СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1998 года по МПК C02F3/32 

Изобретение относится к области санитарной техники, в частности - гидробиологии, и может быть использовано для очистки природных и сточных вод от нефтяных загрязнений и солей.

Известен способ очистки сточных вод сульфатцеллюлозного производства путем пропускания их через камыш, рогоз узколистный и тростник обыкновенный (авт.св. СССР N 789423, кл. C 02 F 3/32, БИ N 47, 1980).

Недостатками этого способа является ограниченность его применения назначением только для снятия загрязнений сульфатцеллюлозного производства, способ не предназначен для очистки природных и сточных вод от комплекса минеральных солей, нефти, нефтепродуктов.

Не разработаны также условия разведения и посадки растений в прудах и водоемах.

Известен способ очистки сточных вод в биологических прудах (авт.св. СССР N 918277, кл. C 02 F 3/32, БИ N 13, 1982). Сущность способа состоит в том, что сточные воды пропускают через прибрежно-водные растения и ассоциации плавающих растений в системе прудов.

Недостатками способа-прототипа является недостаточно эффективная очистка сточных вод от минеральных солей, а также невозможность круглогодичной очистки сточных вод в системе прудов.

Задачей изобретения является разработка технологии, обеспечивающей достаточно высокую степень обессоливания сточных шахтных вод круглый год.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в пункте 1 формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ очистки сточных вод путем пропускания последних через прибрежно-водные растения и ассоциации плавающих водных растений в системе прудов, и отличительных, существенных признаков, таких как способ, при котором очистку ведут при постоянном инокулировании системы альгологическим полиинокулятом.

Согласно пункту 2 формулы изобретения альгологический полиинокулят содержит: 50 - 70% биомассы Chlorella vulgaris, Chlorella pyrenoidosa, Scenedesmus quadricauda и 30 - 50% биомассы Ankistrodesmus, Chlamidomonas, Phacus, Nitzschia, Navicula.

В соответствии с пунктом 3 формулы изобретения полиинокулят вводят по ходу потока не менее 2-х раз.

При помощи данного полиинокулята наиболее эффективно происходит очистка жидкости от минеральных солей, нефтепродуктов (в 5 раз), взвешенных веществ (от 20,35 до следовых количеств, не определяемых используемым методом анализа).

Параллельно происходит снижение содержания ионов кальция - в 4,2 раза и магния - в 2,2 раза. Общая минерализация снижается в 3 раза. В результате выделения в культуральную среду метаболитов и продуктов жизнедеятельности водорослей происходит некоторое повышение pH среды (с 6,5 до 8,0).

В том случае, если 1-ю часть полиинокулята взять менее 50% биомассы, то это приведет к неэффективному поглощению хлоридов и сульфидов из сточных вод.

В том случае, если 1-ю часть полиинокулята взять более 70% биомассы, то это снизит удаление солей железа и марганца из стоков, при этом неэффективно блокируется разрастание сине-зеленых водорослей.

В том случае, если 2-ю часть полиинокулята взять меньше 30% биомассы, то неэффективно блокируется разрастание сине-зеленых водорослей.

В том случае, если 2-ю часть полиинокулята взять более 50% биомассы, то это приведет к неэффективному поглощению хлоридов и сульфатов из сточных вод.

Обессоливание и очистка сточных вод производится полным комплексом водных организмов, включающим ассоциацию организмов водной фауны.

Предлагаемый способ осуществим с помощью комплекса сооружений биологического снижения солесодержания в шахтных стоках, представляющий собой систему гидросооружений? включающую (см. фиг. 1 - 3): блоки инокуляции, снабженные системами аэрации (падающая струя) N 1 на фиг. 1, N 2, 3 на фиг. 2; первичный пруд-накопитель 4 на фиг. 1; каскад мелководных прудов 5 на фиг. 2; пруд-накопитель очищенной воды для рыборазведения и полива сельхозугодий 6 (фиг. 3). Пруды имеют водосливы 7, заливной 8 и сливной 9 каналы.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Очищающая способность альгологического полиинокулята.

Очищающая способность альгологического полиинокулята была определена в статических условиях при комнатной температуре и естественном солнечном освещении без дополнительной аэрации и внесения органических добавок. Целью эксперимента было определение степени извлечения культурой из сточной жидкости нефтепродуктов, взвешенных веществ, солей жесткости и других солей. Альгологический полиинокулят смешивался с предварительно проанализированной на содержание указанных выше загрязнений сточной водой в соотношении 1:3 и смесь выдерживалась в стеклянной емкости без перемешивания 48 часов. Результаты эксперимента приведены в табл. 1.

Пример 2. Сточные шахтные воды, предварительно очищенные от взвешенных частиц (до остаточной концентрации не более 5 мг/л), загрязненные нефтью и солями, очищают путем пропускания через блок инокуляции N 1, содержащий альгологический полиинокулят состава: 70% биомассы Chlorella vulgaris, Chlorella pyrenoidosa, Scenedesmus quadricauda и 30% биомассы Ankistrodesmus, Chlamidomonas, Phacus, Nitzschia, Navicula. Это обеспечивает высокую скорость поглощения нефтепродуктов, хлоридов и сульфатов.

Далее шахтные воды поступают в первичный пруд-накопитель емкостью не менее 10 суточного объема сброса шахтных вод, засаженный макрофитами с развитой корневой системой, плавающими водными растениями, нитчатыми водорослями и другими низшими водными растениями, действующими как естественный биологический фильтр. После разрастания водной растительности пруд-накопитель инокулируют бактериями и одноклеточными водорослями, разрушающими нефтяную пленку.

Через водосливы из пруда-накопителя вода подается в каскад мелководных прудов, на входе и выходе которых установлены блоки инокуляции N 2 и 3, заполненные иммобилизованными на пористой нагрузке низшими водорослями, активно поглощающими соли кальция и магния.

Каскад мелководных прудов заполнен максимально разнообразным сообществом водных организмов. Используют следующие водные растения:
Камыш озерный - 600 экз/м³
Рогоз узколистный - 50 экз/м³
Тростник обыкновенный - 160 экз/м³
Сусак зонтичный - 150 экз/м³
Осока пузырчатая - 250 экз/м³
Рдест блестящий - 20 экз/м³
Элодея канадская - 2,0 кг/м³
Ряска малая - 0,5 кг/м³
Уруть мутовчатая - 1,5 кг/м³
На этом участке происходит основная очистка от солей и органических загрязнений. В блоке инокуляции N 3 происходит окончательное извлечение солей железа и задерживается избыток сине-зеленых водорослей.

Из блока N 3 по водосливам вода поступает в пруд-накопитель очищенной воды, емкость которого не менее 15 суточного объема сброса шахтной воды. Он используется как гидроботаническая площадка для окончательной доочистки стока.

Пример 3. Условия проведения процесса очистки как в примере 2.

Используют альгологический полиинокулят состава: 50% биомассы Chlorella vulgaris, Chlorella pyrenoidosa, Scenedesmus quadricauda и 50% биомассы Ankistrodesmus, Chlamidomonas, Phacus, Nitzschia, Navicula. Это обеспечивает эффективное удаление солей железа, марганца. Состав является конкурентом разрастания сине-зеленых и предотвращает их избыточное развитие.

Используют следующие водные растения:
Камыш озерный - 650 экс/м³
Рогоз узколистный - 60 экс/м³
Тростник обыкновенный - 180 экз/м³
Сусак зонтичный - 175 экз/м³
Осока пузырчатая - 275 экз/м³
Рдест блестящий - 35 экз/м³
Элодея канадская - 2,25 кг/м³
Ряска малая - 0,6 кг/м³
Уруть мутовчатая - 1,75 кг/м³
Пример 4. Условия проведения процесса очистки как в примере 2.

Используют альгологический полиинокулят состава: 60% биомассы Chlorella vulgaris, Chlorella pyrenoidosa, Scenedesmus quadricauda и 40% биомассы Ankistrodesmus, Chlamidomonas, Phacus, Nitzschia, Navicula. Это обеспечивает эффективное удаление солей, кальция и магния.

Используют следующие водные растения:
Камыш озерный - 750 экз/м³
Рогоз узколистный - 70 экз/м³
Тростник обыкновенный - 200 экз/м³
Сусак зонтичный - 200 экз/м³
Осока пузырчатая - 300 экз/м³
Рдест блестящий - 50 экз/м³
Элодея канадская - 2,5 кг/м³
Ряска малая - 0,7 кг/м³
Уруть мутовчатая - 2,0 кг/м³
Изменение химического состава шахтной воды после биологической обработки приведено в табл. 2.

Наработанная к концу вегетационного сезона биомасса водорослей и макрофитов практически без всякой дополнительной переработки может быть использована как естественный биологически активный продукт. Возможны два пути ее применения: как кормовая добавка или удобрение для сельскохозяйственных культур, а также в качестве сырья для экстракции протеина и извлечения накопленных в клетках растений редких и ценных веществ.

Изобретение относится к области санитарной техники, в частности - гидробиологии, и может быть использовано для очистки природных и сточных вод от нефтяных загрязнений и солей. Сточные воды пропускают через прибрежно-водные растения и ассоциации плавающих водных растений в системе прудов при постоянном инокулировании системы альгологическим полиинокулятом. Альгологический полиинокулят содержит: 50-70% биомассы Chlorella vulgaris, Chlorella pyrenoidosa, Scenedesmus quadricauda и 30-50% биомассы Ankistrodesmus, Chlamidomonas, Phacus, Nitzschia, Navicula. Полиинокулят вводят по ходу потока не менее 2-х раз. Способ обеспечивает высокую степень обессоливания сточных шахтных вод круглый год. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

1. Способ очистки сточных вод путем пропускания последних через прибрежноводные растения и ассоциации плавающих водных растений в системе прудов, отличающийся тем, что очистку ведут при постоянном инокулировании системы альгологическим полиинокулятом. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что альгологический полиинокулят содержит 50-70% биомассы Chlorella vulgaris, Chlorella pyrenoidosa, Scenedesmus quadricanda и 30-50% биомассы Ankistrodesmus, Chlamidomonas, Phacus, Nitzschia, Navicula. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что альгологический полиинокулят вводят по ходу потока не менее 2-х раз.