Устройство для очистки поверхностных сточных вод


 


Владельцы патента RU 2540620:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к устройствам очистки поверхностного стока и может быть использовано для очистки ливневых и талых вод с территорий городов и промышленных предприятий от взвешенных веществ, нефтепродуктов, органических веществ и ионов тяжелых металлов. Устройство для очистки поверхностных сточных вод включает фильтр или камеру отстаивания 1, предназначенную для предварительной очистки от грубодисперсных загрязнений, блок очистки 2, содержащий фильтрующую загрузку 4 с растительностью 5. В качестве фильтрующей загрузки 4 используют смесь грунта с цеолитом при количестве цеолита 30-50% от общего объема загрузки. Под фильтрующей загрузкой 4 размещен резервуар 6 с насыпной пустотной деформационноустойчивой загрузкой 7 для накопления очищенных сточных вод в виде гравия или щебня с пустотностью до 50%. Изобретение позволяет осуществлять круглогодичную очистку поверхностных сточных вод, копить и использовать очищенную воду в условиях холодного климата. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам очистки поверхностного стока с урбанизированных территорий и может быть использовано для очистки ливневых и талых вод с территорий городов и промышленных предприятий от взвешенных веществ, нефтепродуктов, органических веществ и ионов тяжелых металлов.

Известно устройство очистки поверхностных сточных вод, включающее камеру очистки с непроницаемыми боковыми стенками и дном, содержащую фильтрующую загрузку, в которую высажена растительность и через которую происходит фильтрование очищаемых поверхностных сточных вод, а также дренажную перфорированную трубу для отвода очищенного стока, располагаемую в нижней части камеры, непосредственно в фильтрующей загрузке (см. US 6569321 B2, C02F 3/04, C02F 3/32, опубл. 2003 г.).

Известно также устройство для очистки поверхностных сточных вод, включающее камеру очистки с непроницаемыми боковыми стенками и дном, содержащую фильтрующую загрузку, в которой высажена растительность и через которую происходит фильтрование очищаемых сточных вод, а также дренажную перфорированную трубу для отвода очищенного стока, располагаемую в нижней части камеры, непосредственно в фильтрующей загрузке, на конце которой установлено устройство управления расходом (WO 2009/129406 A1, B10D 33/70, опубл. 2009 г.).

Недостатками описанных устройств являются низкая эффективность очистки от органических веществ, нефтепродуктов и тяжелых металлов во вневегетационный период, а также отсутствие возможности накопления и использования очищенных сточных вод.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки поверхностных сточных вод, включающее систему предочистки поверхностных сточных вод от грубодисперсных примесей и мусора, выполненную в виде фильтра или камеры отстаивания, блока очистки сточных вод, содержащую фильтрующую загрузку, в которой высажена растительность, резервуар-накопитель для сбора очищенной воды, располагаемый под фильтрующим слоем, байпасный переливной трубопровод для направления воды в емкость-накопитель без очистки на фильтрующей загрузке в случае превышения расчетных расходов, систему циркуляции воды из резервуара-накопителя для доочистки (WO 2011/0917681 А1, C02F 3/00, С02F 1/00, опубл. 2011 г.).

Недостатками известного устройств являются низкая эффективность очистки сточных вод во вневегетационный период, невозможность эксплуатации сооружений в зимний период из-за их промерзания и возможности разрушения подземного резервуара-накопителя, а также отсутствия возможности накопления и использования очищенных вод в условиях холодного климата.

Технический результат заключается в создании устройства, предназначенного для круглогодичной очистки поверхностных сточных вод, накопления и использования очищенных вод в условиях холодного климата.

Заявляемое устройство для очистки поверхностных сточных вод включает фильтр или камеру отстаивания, предназначенную для предварительной очистки от грубодисперсных загрязнений, блок очистки, содержащий фильтрующую загрузку с растительностью. Согласно п. 1 формулы фильтрующей загрузкой служит смесь грунта с цеолитом при количестве цеолита 30-50% от общего объема загрузки, а под фильтрующей загрузкой размещен резервуар с насыпной пустотной деформационноустойчивой загрузкой для накопления очищенных сточных вод в виде гравия или щебня с пустотностью до 50%.

Использование в качестве фильтрующей загрузки смеси грунта с цеолитом, обладающими сорбционными и ионообменными свойствами, при количестве цеолита 30-50% от общего объема загрузки, существенно повышает эффективность очистки во вневегетационный период времени, когда нефтепродукты, органические вещества и ионы тяжелых металлов будут задерживаться и накапливаться в указанных материалах.

Во вневегетационный период (в холодное время года) очистка стока от органических веществ и тяжелых металлов происходит за счет добавления в грунт цеолита, обладающего сорбционными и ионообменными свойствами. В период вегетации растительности (в теплое время года) очистка поступающего поверхностного стока происходит под действием фильтрующей загрузки, кроме того, происходит поглощение, трансформация, стабилизация и деградация поступающих и накопленных в сорбционном материале во вневегетационный период веществ под действием растений и микроорганизмов, развивающихся на фильтрующей загрузке и ризосфере растений, тем самым осуществляя регенерацию материала, обладающего сорбционными и ионообменными свойствами.

Указанное процентное соотношение грунта и цеолита обусловлено тем, что при количестве цеолита менее 30% от всей фильтрующей загрузки наблюдается недостаточная эффективность очистки от нефтепродуктов, органических веществ и тяжелых металлов, а добавление более 50% цеолита увеличивает стоимость сооружения при незначительном повышении эффективности очистки, и экономически не выгодно.

Исследования показали, что добавление цеолита в загрузку в количестве 30-50% позволяет получать эффективность очистки по нефтепродуктам до 70-95%, а по тяжелым металлам, находящимся в растворенной форме: по меди - 40-90%, по цинку - 30-50%, по хрому - до 30%, по железу - до 50-80%, по никелю - до 40%.

Под фильтрующей загрузкой размещен резервуар с насыпной пустотной деформационноустойчивой загрузкой, служащей для накопления очищенных сточных вод в виде гравия или щебня с пустотностью до 50%.

Для подачи накопленных очищенных сточных вод на хозяйственные или производственные нужды сквозь фильтрующую и насыпную загрузки выполнена скважина с размещенным в ней погружным насосом (п. 2 формулы).

Указанная конструкция не подвержена разрушению при замерзании, т.к. устойчива к деформациям, и при этом может накапливать в себе значительные объемы воды.

На чертеже показано устройство для очистки поверхностного стока в разрезе, где:

1 - камера отстаивания (фильтр);

2 - блок очистки;

3 - чаша, заполняемая сточной водой;

4 - фильтрующая загрузка;

5 - растительность;

6 - резервуар с насыпной пустотной деформационноустойчивой загрузкой;

7 - деформационноустойчивая загрузка,

8 - дренажная труба;

9 - непроницаемое основание;

10 - устройство регулирования расхода;

11 - скважина;

12 - погружной насос.

Устройство работает следующим образом.

Поверхностные сточные воды, прошедшие предварительную очистку от мусора и грубодисперсных примесей на фильтре или камере отстаивания 1, поступают в чашу 3 блока очистки 2, которая наполняется сточной водой. В дальнейшем сточные воды фильтруются через фильтрующую загрузку 4 с высаженной в ней растительностью 5 до полного впитывания. Фильтрующая загрузка 4 представляет собой смесь грунта с материалом, обладающим сорбционными и ионообменными свойствами, а именно цеолитом, который добавляют в грунт в количестве от 30 до 50% от всей фильтрующей загрузки.

В холодный вневегетационный период очистка сточных вод от органических веществ и тяжелых металлов происходит благодаря указанному материалу, например цеолиту. В период вегетации помимо очистки воды происходит поглощение, трансформация, стабилизация и деградация поступающих и накопленных в цеолите во вневегетационный период веществ под действием растений и микроорганизмов, развивающихся на фильтрующей загрузке и ризосфере растений, тем самым осуществляется регенерация указанного материала.

Далее очищенные сточные воды поступают в резервуар с насыпной пустотной деформационноустойчивой загрузкой 7, расположенной под фильтрующей загрузкой, где происходит накопление очищенных сточных вод. В качестве пустотной деформационноустойчивой загрузки служат гравий или щебень с пустотностью до 50%.

Очищенные сточные воды могут быть инфильтрованы в окружающий грунт, если это позволяют гидрогеологические условия территории. В этом случае непроницаемое основание 9 не устанавливается, либо они могут быть удалены по дренажной перфорированной трубе 8, расположенной в слое насыпного пустотного деформационноустойчивого материала - гравия или щебня. Для регулирования скорости прохождения воды через слой фильтрующей загрузки 4 на конце дренажной трубы устанавливают устройство регулирования расхода 10. Также сточные воды могут быть поданы на использование в напорном режиме при помощи погружного насоса 12, располагаемого в скважине 8, выполненной сквозь фильтрующую 4 и насыпную 7 загрузки.

В зимний период очищенный сток хранится в резервуаре 6 и может быть подан на использование.

1. Устройство для очистки поверхностных сточных вод, включающее фильтр или камеру отстаивания, предназначенную для предварительной очистки от грубодисперсных загрязнений, блок очистки, содержащий фильтрующую загрузку с растительностью,
отличающееся тем, что
фильтрующей загрузкой служит смесь грунта с цеолитом при количестве цеолита 30-50% от общего объема загрузки, а под фильтрующей загрузкой размещен резервуар с насыпной пустотной деформационноустойчивой загрузкой для накопления очищенных сточных вод в виде гравия или щебня с пустотностью до 50%.

2. Устройство для очистки поверхностных сточных вод по п. 1, отличающееся тем, что сквозь фильтрующую и насыпную загрузки выполнена скважина с размещенным в ней погружным насосом.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано для глубокой очистки бытовых и производственных сточных вод на малогабаритных блокированных установках, в том числе расположенных на нефтегазодобывающих платформах, терминалах и судах.

Изобретение относится к биоэнергетике и может быть использовано качестве универсального метантенка для переработки навоза животных, птиц, бытовых и сельскохозяйственных отходов в метан и в органическое удобрение.

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано в очистных сооружениях населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных предприятий.

Изобретение относится к способу и установке для предварительной обработки неочищенной воды и может найти применение для бытовых, сельскохозяйственных и промышленных нужд.

Изобретение относится к комбинированным устройствам для очистки и обеззараживания сточных вод. Устройство состоит из блока предварительной очистки, содержащего отстойник 2 и фильтр 1, блока коагуляции-флотации, содержащего высоконапорный насос 4, гидродинамический кавитатор 5, расходную емкость коагулянта 6 и флотатор-коагулятор, и блока доочистки и обеззараживания, содержащего фильтр 19 и агрегат ультрафиолетового облучения 20 с ультразвуковым излучателем.

Изобретение относится к удалению органических и неорганических веществ, которые присутствуют в загрязненных водотоках. Модульная система с изменяемым непрерывным потоком для обработки водотоков выполнена с возможностью проведения обработки загрязненного водотока (СА), который находится или не находится в процессе кислородного обеднения (0), на основе проведения аэробного биологического процесса (1) с как минимум одной станцией аэрации для восстановления уровней кислорода, растворенного в воде (СА), с последующим проведением физико-химического процесса (2), считающегося процессом флотации, включающим стадии добавления флокулирующего или коагулирующего вещества в определенный участок водотока, подвергаемого обработке, с целью агрегирования частиц в суспензии, образования хлопьев большего размера и плотности, которые определяют бассейн флокуляции (F1) ниже по течению водотока (СА), подачи совокупности частиц большего размера и плотности на как минимум одну стадию микроаэрации (M1) с микропузырьками, которая определяет бассейн флотации (Fo1) вдоль водотока (СА), где происходят агломерация, концентрация и уплотнение флотированных материалов; а также обеспечения удаления (R) сконцентрированного флотирующего материала посредством процесса удаления загрязняющих материалов и/или веществ, содержащихся в водотоке, за которым проводится биологический процесс (3) с аэрацией и оксидацией водотока (СА) и повторно - физико-химический процесс (4).

Изобретение относится к обработке заводских сточных вод. Способ обработки заводских сточных вод, содержащих органические соединения, включает стадию предварительной обработки, на которой сточные воды 11, содержащие органические соединения, подают в бескислородный резервуар 1.

Изобретение относится к способам биологической очистки хозяйственно-фекальных сточных вод и может быть использовано в коммунальном хозяйстве при очистке городских и промышленных сточных вод.

Изобретение относится к системам очистки сточных вод. Система очистки сточных вод содержит жироуловитель, пневмофлотатор, электрохимический модуль очистки, сорбционный фильтр и биореактор.

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано для очистки промышленных и бытовых сточных вод от широкого спектра растворенных и взвешенных органических соединений, в том числе в водоемах с большим диапазоном колебаний уровня сточных вод.

Изобретение относится к доочистке сточных вод от загрязняющих веществ. Способ предусматривает использование посадок камыша озерного Scirpus lacustris L., рогоза узколистного Typha angustifolia L.
Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен биоразлагаемый композиционный сорбент нефти и нефтепродуктов.

Изобретение касается очистки воды и грунта водоемов от органического и неорганического загрязнения пометом утки и загрязнения тяжелыми металлами. В рыбоводных комбинированных хозяйствах, расположенных в зоне промышленных предприятий, совместно выращивают рыбу и уток.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ биологической очистки литоральной зоны морей от нефтепродуктов.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложена система для биологической доочистки сточных вод.

Изобретение относится к области инженерной экологии. Устройство для финишной очистки морских прибрежных вод, представляющее собой санитарную водорослевую плантацию, включающую силовые пропиленовые канаты диаметром 30-40 мм, удерживаемые в горизонтальном положении металлическими тросами, прикрепленными к гравитационным якорям через крепежные элементы плавучих буев, соединенных с силовыми канатами.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ очистки прибрежной зоны морей от комплексного загрязнения.
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при безотходной очистке от аварийных разливов нефти и нефтепродуктов водных и твердых поверхностей.

Изобретение относится к области биотехнологии. .
Изобретение относится к области обработки промышленных и сточных вод. Способ обеззараживания сточных вод включает их обработку растворами гипохлорита, полученными в электролизере из минерализованных промышленных вод.
Наверх