Устройство для очистки дренажно-сбросных вод в каналах Российский патент 2024 года по МПК C02F1/28 E02B13/00 A01G25/00 

Изобретение относится к очистке дренажных стоков и может быть использовано в водоохранных мероприятиях при получении дополнительных объемов чистой воды для оросительной мелиорации.

Наибольшие объемы дренажно-сбросных вод на орошаемых землях формируются на рисовых оросительных системах в силу специфики технологии выращивания риса. Дренажно-сбросные воды, как правило, маломинерализованные воды, но загрязненные в процессе сельхозпроизводства пестицидами, биогенными веществами, тяжелыми металлами. Неочищенные дренажно-сбросные воды представляют собой серьезную угрозу для природных экосистем. В то же время при грамотном научном подходе они, напротив, могут стать источником получения дополнительных водных ресурсов. Для решения проблемы водосбережения и охраны окружающей среды требуются усилия ученых и практиков, направленные на очистку, подготовку и дальнейшее эффективное использование дополнительных водных ресурсов.

Известно устройство для очистки дренажного стока (патент РФ № 2401804), с помощью которого осуществляют исследование очистки дренажного стока от находящихся в нем механических примесей, ионов тяжелых металлов, избытка соединений солей путем пропускания его через сорбент непосредственно в дренажно-сбросном канале. В известном техническом решении сорбцию осуществляют путем пропускания стока через сорбенты в следующей последовательности с учетом занимаемого объема сорбентов в фильтрующей матрице в процентах: ракушечник - 50%, глауконитовый песок - 30%, керамзит - 20%.

Недостатками являются высокая стоимость очисть и сточных вод и необходимость термообработки сорбента. Данное техническое решение позволяет произвести очистку сточных вод от определенных групп загрязняющих веществ, присущих в большей степени промышленным сточным водам, т.е. недостаточно универсален, так как предлагается использовать три сорбента, при следующем их расположении по ходу пропуска дренажного стока через очистное устройство - фильтрующую матрицу с расположенными в ней съемными кассетами с сорбентами.

Известно техническое решение, где очистку дренажного стока рисовой оросительной системы (патент РФ № 2759966), осуществляют путем пропуска через фильтрующую кассету с сорбентом, установленную в русле сбросного канала оросительной системы. В качестве фильтрующей кассеты используют фитосекцию, представляющую собой участок сбросного канала, по концам которого во всю его ширину и на расстояние по длине сбросного канала, в зависимости от химического состава дренажного стока после прохождения им фитосекции, предварительно в первый год очистки дренажного стока на рисовой оросительной системе осенью в период прекращения подачи воды на рисовую систему одноразово высаживают многолетний галофит Татора (лат.Schenoeplectus tatora). Весной в первый и последующие годы очистки дренажного стока на рисовой оросительной системе на водную поверхность дренажного стока в сбросном канале высаживают галофит Эйхорния «водный гиацинт» (лат. Eichhornia crassipes).

Однако, не смотря на достоинства, известного технического решения, не используются сельскохозяйственные отходы, а именно естественные волокна различных сельскохозяйственных культур после уборки урожая. Употребление материалов из естественных волокон обеспечивает экологические преимущества, такие как снижение зависимости от не возобновляемых источников энергии/сырья, снижение выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов, биоразлагаемость компонентов в конце срока использования.

Известно устройство для очистки дренажного стока (патент РФ № 2505486 - прототип), в котором осуществляют скашивание сорной растительности в сбросном канале до уровня воды, затем оставляют ее для просушки, после высушивания выбирают растения тростника и камыша, где их используют в качестве сорбента, которым заполняют сетку фильтрующей кассеты кассетоудерживающего устройства, затем в русле сбросного канала монолитно закрепляют устройство, содержащее сорбент, и пропускают через него дренажный сток, а скашивание растений и замену фильтрующей кассеты выполняют при переходе растения риса из одной фазы вегетации в другую, что позволяет улучшить мелиоративное состояние почвы и экологическую ситуацию на рисовых полях за счет уменьшения суффозии и выноса питательных веществ из почвы.

Недостатками известного устройства является сложность конструкции и большая трудоемкость при обслуживании ее.

Техническим результатом является упрощение конструкции и снижение трудоемкости при ее обслуживании.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для очистки дренажно-сбросных вод в каналах, включающее фильтрующую кассету с сорбентом, согласно изобретению имеет дополнительные фильтрующие кассеты, каждая из которых выполнена в виде унифицированной кубической формы из прорезиненного сетчатого пластика, при этом фильтрующие кассеты установлены последовательно, начальные и конечные на откосах канала, а центральные на дне канала, причем все грани фильтрующей кассеты имеют фиксирующие элементы для жесткого соединения между ними и анкеры для закрепления фильтрующих кассет на дне и откосах канала, а в качестве сорбента использована не измельченная рисовая солома, полученная после уборки урожая и пропитанная водным раствором гидроксида натрия, в соотношении твердое вещество/жидкость 1,0 г/2,0 мл с последующей карбонизацией в биоуголь при длительном содержании под солнечными лучами на открытом воздухе до следующего севооборота.

Новизна заявляемого устройство для очистки дренажно-сбросных вод в каналах, обусловлена тем, что имеет унифицированные кубической формы, съемные фильтрующие кассеты, заполненные рисовой соломой, которые можно устанавливать, как на дно, так и на откосы канала в любом порядке, при этом, не ухудшая качество очистки дренажно-сбросных вод.

По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена аналогичная заявляемой совокупность признаков, позволяющая получить технический результат, который ранее не достигался известными средствами, что позволяет судить об изобретательском уровне заявляемого предложения.

Предлагаемое устройство работоспособно и может быть использовано для очистки дренажно-сбросного стока, что соответствует критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется чертежами, на фиг. 1 изображено устройства для очистки дренажно-сбросных вод в каналах, вид сбоку; на фиг. 2 - тоже вид с верху в канале; на фиг. 3 показана (фильтрующая матрица в раскрытом в виде.

На графических материалах для большей ясности представлены только те элементы, которые необходимы для понимания сущности изобретения, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области, не представлены.

Устройство для очистки дренажно-сбросных под в каналах, включает фильтрующую кассету 1 с сорбентом. Устройство имеет дополнительные фильтрующие кассеты 2, 3 и 4. Каждая из которых, выполнена в виде унифицированной кубической формы из прорезиненного сетчатого пластика с ячейками 50×50 мм. Фильтрующие кассеты установлены последовательно, начальные 1 и конечные 4 на откосах канала, а центральные 2 и 3 на дне канала. Грани фильтрующих кассет 1-4 имеют фиксирующие элементы 5 в виде крючков для жесткого соединения между ними, анкеры 6 для закрепления фильтрующих кассет на дне и откосах канала и монтажные петли 7 для установки и подъема из канала. В качестве сорбента использована не измельченная рисовая солома, полученная после уборки урожая и прижатая рамой 8 на которую по бортам канала для жесткого защемления фильтрующих кассет расположены грузы 9.

Фильтрующая кассета содержит квадратные унифицированные элементы из прорезиненного сетчатого пластика с ячейками 50×50 мм, образовывая кубическую форму, где крышка 10, дно 11, боковые грани 12-15 соединены друг с другом по граням с помощью крючков 5.

Использование рисовой соломы в качестве сорбента обусловлено тем, что уникальные свойства рисовой соломы, отличаются от свойств других сельскохозяйственных культур, огромные объемы этого отхода, образующиеся каждый год в процессе сбора урожая, делают рисовую солому предпочтительным материалом для вторичного использования. Следует отметить, что мировой сбор урожая риса оценивается в 500 млн. тонн в год. Каждый килограмм измельченного риса дает примерно 0,7-1,4 кг рисовой соломы в зависимости от сорта риса, высоты срезания стебля и влажности во время сбора урожая. Солома риса отделяется от зерен после того, как растения измельчаются вручную или с помощью стационарных молотилок, или комбайнов.

Устройство для очистки дренажно-сбросных вод в каналах работает следующим образом.

Фильтрующие кассеты 1, 2, 3, 4 заполняют сорбентом, затем в дренажно-сбросной канал, помещают сначала начальную фильтрующую кассету 1 с помощью монтажных петель 7 автокраном на откос канала, затем центральные 2 и 3 на дно канала и затем конечную кассету 4 на откос канала до подачи воды. Причем все кассеты крепятся жестко друг к другу с помощью крючков 5, а ко дну канала - анкерами 6. Фильтрующие кассеты расположены поперек канала, чтобы полностью перегородить канал для прохождения воды через них. Затем сверху кассеты прижимают рамой 8, на которую по бортам канала для жесткой фиксации фильтрующих кассет располагают грузы 9.

Для подтверждения эффективности заявляемого устройства проводились производственные исследования на Азовской оросительной системе Управления "Кубанымелиоводхоз".

Для опыта использовались два рисовых чека.

1^й чек - использовали устройство по патенту РФ № 2505486

2^й чек - по заявленному устройству.

Данные по результатам химического анализа дренажного стока по вариантам после прохождения через устройство представлены в таблице 1.

По полученным результатам химического анализа дренажного стока установлено, что заявляемое устройство для данных местных природно-климатических условий рисового хозяйства является наиболее эффективным, то есть лучшая очистка дренажного стока происходит при использовании фильтрующей матрицы для очистки дренажно-сбросных вод заполненную сорбентом в качестве, которого используют рисовую солому.

Анализ данных приведенных в таблице 1 показывает, что применение изобретения позволяет повысить качество очистки дренажно-сбросных вод на рисовых системах используя дешевое, а самое главное доступное сырье - рисовую солому, которая пропитана раствором гидросида натрия с соотношением твердого вещества к жидкости составляющим 1,0 г / 2,0 мл, а затем карбонизируется. Рисовая солома прекрасно подходит для удаления загрязняющих веществ из дренажно-сточных вод.

Изобретение позволяет очищать дренажный сток путем пропуска его в сбросном канале через сорбент (рисовая солома), улучшить мелиоративное состояние почв и экологическую ситуацию на рисовых полях за счет уменьшения суффозии и выноса питательных веществ из почвы, снизить себестоимость и повысить урожайность риса. Применение изобретения позволяет использовать дешевые отходы, получаемые после уборки риса, как показали исследования, рисовая солома обеспечивает эффективное удаление загрязняющих веществ из дренажно-сточных вод.

Изобретение относится к очистке дренажных стоков и может быть использовано в водоохранных мероприятиях при получении дополнительных объемов чистой воды для оросительной мелиорации. Устройство для очистки дренажно-сбросных вод в каналах включает съемную фильтрующую кассету с сорбентом, имеет дополнительные съемные фильтрующие кассеты, каждая из которых выполнена в виде унифицированной кубической формы из прорезиненного сетчатого пластика, при этом фильтрующие кассеты установлены последовательно, начальные и конечные на откосах канала, а центральные на дне канала, причем все грани фильтрующих кассет имеют фиксирующие элементы в виде крючков для жесткого соединения между ними, анкеры для закрепления фильтрующих кассет на дне и откосах канала и раму, уложенную сверху фильтрующих кассет и прижатую грузом к бортам канала, а в качестве сорбента использована не измельченная рисовая солома, полученная после уборки урожая. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и снижение трудоемкости при ее обслуживании. 3 ил., 1 табл.

Устройство для очистки дренажно-сбросных вод в каналах, включающее съемную фильтрующую кассету с сорбентом, отличающееся тем, что имеет дополнительные съемные фильтрующие кассеты, каждая из которых выполнена в виде унифицированной кубической формы из прорезиненного сетчатого пластика, при этом фильтрующие кассеты установлены последовательно, начальные и конечные на откосах канала, а центральные на дне канала, причем все грани фильтрующих кассет имеют фиксирующие элементы в виде крючков для жесткого соединения между ними, анкеры для закрепления фильтрующих кассет на дне и откосах канала и раму, уложенную сверху фильтрующих кассет и прижатую грузом к бортам канала, а в качестве сорбента использована не измельченная рисовая солома, полученная после уборки урожая.