СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ДРЕНАЖНЫХ И СБРОСНЫХ ВОД ДЛЯ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Российский патент 2015 года по МПК C02F9/02 C02F1/28 B01D36/00 

Описание патента на изобретение RU2551504C2

Изобретение относится к технике очистки дренажных и сбросных вод от загрязнений и регулирования ее качества в соответствии с нормативными требованиями и может быть использовано в орошаемом земледелии при создании гидромелиоративных систем с замкнутым циклом водооборота.

Известен способ подготовки коллекторно-дренажных вод, представляющий собой систему регулирования качества коллекторно-дренажных вод [Авт. св. СССР №1074836, МКИ C02F 3/32], включающий: аванкамеру, блок физико-химического регулирования, блок биохимического регулирования в виде траншеи с высшей водной растительностью и фильтрационно-переливной плотиной, разделяющей его на две секции, отметка дна которых выполнена уменьшающейся по направлению движения воды, и имеющей слой грунта с травами, водосливы-аэраторы, и сбросной трубопровод в виде нескольких ветвей с выходными патрубками и задвижками, проложенный сквозь водосливы-аэраторы и соединяющий блок физико-химического регулирования с накопителем очищенных коллекторно-дренажных вод, система снабжена блоком кондиционирования очищенной воды и технологическим узлом для внесения химических мелиорантов, при этом блок кондиционирования посредством водосливов-аэраторов с одной стороны сопряжен с блоком биохимического регулирования, а с другой - с накопителем очищенных коллекторно-дренажных вод.

К недостаткам данного способа можно отнести низкую эффективность процесса очистки воды на начальной (весной) и конечной (осенью) ежегодных фазах развития высшей водной растительности, низкую эффективность аэрации очищаемого потока воды с помощью водосливов-аэраторов по сравнению с подачей воздуха непосредственно в водную толщу, отсутствие средств ухода за высшей водной растительностью, извлечения и утилизации остатков высшей водной растительности после завершения ежегодного цикла работы сооружения, отсутствие контроля качества воды в процессе очистки.

Известно сооружение для очистки коллекторно-дренажных и сточных вод [RU П №2062634 С1, МПК6 B01D 36/04 от 27.06.1996], содержащее последовательно установленные отстойники и сорбционные фильтры, которое расположено на трассе коллекторно-дренажного канала, фильтры выполнены в виде колодцев с установленными в них съемными сетчатыми емкостями, заполненными сорбентом, при этом уровень верха колодцев расположен на уровне дна канала.

К недостаткам данного сооружения следует отнести неравномерность распределения нагрузки на сорбционные фильтры и, как следствие, низкую эффективность очистки воды в результате расположения верхней грани (плоскости) основной группы фильтрационных колодцев с сорбционными фильтрами, за исключением последнего, на уровне дна канала. Это приводит к разделению потока воды в пределах сооружения на верхнюю часть, проходящую только через последний фильтр, среднюю часть, преодолевающую гидравлическое сопротивление основной группы фильтров, и нижнюю часть, которая не очищается совсем.

Известна также фильтрующая траншея (Купцова А.А. Улучшение качества дренажных вод природными сорбентами: автореф. дис. канд. техн. наук / Купцова Анастасия Александровна. - М., 1998. - 20 с. ) в виде канала с противофильтрационным покрытием, разделенного на последовательно расположенные секции, которые гидравлически связаны между собой посредством вертикально установленных съемных фильтрующих элементов с гранулированным сорбентом.

К недостаткам фильтрующей траншеи следует отнести невозможность регулирования скорости фильтрации воды через фильтрующие элементы в связи с известной сезонной динамикой расхода дренажного стока, неравномерность нагрузки потока по высоте фильтрующих элементов, на второй и последующих секциях траншеи часть фильтра выше уровня воды в секции не используется.

Прототипом к заявленному изобретению может выступить способ очистки дренажного стока и устройство для его осуществления [RU П №2401804 МПК C02F 1/28, B01D 25/02, B01D 36/06, Е02В 11/00, C02F 103/10 от 20.10.2010 Бюл. №29]. Способ включает последовательное удаление механических примесей, органических веществ, тяжелых металлов и также избытков солей на фильтрующей матрице, которая содержит сорбенты. Сорбенты находятся в фильтрующей матрице в следующей последовательности, в зависимости от занимаемого объема: ракушечник - 50%, глауконитовый песок - 30%, керамзит - 20%.

К недостаткам данного способа следует отнести невозможность регулирования скорости фильтрации воды через фильтрующие элементы, неравномерность нагрузки потока по высоте фильтрующих элементов.

Сущностью изобретения является разработка способа по подготовке дренажных и сбросных вод с целью их вторичного использования для орошения сельскохозяйственных культур; снижение техногенной нагрузки данной категории вод на окружающую среду.

Технический результат - способ подготовки дренажных и сбросных вод, включающий в себя удаление механических и органических примесей (на первой стадии очистки), ионов тяжелых металлов избытка солей (на второй стадии очистки).

Технический результат заключается в том, что в предлагаемом способе используют на первой стадии очистки - сепаратор и, соответственно, на второй - фильтрующий колодец, в который входит фильтрующие элементы на основе отходов угольного производства, изготовленные по известной рецептуре (RU П №249844 МПК B01D 39/06, B01D 20/02, C02F 1/00 от 20.11.2013 Бюл. №32), имеющие форму цилиндра с полостью внутри. Выделенную полость заполняют сорбентом на основе рисовой шелухи, который в свою очередь засыпают в мешочки, выполненные из базальтовой ткани ВАТИ ТБК-100 для удобства замены или регенерации отработанного сорбента.

Поставленная задача достигается тем, что в способе подготовки дренажных и сбросных вод для орошения сельскохозяйственного культур в качестве фильтрующей матрицы применяются фильтрующие элементы на основе отходов угольного производства и вместо трех сорбентов используют один сорбент - сорбент на основе рисовой шелухи.

Способ позволяет повысить качество подготовки дренажных и сбросных вод для орошения сельскохозяйственных культур, расширить диапазон использования дренажных и сбросных вод, имеющих различный химический состав, упростить процесс монтажа фильтрующих элементов за счет применения более легкого фильтрующего элемента.

Способ реализуется в следующей технологической схеме: сепаратор, который позволит удалить из воды грубые механические примеси с эффектом очистки 70-80%, и фильтрующий колодец, который наполняют фильтрующими элементами на основе отходов угольного производства, изготовленными по известной рецептуре, имеющими форму цилиндра с полостью внутри. Выделенную полость заполняют сорбентом - сорбент на основе рисовой шелухи, который в свою очередь засыпают в мешочки, выполненные из базальтовой ткани ВАТИ ТБК-100 для удобства замены или регенерации отработанного сорбента. Эффект очистки по тяжелым металлам и солям может достигать 85-90%.

Пример. Забор дренажных и сбросных вод с расходом 20 л/с осуществляется из дренажной (сбросной) сети непосредственно при подаче на орошение сельскохозяйственных культур.

1. По предлагаемому способу дренажные воды с начальным содержанием взвешенных веществ 10 мг/дм3 вначале поступают на сепаратор, где удаляются 80% взвешенных веществ - 2 мг/дм3 и происходит предварительное выпадение тяжелых металлов и солей на 20% от начального содержания. Затем воду подают на фильтрующие колодцы, в которых дренажные воды проходят доочистку по взвешенным веществам до 99%, по солям тяжелых металлов - до 95%, по солям жесткости - до 91%.

2. По предлагаемому способу сбросных вод с начальным содержанием взвешенных веществ 15 мг/ дм3 вначале поступают на сепаратор, где удаляются 80% взвешенных веществ - 3 мг/дм3 и происходит предварительное выпадение тяжелых металлов и солей на 20% от начального содержания. Затем воду подают на фильтрующие колодцы, в которых дренажные воды проходят доочистку по взвешенным веществам до 90%, по солям тяжелых металлов - до 95%, по солям жесткости - до 90%.

Результаты исследований до и после подготовки дренажных и сбросных сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур представлены в таблице 1 (пример 1). Результаты исследований до и после подготовки сбросных вод для орошения сельскохозяйственных культур приведены в таблице 2 (пример 2).

Похожие патенты RU2551504C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СБРОСНЫХ И ДРЕНАЖНЫХ ВОД ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 2017
  • Васильев Дмитрий Геннадьевич
  • Домашенко Юлия Евгеньевна
  • Васильев Сергей Михайлович
RU2654763C1
Способ очистки дренажного стока рисовой оросительной системы 2020
  • Приходько Игорь Александрович
RU2759966C1
Способ возделывания риса 2024
  • Гераськина Татьяна Вадимовна
  • Бандурин Михаил Александрович
  • Романова Анна Сергеевна
RU2824824C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ДРЕНАЖНОГО СТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2009
  • Щедрин Вячеслав Николаевич
  • Васильев Сергей Михайлович
  • Пацера Анна Алексеевна
  • Митяева Лилия Андреевна
  • Кропина Елена Анатольевна
RU2401804C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ДРЕНАЖНОГО СТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕCТВЛЕНИЯ 2012
  • Кузнецов Евгений Владимирович
  • Хаджиди Анна Евгеньевна
  • Приходько Игорь Александрович
  • Серый Дмитрий Гаврилович
RU2505486C2
СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА КОЛЛЕКТОРНО-ДРЕНАЖНЫХ ВОД 1999
  • Безднина С.Я.
  • Овчинникова Е.В.
RU2168470C2
СООРУЖЕНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ И РЕГУЛИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ДРЕНАЖНЫХ ВОД 2007
  • Конторович Игорь Иосифович
RU2358916C1
УСТЬЕВОЕ ВОДООХРАННОЕ СООРУЖЕНИЕ 1993
  • Безднина Светлана Яковлевна
  • Куприянов Олег Игоревич
RU2060970C1
НАКОПИТЕЛЬ ДРЕНАЖНОГО СТОКА ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМ 2001
  • Конторович И.И.
RU2214486C2
СПОСОБ КОНТРОЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОЙ ОЧИСТКИ ДРЕНАЖНОГО СТОКА 2023
  • Дрововозова Татьяна Ильинична
  • Кириленко Андрей Андреевич
RU2812424C1

Реферат патента 2015 года СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ДРЕНАЖНЫХ И СБРОСНЫХ ВОД ДЛЯ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Изобретение относится к очистке дренажных и сбросных вод от загрязнений и может быть использовано в орошаемом земледелии при создании гидромелиоративных систем с замкнутым циклом водооборота. Способ подготовки дренажных и сбросных вод для орошения сельскохозяйственных культур включает удаление механических примесей, органических веществ, ионов тяжелых металлов и также избытка солей. На первой стадии удаляют механические примеси и органические вещества путем обработки в сепараторе. На второй стадии удаляют ионы тяжелых металлов и избыток в фильтрующем колодце, содержащем фильтрующие элементы на основе отходов угольного производства, имеющие форму цилиндра с полостью внутри, которую заполняют сорбентом на основе рисовой шелухи, который засыпают в мешочки, выполненные из базальтовой ткани. Изобретение позволяет повысить качество подготовки дренажных и сбросных вод для орошения сельскохозяйственных культур, расширить диапазон использования дренажных и сбросных вод, имеющих различный химический состав, и упростить процесс монтажа фильтрующих элементов. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 551 504 C2

Способ подготовки дренажных и сбросных вод для орошения сельскохозяйственных культур, включающий удаление механических примесей, органических веществ, ионов тяжелых металлов и также избытка солей, отличающийся тем, что происходит удаление механических примесей и органических веществ на первой стадии путем обработки в сепараторе, ионов тяжелых металлов и избытка солей - на второй стадии в фильтрующем колодце, в который входят фильтрующие элементы на основе отходов угольного производства, имеющие форму цилиндра с полостью внутри, которую заполняют сорбентом на основе рисовой шелухи, который засыпают в мешочки, выполненные из базальтовой ткани.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2551504C2

СПОСОБ ОЧИСТКИ ДРЕНАЖНОГО СТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2009
  • Щедрин Вячеслав Николаевич
  • Васильев Сергей Михайлович
  • Пацера Анна Алексеевна
  • Митяева Лилия Андреевна
  • Кропина Елена Анатольевна
RU2401804C1
Привод к безмоторному комбайну 1949
  • Кравцов П.И.
SU93083A1
US 20130048557 A1, 28.02.2013
ИНСТРУКЦИЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРБЕТОНОВ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИХ, СН 525-80, Москва, 1981, с
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Н.А
АНТОНОВА, Ю.Е.ДОМАШЕНКО, Повышение надежности водозаборно-очистных сооружений для оросительных систем, Пути повышения эффективности орошаемого земледелия, Сборник научных трудов, Новочеркасск, "Лик", 2012, вып
Способ очищения сернокислого глинозема от железа 1920
  • Збарский Б.И.
SU47A1
Способ запрессовки не выдержавших гидравлической пробы отливок 1923
  • Лучинский Д.Д.
SU51A1

RU 2 551 504 C2

Авторы

Щедрин Вячеслав Николаевич

Васильев Сергей Михайлович

Домашенко Юлия Евгеньевна

Антонова Наталья Александровна

Даты

2015-05-27Публикация

2013-10-03Подача