СПОСОБ БОРЬБЫ С "ЦВЕТЕНИЕМ" ВОДЫ СИНЕЗЕЛЕНЫМИ ВОДОРОСЛЯМИ В ВОДОЕМАХ Российский патент 2009 года по МПК C02F3/32 

Изобретение относится к охране вод от биологического загрязнения и улучшению санитарно-биологического состояния водоемов.

«Цветение» воды - это биологический сигнал неблагополучия в гидросфере, это последействие антропогенного эвтрофирования водоемов.

Способы борьбы с эвтрофированием водоемов и вызванным им «цветением» воды можно условно разделить на две группы: первая - профилактические мероприятия; вторая - регулирующие мероприятия.

Профилактические мероприятия предусматривают полное прекращение сброса в водоем неочищенных и условно очищенных сточных вод промышленных предприятий и бытовых стоков.

Практическая реализация профилактических мероприятий - процесс сложный, длительный, капиталоемкий и связан с расширением новых технических и биологических проблем.

К регулирующим мероприятиям относятся физические методы, в частности искусственная аэрация, которая повышает степень кислородного насыщения воды и усиливает деструкцию органических веществ.

При аэрации водоема распределение фитопланктона по глубине становится более равномерным, при этом преимущественное развитие получают зеленые водоросли за счет снижения численности синезеленых (В.А. Акимов, B.C. Гуенко, Ю.Н. Савченко. Технические средства аэрации рыбоводных прудов. М., 1990, с.13-17, 45-73).

Способы аэрации подразделяются на три класса в зависимости от используемых в них процессов: гидромеханические, химико-физические и биологические.

Гидромеханические способы можно разделить на четыре группы: подача воды в воздух, подача воздуха в воду, перемешивание и изменение их параметров. Наибольшее применение нашли способы: аэрация подачей воздуха в воду и перемешивание воды.

Химические способы аэрации, основанные на внесении в воду химических реагентов, не нашли широкого применения, также как и способы аэрации, основанные на электролизе воды. Процесс разложения воды под действием электрического тока на водород, который легко и быстро улетучивается из воды, и кислород, который сразу же используется для насыщения воды, обладает высокой энергоемкостью и загрязняет воду продуктами разрушения электродов. Те же недостатки имеет способ омагничивания воды.

Биологические способы аэрации основаны на регулировании фотосинтеза водных растений, в основном фитопланктона.

Интенсификации фотосинтеза можно добиться, например, регулированием освещенности.

Минимальная интенсивность освещения, при которой возможен фотосинтез, очень низкая. При росте освещенности продуктивность водорослей быстро растет. В связи с этим зимой фотосинтез водорослей можно интенсифицировать без больших энергетических затрат. Для этого на водоеме следует содержать участки льда, свободные от снега.

Положительный эффект обусловлен разницей отражательной способности льда (26-40%) и снега (75-95%).

Известен способ борьбы с «цветением» водоемов синезелеными водорослями, предусматривающий зарыбление водоемов растительноядными рыбами и альголизацию в зимний период суспензией Chlorella vulgaris, штамм BIN (RU 2263141, C12N 1/12, опубл. 10.02.2005).

Способ был осуществлен в Пензенском водохранилище. «Цветение» воды в летний период вызывает синезеленая водоросль Merismopedia tenuissima, которая предпочитает прибрежную зону и не продуцирует токсины.

Технический результат - разработка высокоэффективного способа борьбы с «цветением» воды синезелеными водорослями, в том числе продуцирующих токсины.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, предусматривающем альголизацию водоема путем внесения в качестве альголизанта суспензии зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris, согласно изобретению внесение альголизанта осуществляют дважды в весенний период при достижении температуры воды в нижних слоях водоема (+5)-(+10)°С и повторно через 2-3 недели, при этом в зимний период, при ледоставе, очищают лед от снега от 1/3 до 50% площади водоема, при отсутствии ледостава в зимний период и весной проводят гидромеханическую аэрацию водоема с интервалом 2-3 недели. В качестве альголизанта используют суспензию Chlorella vulgaris штамм ИФР № С-111 с коэффициентом пропускания 1,4-6% в количестве 15-25 л на 1 млн м³ воды в глубоководной части и 15-25 л/га в мелководной части водоема с глубиной не более 5 м.

Внесение альголизанта и гидромеханическую аэрацию в весенний период проводят одновременно.

Суспензию Chlorella vulgaris перед внесением в водоем охлаждают от температуры культивирования до температуры воды в нижних слоях водоема (+5)-(+10)°С в сутки и выдерживают в течение 1,5-2 суток.

Очищение льда от снега и гидромеханическую аэрацию проводят в мелководной части водоема с глубиной не более 5 м.

Мероприятия по борьбе с «цветением» воды проводят в течение не менее 3-х лет по той же схеме.

Способ осуществляют следующим образом.

В зимней период, при ледоставе, водоем очищают от снега, например, воздушным потоком преимущественно в мелководной части водоема: заливах, балках и т.д., не повреждая ледового покрова, на площади от 1/3 до 50%. В отсутствие льда в зимний период и весной проводят гидромеханическую аэрацию водоема с интервалом 2-3 недели.

Аэрацию проводят, например, с помощью плавучей установки Н2O-ИАБ. Установка состоит из плавсредства, на котором установлен струйно-вихревой аэратор СВИЛ.

Аэратор СВИП содержит корпус, смесительную камеру, перфорированную диафрагму с приспособлениями для закручивания потока воды и вихревыми камерами, коллектор с воздухоподводящим патрубком. В смесительной камере имеются трубопроводы переменного сечения с отверстиями. На входах трубопроводов установлены эжекторы, соединенные с коллектором, а на выходе смесительной камеры установлено приспособление для придания потоку турбулентности.

Установка работает следующим образом. Вода из водоема подается по напорному трубопроводу в аэратор к перфорированной диафрагме, проходит через приспособление для закручивания потока воды и эжекторы. За счет образования в приспособлениях зоны разряжения из коллектора по трубкам поступает воздух. Процесс смешения начинается в вихревой камере и продолжается в смесительной, в которой создается вращательное движение. Водовоздушная смесь из смесительной камеры и трубопроводов перемешивается и получает дополнительное усиленное вращательное движение, увеличивая тем самым эффект растворения и смешивания ее с массами воды в водоеме.

Весной, при достижении температуры воды в нижних слоях водоема (+5)-(+10)°С одновременно с аэрацией вносят суспензию зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris, штамм ИФР № С-111 в количестве 15-25 л на 1 млн. м³ воды в глубоководной части и 15-25 л/га в мелководной части водоема и повторно через 2-3 недели во время следующей аэрации водоема.

Суспензию зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris получают следующим образом.

Из водоема, предназначенного для альголизации, отбирают 250-300 литров воды и на ней культивируют штамм ИФР № С-111.

При достижения коэффициента пропускания суспензии 1,4-6% ее охлаждают из расчета 3-5°С в сутки до температуры воды в нижних слоях водоема (+5)-(+10)°С, выдерживают при этой температуре в течение 1,5-2 суток и вносят в водоем одновременно с гидромеханической аэрацией.

Способ осуществляли на Варваровском водохранилище в 2006 году.

В результате установлено снижение интенсивности размножения синезеленых водорослей с 0,13 мг/л в августе 2005 года до 0,024 мг/л в августе 2006 года. Доля синезеленных водорослей, продуцирующих токсины (Microcystis aeruginosa, Anabaena и Aphanizomenon), составила 7,6% от общего состава синезеленых водорослей, против 69% в 2005 году.

Изобретение относится к охране вод от биологического загрязнения и улучшению санитарно-биологического состояния водоемов. Способ предусматривает альголизацию водоема путем внесения суспензии зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris дважды в весенний период при достижении температуры воды в нижних слоях водоема (+5)-(+10)°С и повторно через 2-3 недели, при этом в зимний период, при ледоставе, очищают лед от снега от 1/3 до 50% площади водоема. При отсутствии ледостава в зимний период и весной проводят гидромеханическую аэрацию водоема с интервалом 2-3 недели. В качестве альголизанта используют суспензию Chlorella vulgaris штамм ИФР №С-111 с коэффициентом пропускания 1,4-6% в количестве 15-25 л на 1 млн м³ воды в глубоководной части и 15-25 л/га в мелководной части водоема с глубиной не более 5 м, причем внесение альголизанта и гидромеханическую аэрацию в весенний период проводят одновременно. Способ позволяет предотвратить «цветение» воды путем снижения концентрации синезеленых водорослей. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ борьбы с «цветением» воды синезелеными водорослями в водоемах, предусматривающий альголизацию водоема путем внесения в качестве альголизанта суспензии зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris, отличающийся тем, что внесение альголизанта осуществляют дважды в весенний период при достижении температуры воды в нижних слоях водоема 5÷10°С и повторно через 2-3 недели, при этом в зимний период, при ледоставе, очищают лед от снега от 1/3 до 50% площади водоема, при отсутствии ледостава в зимний период и весной проводят гидромеханическую аэрацию водоема с интервалом 2-3 недели, в качестве альголизанта используют суспензию Chlorella vulgaris штамм ИФР №С-111 с коэффициентом пропускания 1,4-6% в количестве 15-25 л на 1 млн м³ воды в глубоководной части и 15-25 л/га в мелководной части водоема с глубиной не более 5 м, причем внесение альголизанта и гидромеханическую аэрацию в весенний период проводят одновременно.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что суспензию Chlorella vulgaris перед внесением в водоем охлаждают от температуры культивирования до температуры воды в нижних слоях водоема 5÷10°С из расчета 3-5°С в сутки и выдерживают в течение 1,5-2 суток.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что очищение льда от снега и гидромеханическую аэрацию проводят в мелководной части водоема с глубиной не более 5 м.4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что мероприятия по борьбе с «цветением» воды проводят в течение не менее 3 лет.