Способ биологической очистки воды в водоемах или участках водотоков

 

Изобретение относится к охране вод и предназначено для использования при проведении водоохранных мероприятии на водоемах (водохранилищах, озерах) или участках водостоков (рек, каналов) хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения, а именно интенсификации биологической очистки транспортируемой воды от загрязняющих веществ химического и биологического происхождения, а также может быть использовано для доочистки возвратных вод в искусственных сооружениях (пруды, дренажные каналы и т.д). Целью изобретения является повышение экономичности и производительности процесса очистки. В способе биохимической очистки, включающем транспортирование очищаемой воды через заросли высших водных растений на входе в водоем или участок водотока и/или .на выходе из него периодически в две стадии, непрерывно сменяющие одна другую, .производят изменение расходов воды, обеспечивающих непрерывное и постепенное изменение уровня воды в зарослях высших водных растений от минимального ,до максимального и наоборот , при этом на первой стадии расход воды на входе в водоем или участок водотока устанавливают больщим, чем расход на выходе из него, до достижения в зарослях максимального уровня -воды, равного предельной глубине произрастания образующих заросли видов растениц, на второй стадии расход воды на входе в водоем или участок водотока устанавливают меньшим, чем расход на выходе из него , до достижения минимального уровня воды в зарослях, равного оптимальной глубине произрастания этих растений , а величину разности между расходами на входе в водоем или участок водотока и на выходе из него устанавливают такой, что суммарная длительность двух последовательных стадий не превьшает времени, необходимого для полной очистки воды в зарослях. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. « (Л 1чЭ сд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

Р СПУБЛИН (51)4 С 02 Р 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4001712/30-26

1 (22) 03.01.86 (46) 23. 07. 88. Бюл. У 27 (71) Всесоюзный научно-исследователь-. ский институт по охране вод и Днепровский металлургический комбинат. им.Ф.Э.Дзержинского (72) И.С.Сукач, M.В.Кавацюк, Ф.В.Стоньберг, Б.С.Свердлов, Ю.А.Гердий и В.Н.Сотников (53) 628.356 (088.8) (56) Окспюк О.П. и др. Биоплато и его применение на каналах. — Гидротехника и мелиорация, 1980, У 8, с.66-70.

Авторское свидетельство СССР

У 1074836, кл. С 02 Р 3/32, 1984. (54) СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

ВОДЫ В ВОДОЕМАХ ИЛИ УЧАСТКАХ ВОДОТО КОВ

Ф (57) Изобретение относится к охране вод и предназначено для использования при проведении водоохранных мероприятий на водоемах (водохранилищах, озерах) или участках водостаков (рек, каналов) хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения, а именно интенсификации биологической очистки транспортируемой воды от загрязняющих веществ химического и биологического происхояфения, а также может быть использовано для доочистки возвратных вод в искусственных сооружениях (пруды, дренажные каналы и т.д).

„„SU„„1411295 А I

Целью изобретения является повышение экономичности и производительности процесса очистки. В способе биохимической очистки, включающем транспортирование очищаемой воды через заросли высших водных растений на входе в водоем или участок водотока и/или на выходе из него периодически в две стадии, непрерывно сменяющие одна другую,,производят изменение расходов воды, обеспечивающих непрерывное и постепенное изменение уровня воды в зарослях высших водных растений от минимального,до максимального и наоборот, при этом на первой стадии расход воды на входе в водоем или участок водотока устанавливают большим, чем расход на выходе из него, до достижения в зарослях максимального уровня воды, равного предельной С глубине произрастания образующик заросли видов растений, на второй ста- Я дии расход воды на входе в водоем или участок водотока устанавливают меньшим, чем расход на выходе из него, до достижения минимального уровня воды в зарослях, равного оптимальной глубине произрастания этих расте- М ний, а величину разности между рас- фф ходами на входе в водоем или участок водотока и на выходе из него устанав- gq ливают такой, что суммарная длительность двух последовательных стадий не превышает времени, необходимого для полной очистки воды в зарослях. )

1 э.п. ф-лы, 5 ил. Зм

1411295

Изобретение относится к охране вод, очистке природных и сточных вод с участием высших водных растений и может быть использовано в водоемах

5 каналах и на зарегулированных участках рек.

Цель изобретения — повышение экономичности и производительности процесса очистки, 10

На фиг. 1 изображена принципиальная схема использования способа в водоеме; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 — принципиальная схема использования способа на участке водотока; на,фиг.5 — разрез В-В на фиг.4.

Схема содержит водоем 1, подающий водоток 2, отводящий водоток 3, устройство 4 для изменения расхода воды на входе в водоем 1, устройство 5 пля изменения расхода воды на выходе из вооема 1, заросли 6 высших водных растений, Схема для использования способа

25 на участке водотока содержит участок

7 водотока с зарослями 6, размещенными на .подводных горизонтальных берах 8, устройство 9 для изменения асхода на входе в участок ? и уст30

| роиство 10 для изменения расходы во ды на выходе из участка 7.

Способ осуществляют следующим бразом.

Воду по водотоку 2 подают в водоем

1, транспортируют через заросли 6 35

ысших водных растений, после чего по одотоку 3 очищенную воду отводят. ри прохождении через заросли вода одвергается очистке от загрязняющих римесей. На входе в водоем устройст- 40 ом 4 и/или на выходе из него устройством 5 периодически в две стадии производят изменения расходов воды, обеспечивающие постепенное изменение уровня воды в зарослях 6 от минималь- 45

Иоro до максимального и обратно. На первой стадии расход воды на входе в водоем устанавливают большим, чем на выходе из него, и повышают ее уровень зарослях до максимального, равного 50 предельной глубине произрастания

Используемых для очистки воды видов растений. На второй стадии, непосредственно следующей за первой, расход оды на входе в водоеме устанавливают:

: 55

;Иеньшим, чем на выходе из него,и поНижают ее уровень в водоеме от максимального до минимального, равного

Оптимальной глубине произрастания этих растений. Непоередственно после достижения минимального уровня снова осуществляют первую стадию изменения расходов воды и повышают ее уровень в зарослях до максимального, производя таким образом непрерывную смену стадий.

В отличие от постоянного затопления растений на глубину, большую оптимальной, периодическое их погружение на глубину, большую оптимальной, но не превышающую предельную глубину их произрастания, происходящее при осуществлении способа не приводит к деградации зарослей. В то же время в очистку включается дополнительная поверхность растений, периодически контактирующая с водой. На этой поверхности так же, как и на постоянно погруженных частях, образуется пленка бактериоперифитона, которая периодически погружается в воду и производит ее очистку. Таким образом достигается увеличение объема очищаемой в зарослях воды„

В результате непрерывных изменений уровня воды в зарослях очищаемая вода непрерывно перемещается в горизонтальном и вертикальном направлениях, чем обеспечивается непрерывное пос" тупление загрязняющих примесей в зону контакта воды с поверхностью растений и пленкой бактериоперифитона, а также удаление из этой зоны очищенной воды.

Для наиболее полного использования очистительной способности растений и обеспечения необходимого водообмена в зарослях суммарную длительность двух последовательных стадий изменения расходов устанавливают не превышающей времени, необходимого для полной очистки воды растениями. Это достигается установлением необходимой опр деляемой расчетным путем величины разности между расходами воды в противоположных концах водоема или участка водотока на каждой стадии изменен ия ра сходов .

Если суммарная длительность двух последовательных стадий изменения расходов равна или близка одним суткам, то первую стадию осуществляют с О до 12 ч поясного времени, а вторую — с 12 до 24 ч. При этом минимальный уровень воды достигается в ночное время, а максимальный — в дневное, что препятствует пересыханию периодически контактирующих с водой

1411295 участков пленки бактериоперифитона и улучшает кислородный режим в очищаемой воде.

Пример. Способ осуществляют на канале с площадью поперечного сечения 231 м2 на участке между двумя насосными станциями, расположенными друг от друга на расстоянии 20 км.

На горизонтальных бермах этого участ- 10 ка,канала шириной 4 м кажцая размещены заросли тростника (береговое биоплато), площадь которых составляет

16 га. Расход транспортируемой по каналу воды с БПК„О„ -10 кгО /л составляет 60 м /с. При этом на каждой насосной станции работают по три насосных агрегата производитепьностью

20 м воды в 1 с каждый, Загрязнение воды вызвано разложением сине-зеленых водорослей, поступивших в канал из водоисточника — водохранилища, Время очистки в зарослях тростни» ка воды с аналогичным видом загряз нения, обеспечивающее снижение уровня загрязнения с 10 мгО /л по БПК„ п

;;о требуемой величины 3 мг О /л, по данньп полупроизводственного эксперимента составляет 10,4 ч. Следовательно период колебаний уровня воды

30 в рассматриваемом участке канала не должен превышать 10,4 ч. При осуществлении колебаний минимальная глубина воды в зарослях, равная оптимальной глубине произрастания тростника, устанавливается равной 1,5 м, а мак- 35 симальная, равная предельной глубине

его произрастания в каналах, — равной 2 м. Для подъема уровня воды в рассматриваемом участке канала от минимального уровня до максимального 40 за время, не превышающее 0,5 периода колебаний (в данном случае 5,2 ч), необходимо создать разность между расходом воды на входе в этот участок и на выходе из него, равную 45

35,3 м /с. Близкой к этой величине разности расходов 40 м /с достигают выключением на верхней насосной станции одного насосного агрегата и дополнительным включением на нижней насос- 50 ной станции одного насосного агрегата. При этом фаза повьппения уровня от минимального до максимального на участке канала длится 4,6 ч, на нижней насосной станции работает 4 агре- 55 гата, а на верхней насосной станции. 2 агрегата (на каждой насосной станции канала по 6 насосов). В момент достижения максимального уровня pemm работы насосных станций изменяют так, что теперь на нижней насосной работает 2 агрегата, а на верхней насосной — 4, изменив тем самым знак разности между расходами на этих насосных станциях на противоположный.

За последующие 4,6 ч на участке канала происходит снижение уровня воды от максимального до минимального, после чего знак разности между расходами воды на этих насосных станциях вновь изменяют на противоположный.

Средний расход транспортируемой по каналу воды прп этом не меняется, в участке канала происходят непрерывные колебания уровня воды с периодом, равным 9,2 ч, который меньше времени очистки воды в зарослях до требуемого качества по показателю БПК „о „, Средняя глубина воды в зарослях

1,75 м, а средний объем воды, находящейся в зарослях, 280 тыс.м .

При использовании в данных условиях известного способа объем воды, находящийся в зарослях, составит за счет изменения глубины воды вдоль берм 190 тыс,м (средняя глубина в зарослях, 1,2 м). Таким образом, объем воды, очищаемой в зарослях при исйользовании предлагаемого способа, почти в i 5 раза больше, чем по известному, причем этого увеличения объема достигают только за счет изменения режима работы насосных станций без дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат. Кроме того, обеспечивается также необходимое движение воды в зарослях и водообмен между зарослями и незаросшей частью канала, тогда как при использовании известного способа необходимы капитальные затраты на создание с этой целью специальных уступов на бермах канала.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Способ биологической очистки воды в водоемах или участках водотоков с переменным уровнем воды, включающий транспортирование очищаемой воды через заросли высших водных растений, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и производительности процесса очистки, на входе в водоем или участок водотока и/или на выходе из него

1411295 периодически в две стадии, непрерывно сменяющие одна другую, производят и: менения расходов воды, обеспечиваю å непрерывное и постепенное измененИе уровня воды в зарослях высших в дных растений от минимального до м симального и обратно, при этом н первой стадии, расход воды на входе в водоем или участок водотока устан вливают большим, чем расход на вы" х де из него, до достижения в заросл х максимального уровня воды, равног предельной глубине произрастания о разующих заросли видов растений, н второй стадии расход иоды на вход .в водоем или участок водотока уст навливают меньшим, чем расход на в mоде из него, до достижения минимального уровня водь1 в зарослях, равного оптимальной глубине произрастания этих растений, а величину разности между расходами на входе в водоем или участок водотока и на выходе из него устанавливают такой„ что суммарная длительность двух последовательных стадий не превышает времени, необходимого для полной очистки воды в зарослях.

2, Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при суммарной длительности двух последователвных стадий, равной или близкой одним суткам, первую стадию осуществляют с О до

12 ч поясного времени, а вторую — с

12 до 24 ч.

f 411295

В-В

Составитель Г.Лебедева

Техред М. Ходанич Корректор В. Бутяга

Редактор Н.Гунько

Заказ 3616/22 Тираж 854 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4