова Н.В., Конакова Н.И., Стефанюк Б.М. Заявл. 2006.10.13. Опубл. 2008.12.20. Бюл. №35.