СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГРУНТОВЫХ ВОД Российский патент 2015 года по МПК E02B3/16 C02F1/28 B01J20/12 

Изобретение относится к области охраны природной среды и может быть использовано для очистки поверхностных вод, используемых для подпитки водозаборов.

Известен способ, при котором используют гидрозавесу с инфильтрацией водозабора, расположенного ниже по потоку грунтовых вод относительно источника загрязнения (патент №2052575 от 20.01.1996, МПК E02B 3/16).

Недостатком способа является его сложность при формировании гидрозавесы.

Известен также способ, где устраивают фильтрующие перехваты грунтового водного потока с дренажной системой (патент №2392375 от 20.06.2012, МПК E02B 3/04, E02B 11/00).

В известном техническом решении дренажная система сложная, имеющая уклон в сторону водоема, переходящая в сборную емкость, снабженную крышками, с помощью которых производится откачка загрязненной воды.

Наиболее близким техническим решением является способ, где в качестве фильтрующего вещества используют цеолит зернистой структуры (патент №2377194 от 27.12.2009, МПК C02F 9/00, B01D 24/00).

Недостатком способа-прототипа является то, что при подаче воды в бак-аэратор вводят химические вещества - фильтраторы, способствующие удалению из воды солей бария. При этом осуществляют фильтрацию дважды (в баке-аэраторе и напорном осветительном фильтре, заполненном инертным материалом),что усложняет способ.

Технический результат - упрощение способа.

Техническое решение достигается тем, что, в отличие от способа прототипа в водном канале, служащем подпиткой грунтовых вод для водозабора, на дне располагают фильтрующий материал слоем 1-1,5 м, состоящий из смеси цеолитсодержащих глин Ирлита 1, Ирлита 7, Аланита местного происхождения и Барита, взятого в количестве 5-7% от общего объема глин.

Ирлит 1 местного происхождения республики Северная Осетия-Алания, обладает комплексом макро- и микроэлементов, pH - 3,0.

Ирлит 7 - в отличие от Ирлита 1 - имеет более высокое содержание кремния и алюминия, реакция среды pH - 6,9.

Аланит содержит высокое количество кальция, способный снижать кислотность раствора, одновременно сорбируя молекулы бария.

Основной сорбирующий элемент у 3-х видов цеолитсодержащих глин местного происхождения - кремний (табл.1).

Таблица 1 Содержание химических веществ в цеолитсодержащих глинах (происхождение Республика Северная Осетия-Алания (%)) № Элементы Ирлит 1 Ирлит 7 Аланит 1 Кремний 40,2 52,6 51,06 2 Алюминий 16,2 28,1 11,05 3 Железо (2-х валентное) 1,06 4,27 2,1 4 Железо (3-х валентное) 3,23 2,18 1,18 5 Кальций 15,3 3,05 30,7 6 Магний 1,82 1,71 1,1 7 Калий 1,89 2,09 0,8 8 Натрий 0,78 1,1 0,62 9 Фосфор 0,4 0,5 0,38 10 Бор, селен, сера, ванадий, молибден и др. микроэлементы 19,2 4,4 1,1 11 Реакция среды pH 6,9 3,0 8,04

Добавляемый в смесь барит (также местного происхождения) обычно используется в чистом виде как утяжелитель глинистых растворов. Соли бария употребляются для борьбы с вредителями, а также в радиационной защите. Барит гигроскопичен и с водой образует молекулы гидроксида бария, используемые для очистки масел, животных жиров, нефтепродуктов, удаления SO₄.

Обоснование выбранных параметров (5-7%) объясняется особенностью гидроксида бария (образованного в водном растворе) создавать токсичность (ПДК - 0,5 мг/м). Смешанные ирлиты и аланит, обладающие сорбционной способностью, снижают токсичность воды, создавая условия очистки водного канала - источника подпитки грунтовых вод.

Ирлит 1 и Ирлит 7 обладают различным химическим составом и пролонгирующими свойствами, как и все цеолиты.

Используя природные цеолитсодержащие глины в смеси с баритом, можно очистить водный канал и тем самым предотвратить загрязнение грунтовых вод, а также обогатить их необходимыми макро- и микроэлементами, регулировать кислотно-щелочной баланс.

Результаты анализа качества первоначальной исходной и предлагаемой очищенной воды приводятся в таблице 2, из которой следует преимущество предлагаемого способа.

Таблица 2 Качество очищенной воды № Показатель (в сухом веществе) Исходная вода Очищенная вода Допустимая концентрация 1 pH 5,8 7,2 6-9 2 Кадмий 0,05 0,01 Менее 0,03 3 Марганец 6,8 2,8 7,2 4 Барий м/л 1,1 0,04 0,1 5 Никель мг/кг 0,96 0,3 4,16 6 Медь мг/кг 1,1 0,5 0,09 7 Цинк мг/кг 0,12 0,02 0,03 8 Свинец мг/кг 3,6 1,6 до 5

Способ позволяет очистить водный канал, упростить техническое решение за счет использования местного природного сырья.

Изобретение относится к области охраны природной среды и может быть использовано для очистки поверхностных вод, используемых для подпитки водозабора. Способ заключается в расположении на дне водного канала, служащего подпиткой грунтовых вод для водозабора, фильтрующего материала слоем 1-1,5 м. Фильтрующий материал состоит из смеси цеолитсодержащих глин местного происхождения - Ирлит 1, Ирлит 7, Аланит - и барита. Барит берется в количестве 5-7% от общего объема глин. Обеспечивается упрощение способа за счет использования местного природного сырья.

Способ предотвращения загрязнения грунтовых вод, включающий использование в качестве фильтрующего материала природного цеолита, отличающийся тем, что в водном канале, служащем подпиткой грунтовых вод для водозабора, на дне располагают фильтрующий материал слоем 1-1,5 м, состоящий из смеси цеолитсодержащих глин местного происхождения - Ирлит 1, Ирлит 7, Аланит - и барита, взятого в количестве 5-7% от общего объема глин.