СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ЕСТЕСТВЕННЫХ ВОДОЕМОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Российский патент 1999 года по МПК A01K63/04 C02F3/32 

Изобретение относится к области экологии и аквакультуры и может быть использовано для очистки воды естественных водоемов от загрязнений, преимущественно тяжелыми металлами с получением при этом такой продукции как беспозвоночные и рыба.

Известен способ очистки воды, загрязненной стоками, предусматривающий внесение в воду поверхностно-активных веществ, мыла и/или натриевого щелока (DD N 142870, C 02 F 3/20, 1980).

Данный способ позволяет выделять на первой стадии очистки содержащиеся в воде масла и жиры, а на второй стадии - очищать воду методом поверхностной аэрации.

При реализации данного способа вода не используется для выращивания биопродукции.

Известен способ очистки загрязненной воды путем осаждения взвешенных частиц, фильтрации через песочный фильтр, аэрации и обработки ионообменной смесью, состоящей из клиноптилолита, анионообменника и катионообменника целлюлозного типа. (SE, N 437140, С 02 F 1/42, А 01 К 63/04, 1985 г.)
Очищенная таким образом вода пригодна по своим параметрам для целей рыборазведения. Однако способ требует затрат на материалы, используемые для очистки воды.

Известен также способ очистки загрязненной воды, предусматривающий подачу ее в биофильтр из полимерного полотна с высокой степенью адгезии к биопленке, которое свернуто в виде спирали, что увеличивает путь прохождения воды. (A3, RU N 1671144, А 01 К 61/00, 1991 г.)
Этот способ позволяет высокоэффективно очищать воду, но он может быть применен в основном только в условиях замкнутой циркуляции воды в системах рыборазведения.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки воды природных водоемов от загрязнений, сущность которого состоит в том, что воду нагревают, аэрируют и сооружают сообщающийся с естественным водоемом канал, в который вселяют моллюсков. (A1, N 1353378, А 01 К 61/00, 1967).

Данный способ позволяет удалять из воды загрязнения, в том числе и тяжелые металлы, и одновременно получать такую биологическую продукцию как беспозвоночные, а также выращиваемые в очищенной воде водоросли и рыбу.

Однако осуществление его требует большого количества технологического оборудования, что удорожает и усложняет процесс очистки.

Описываемое изобретение направлено на решение такой технической задачи как упрощение способа очистки и снижение его стоимости путем использования в самом процессе очистки дополнительных живых объектов - планктона и рыб.

Для достижения этой технической задачи в известном способе очистки воды естественных водоемов от загрязнений, преимущественно тяжелыми металлами, предусматривающем нагрев воды, ее аэрацию и сооружение сообщающегося с естественным водоемом канала, в который вселяют моллюсков, аэрацию воды осуществляют путем установки в месте сообщения канала с естественным водоемом шлюза для обеспечения создания в этом районе зоны повышенной концентрации планктонных организмов и рыб-планктонофагов, конец канала со стороны, противоположной месту его соединения с естественным водоемом, выполняют заглушенным, перегораживают канал переливной плотиной, а моллюсков вселяют на участок канала между переливной плотиной и заглушенным концом канала, при этом в канале размещают искусственные нерестилища для воспроизводства стада рыб - планктонофагов и периодически часть рыб - планктонофагов изымают из зоны их повышенной концентрации и переводят на участок канала, заселенный моллюсками для освобождения кишечников рыб от экскрементов, содержащих загрязнения, с последующим периодическим удалением из канала моллюсков, в панцире которых аккумулируются упомянутые загрязнения.

Способ осуществляют следующим образом.

Вода естественных водоемов обычно бывает загрязнена органическими веществами и тяжелыми металлами.

Для очистки воды сооружают канал, один конец которого заглушают, а другой сообщают с подлежащим очистке естественным водоемом. Канал перегораживают переливной плотиной и на участок канала между плотиной и заглушенным концом вселяют моллюсков.

Первоначально воду, подлежащую очистке, нагревают, а затем она поступает к шлюзу, при работе которого происходит сброс воды. Падающая с высоты вода вступает в контакт с кислородом воздуха и аэрируется.

Содержащая органические вещества, нагретая и аэрированная вода является хорошей средой для развития планктонных организмов, а наличие последних привлекает в этот район рыб-планктонофагов, что приводит к возникновению в месте сообщения канала с естественным водоемом зоны повышенной концентрации планктона и рыб-планктонофагов.

Планктон, потребляя из воды загрязняющие вещества, накапливает их в своем организме, а затем они переходят в кишечник рыб, питающихся планктоном.

Таким образом в месте сообщения канала и водоема образуется "живой фильтр", очищающий воду.

Периодически часть рыб-планктонофагов изымают из стада и перемещают на участок канала, заселенный моллюсками. Для осуществления этой операции используют или ловушки, установленные на понтонах, или электрический ток.

Частота отлова рыб зависит от температуры воды: чем выше температура и следовательно выше интенсивность размножения планктона, тем чаще следует производить отлов рыбы.

Рыбы, переведенные на участок канала за переливной плотиной, выдерживаются там некоторое время, в течение которого происходит освобождение их кишечников от экскрементов, содержащих загрязнения, поскольку плотина является переливной, то постепенно рыбы возвращаются в зону скопления планктона, а на их место поступает новая партия рыб.

Экскременты, выделенные рыбами, падают на дно канала и содержащиеся в них загрязнения, в основном тяжелые металлы, аккумулируются в панцире моллюсков, которых периодически удаляют из канала.

Для воспроизводства стада рыб-планктонофагов в канале устанавливают искусственные нерестилища.

Пример.

Производят очистку воды реки Москвы после выхода ее за городскую черту, поскольку вода реки загрязнена органическими городскими стоками и тяжелыми металлами, в основном свинцом и цинком> Первоначально сооружают канал, используя для этого старицу реки. Один конец канала сообщают с рекой, а другой выполняют заглушенным. В канале перед его заглушенным концом (на некотором расстоянии от него) устанавливают переливную плотину и на участок канала между плотиной и заглушенным концом вселяют моллюсков - перловицу.

Воду реки нагревают сбросными водами ТЭЦ и аэрируют, используя для этого шлюз, которым перегораживают реку в месте сообщения ее с каналом.

При работе шлюза сбрасываемая из него вода контактирует с воздухом и насыщается кислородом.

Богатая органическими веществами, подогретая и насыщенная кислородом вода способствует интенсивному развитию планктонных организмов, которые привлекают питающихся ими рыб-планктонофагов, таких как верховка.

Повышенная концентрация планктона и рыб-планктонофагов способствует очистке воды от загрязнений ("живой фильтр"), поскольку планктон накапливает загрязнения в своем организме, а затем они переходят в кишечник рыб.

Периодически часть рыб в зоне повышенной концентрации отлавливают ловушками, установленными на понтонах, и перевозят на участок, заселенный перловицей. Рыбы, находясь на этом участке, освобождают свой кишечник от экскрементов, содержащих загрязнения, и через переливную плотину возвращаются в зону их повышенной концентрации.

Периодичность отлова зависит от температуры воды: при повышении температуры отлов производят чаще, так как при этом происходит более интенсивный рост биомассы планктона и следовательно, повышается и концентрация питающихся им рыб.

Двухстворчатый моллюск-перловица - является хорошим фильтратором, очищающим воду, и поэтому загрязнения, выделенные с экскрементами рыб, потребляются моллюсками и аккумулируются в их панцире, образуя соединения.

Периодически загрязненных моллюсков удаляют из канала.

Для воспроизводства стада рыб-планктонофагов в канале размещают искусственные нерестилища, изготовленные из сетного полотна.

Исследование образцов донных отложений реки за шлюзом в зоне повышенной концентрации планктонных организмов и рыб, взятых в начальной части участка, в средней и в конечной (по течению реки) его частях, показала, что происходит снижение содержания в них цинка и свинца в 5-6 раз.

Способ может быть использован в области экологии и аквакультуры для очистки воды естественных водоемов от загрязнений преимущественно тяжелыми металлами. Способ предусматривает нагрев воды, ее аэрацию и сооружение сообщающегося с естественным водоемом канала, в который вселяют моллюсков. Аэрацию воды осуществляют с помощью установленного в месте сообщения канала с водоемом шлюза. Свободный конец канала загашен. Канал перегораживают переливной плотиной. Моллюсков заселяют на участок канала между переливной плотиной и заглушенным концом канала. В канале размещают искусственные нерестилища для воспроизводства стада рыб-планктонофагов, часть которых периодически изымают из зоны их повышенной концентрации и переводят на участок, заселенный моллюсками. Панцирь моллюсков аккумулирует выделяемые кишечниками рыб загрязнения. Загрязненных моллюсков периодически удаляют из канала. Изобретение позволит упростить способ очистки воды и снизить его стоимость за счет использования для очистки воды живых объектов - планктона и рыб.

Способ очистки воды естественных водоемов от загрязнений, преимущественно тяжелыми металлами, предусматривающий нагрев воды, ее аэрацию и сооружение сообщающегося с естественным водоемом канала, в который вселяют моллюсков, отличающийся тем, что аэрацию воды осуществляют путем установки в месте сообщения канала с водоемом шлюза для создания в этом районе зоны повышенной концентрации планктонных организмов и рыб-планктонофагов, конец канала со стороны, противоположной месту его соединения с естественным водоемом, выполняют заглушенным, перегораживают канал переливной плотиной, а моллюсков вселяют на участок канала между переливной плотиной и заглушенным концом канала, при этом в канале размещают искусственные нерестилища для воспроизводства стада рыб-планктонофагов и периодически часть рыб-планктонофагов изымают из зоны их повышенной концентрации и переводят на участок, заселенный моллюсками, для очистки кишечников рыб от экскрементов, содержащих загрязнения, с последующим удалением из канала моллюсков, в панцире которых аккумулируются упомянутые загрязнения.