Опытно-промышленная установка очистки сточных вод Российский патент 2025 года по МПК C02F9/00 

Изобретение относится к области аквакультуры, в частности к устройствам для выращивания гидробионтов, и предназначено для выделения наиболее адаптированных организмов к специфическим условиям рыбоводно-биологических прудов, очищающих сточные воды от широкого спектра загрязнений природоподобным методом.

Рыбоводно-биологические пруды представляют собой природные экосистемы или их части, которые предназначены для очистки и доочистки сточных вод. Рыбоводно-биологические пруды представляют собой водоемы, зачастую искусственно созданные, с определенными сообществами микроорганизмов, которые участвуют в разрушении/разложении органических и минеральных веществ, содержащихся в сточных водах. Особо важным является правильная адаптация таких микроорганизмов к различным условиям среды.

Основными факторами, которые служат для адаптации микроорганизмов, являются глубина рыбоводно-биологических прудов, температура и состав вода, наполнение другими организмами, гидротехнический режим, кормовая база и прочие факторы.

Эти факторы влияют на развитие и жизнедеятельность микроорганизмов, фитопланктона и зоопланктона, которые играют ключевую роль в процессе очистки и обеззараживания сточных вод.

Создание благоприятных условий позволит добиться высокого уровня о чистки сточных вод, выращивания здоровой рыбы и гидробионтов.

Основной проблемой рыбоводно-биологических прудов является подбор и адаптация микроорганизмов, и контроль над их состоянием. Это возможно исключительно после проведения предварительных тестирований экосистем пруда на опытно-промышленных установках.

Внедрение прудовых систем очистки сточных вод с помощью гидробионтов позволяет экономить капитальные и эксплуатационные расходы, управлять процессами очистки и интенсифицировать их, экономить энергию и человеческий труд, а также сводить к минимуму образование не утилизированных отходов.

Природоподобные методы очистки сточных вод - это технологии, основанные на принципах естественного самоочищения природы. Они включают использование микроорганизмов, растений и физических процессов для удаления загрязняющих веществ из сточных вод. Эти методы экологически безопасны, поскольку они имитируют естественные процессы и не создают дополнительных отходов.

Известен СПОСОБ СОЗДАНИЯ МЕСТООБИТАНИЯ И АДАПТАЦИИ МОЛОДИ ОБЪЕКТОВ АКВАКУЛЬТУРЫ В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ (патент на изобретение №02236124, опубликованный 20.09.2004 Бюл. №26).

Изобретение относится к способам разведения ценных видов рыб и ракообразных и может быть использовано для защиты и восстановления естественных популяций гидробионтов в условиях изменения среды обитания и биотопической деградации рыбохозяйственных водоемов. В локальных экосистемах создают компактное разнообразие биотопов для полносистемного жизнеобеспечения разных видов гидробионтов. Разнообразие видов гидробионтов создается за счет построение пруда с различной глубиной для обеспечения развития различного вида организмов.

Недостатком данного способа является отсутствие контроля образования гидробионтов с наилучшими качественными показателями, выявлению слабых поколений гидробионтов и контролю биологической цепочки.

Наиболее близким аналогом является техническое решение, выполненное в виде Установки замкнутого водообеспечения для воспроизводства и выращивания гидробионтов (Патент №2460286, Опубликованный: 10.09.2012 Бюл. №25).

Установка замкнутого водообеспечения для воспроизводства и выращивания гидробионтов, включающая соединенные между собой с образованием замкнутого циркуляционного контура рыбоводную емкость, фильтр механической очистки воды, блок биологической очистки, блок терморегуляции с датчиком температуры, систему аэрации, состоящую из флейты и распылителя воздуха, озонатора, отстойника, сбросного устройства и насоса, осуществляющего циркуляцию воды, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит водонапорную емкость с расположенным в ней датчиком температуры, соединенным с блоком терморегуляции, включающим электроводонагреватель, фильтром механической очистки, флейтой и распылителем воздуха, блок биологической очистки, в который входят все емкости, поверхности которых контактируют с водой и обеспечивают развитие биопленки причем в одной из них расположен биореактор с двустворчатыми моллюсками на песчаном субстрате, водосборную емкость, в которой расположены вентилятор, кольцевой магнит, распылитель озонированного воздуха и датчик уровня воды, соединенный с блоком уровневой автоматики, рыбоводная емкость оснащена фильтром механической очистки, при этом все емкости установки расположены ярусами, а система аэрации снабжена компрессором, соединенным с распылителем воздуха и озонатором.

Недостаток данной установки заключается в том, что в Установке замкнутого водообеспечения для воспроизводства и выращивания гидробионтов не предусмотрена система выстраивания естественной экосистемы путем культивирования фитопланктона, культивирования зоопланктона и в завершении культивирования гидробионтов, что значительно повышает выживаемость и качество гидробионтов.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение недостатков имеющихся аналогов.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности выделения наиболее адаптированных и здоровых организмов к специфическим условиям рыбоводно-биологических прудов, очищающих сточные воды характерные для определенного водохозяйственного объекта исследования в конкретной климатической зоне, а также оптимизации процесса природоподобной очистки сточных вод для широкого спектра загрязнений.

Технический результат обеспечивается за счет того, что опытно-промышленная установка очистки сточных вод содержит систему подачи сточных вод, систему удаления очищенных вод, блок накопления и усреднения сточных вод, блок культивирования фитопланктона, оборудованный системой освещения, блок культивирования зоопланктона, блок культивирования гидробионтов.

При этом блок культивирования фитопланктона содержит систему освещения.

При этом блок культивирования фитопланктона содержит систему циркуляции жидкости.

При этом блок культивирования фитопланктона содержит систему подачи воздуха.

При этом блок культивирования зоопланктона содержит систему подачи воздуха.

При этом опытно-промышленная установка очистки сточных вод выполнена в блочно-модульном исполнении.

При этом опытно-промышленная установка очистки сточных вод может быть выполнена в едином корпусе.

При этом опытно-промышленная установка очистки сточных вод может содержать корпус контейнерного типа.

При этом блок культивирования гидробионтов содержит систему подачи воздуха.

При этом опытно-промышленная установка очистки сточных вод содержит систему механической очистки сточных вод.

При этом блок культивирования гидробионтов содержит установку замкнутого водоснабжения.

При этом опытно-промышленная установка очистки сточных вод может содержать систему цифрового мониторинга водных экосистем.

При этом опытно-промышленная установка очистки сточных вод может быть выполнена в каскадном исполнении.

Заявляемое изобретение сопровождается чертежами:

На Рис. 1 показано техническое решение в виде опытно-промышленной установки очистки сточных вод, выполненной в блочно-модульном исполнении.

На Рис. 2 показано техническое решение в виде опытно-промышленной установки очистки сточных вод, содержащей две параллельные линии, выполненной в блочно-модульном исполнении.

На Рис. 3 показано техническое решение в виде опытно-промышленной установки очистки сточных вод (по Рис. 1), выполненной в блочно-модульном исполнении. Вид сбоку, с указанием направления работы опытно-промышленной установки очистки сточных вод.

Условные обозначения:

система подачи сточных вод

блок накопления сточных вод

блок культивирования фитопланктона

блок культивирования зоопланктона

блок культивирования гидробионтов

система удаления очищенных вод

система освещения

система подачи воздуха

Опытно-промышленная установка очистки сточных вод работает следующим образом.

Опытно-промышленная установка очистки сточных вод относится к области аквакультуры, в частности к устройствам для выращивания гидробионтов и предназначено для выделения наиболее адаптированных организмов к специфическим условиям рыбоводно-биологических прудов, очищающих сточные воды от широкого спектра загрязнений природоподобным методом.

Опытно-промышленная установка очистки сточных содержит корпус. При этом опытно-промышленная установка очистки сточных вод может быть выполнена в едином корпусе.

При этом опытно-промышленная установка очистки сточных вод может содержать корпус контейнерного типа.

При этом опытно-промышленная установка очистки сточных вод может быть выполнена в каскадном исполнении. Каскадное исполнение опытно-промышленной установки очистки сточных вод позволяет обеспечить плавное перетекание жидкости из блока в блок (2, 3, 4, 5), при этом снижая габариты опытно-промышленной установки очистки сточных вод и образуя непрерывный обмен жидкостью между блоками (2, 3, 4, 5), создавая наиболее близкие к природным условия, тем самым обеспечивая повышение эффективности выделения наиболее адаптированных и здоровых организмов к специфическим условиям рыбоводно-биологических прудов.

Опытно-промышленная установка очистки сточных вод может содержать несколько блоков накопления сточных вод (2), блоков культивирования фитопланктона (3), блоков культивирования зоопланктона (4), блоков культивирования гидробионтов (5).

При этом повторяющиеся блоки (2, 3, 4, 5) могут располагаться как параллельно, так и последовательно.

Выбор количества блоков (2, 3, 4, 5) и их расположение определяется дизайном опытно-промышленной установки очистки сточных вод, типом сточных вод и количества сточных вод.

Одновременно на опытно-промышленной установке очистки сточных вод может очищаться несколько типов сточных вод, взятых с различных исследуемых водных объектов.

При этом блоки (2, 3, 4, 5) могут иметь различные геометрические параметры и объемы.

Материал корпуса опытно-промышленная установка очистки сточных вод выбирается исходя из отсутствия выделения вредоносных веществ и иных веществ в окружающую среду и устойчивого к агрессивному воздействию сточных вод.

Параметры корпуса опытно-промышленной установки очистки сточных вод могут подбираться, исходя из заранее подготовленной математической модели, типа исследуемого водоема, типа выращиваемых организмов, типа сточных вод.

Корпус опытно-промышленной установки очистки сточных вод может быть оснащен отстойниками для удаления мертвых организмов, мусора и иных нежелательных элементов.

Корпус опытно-промышленной установки очистки сточных вод может быть оснащен крышкой.

Корпус опытно-промышленной установки очистки сточных вод может быть оснащен системами подогрева и охлаждения.

Системы подогрева и охлаждения предназначены для установления необходимой температуры и адаптации организмов под определенные условия.

Сточные воды поступают в Опытно-промышленную установку очистки сточных вод по специализированной системе подачи сточных вод (1).

Сточные воды могут быть привезены в опытно-промышленную установку заблаговременно с находящегося на большом расстоянии исследуемого водного объекта, а также сточные воды могут забираться непосредственно из самого исследуемого водного объекта посредством систем трубопроводов.

Система подачи сточных вод (1) осуществляет постепенное увеличение объема подачи сточных вод со специфическим химическим составом. Система подачи сточных вод (1) может быть оснащена системой механической очистки сточных вод и системой дозирования сточных вод. Система дозирования сточных вод может быть выполнена в виде задвижек, клапанов и иных регуляторов объема сточных вод. При этом система дозирования сточных вод может быть оснащена системой учета объема сточных вод, работа которой осуществляется за счет наличия датчиков. Через систему механической очистки сточных вод в блок накопления сточных вод (2) поступает определенное количество сточных вод.

Блок накопления сточных вод (2), при необходимости, может быть оснащен песколовками и/или мешалками.

Далее сточные воды поступают в блок культивирования фитопланктона (3), куда производится внесение эндемичных культур микроводорослей.

Блок культивирования фитопланктона (3) может быть оборудован системой освещения (7) и системой подачи воздуха (8).

При этом система освещения (7) и система подачи воздуха (8) могут быть автоматизированы.

Жизнедеятельность фитопланктона поддерживается системой за счет управления системой освещения (7), что позволяет добиться наиболее благоприятной среды обитания фитопланктона и микроводорослей, увеличивая их количество.

Система подачи воздуха (8) обеспечивает блок культивирования фитопланктона (3) необходимым количеством воздуха, в случае его нехватки в составе сточных вод, поступивших из блока накопления сточных вод (2).

В блоке культивирования фитопланктона (3) происходит естественная дезинфекция сточных вод и удаление в процессе жизнедеятельности микроводорослей загрязняющих веществ.

Следующим сооружением в технологической цепочке очистки сточных вод является блок культивирования зоопланктона (4), где развиваются внесенные планктонные ракообразные, ранее выловленные в исследуемом водном объекте.

Блок культивирования зоопланктона (4) может быть оборудован системой освещения (7) и системой подачи воздуха (8).

При этом система освещения (7) и система подачи воздуха (8) могут быть автоматизированы.

Жизнедеятельность зоопланктона поддерживается системой за счет управления системой освещения (7), что позволяет добиться наиболее благоприятной среды обитания зоопланктона, увеличивая их количество.

Система подачи воздуха (8) обеспечивает блок культивирования зоопланктона (4) необходимым количеством воздуха

Жизнедеятельность зоопланктона поддерживается за счет системы циркуляции жидкости.

Система циркуляции жидкости может быть выполнена посредством течения самой жидкости внутри блока культивирования зоопланктона (4), так и за счет механических элементов.

Зоопланктон в процессе своей жизнедеятельности поедает микроводоросли и фильтрует сточные воды.

Сточные воды, после проведенной очистки в блоке культивирования зоопланктона (4), подаются в блок культивирования гидробионтов (5), в котором выращивается поликультура гидробионтов характерная для исследуемой климатической зоны.

Блок культивирования гидробионтов (5) может быть оборудован системой освещения (7) и системой подачи воздуха (8).

При этом система освещения (7) и система подачи воздуха (8) могут быть автоматизированы.

Жизнедеятельность гидробионтов поддерживается системой за счет управления системой освещения (7), что позволяет добиться наиболее благоприятной среды обитания гидробионтов, увеличивая их количество.

Гидробионты в процессе своего развития поедают зоопланктон и микроводоросли. При необходимости для поддержания жизнедеятельности гидробионтов производится насыщение воды кислорода с помощью системы подачи воздуха (8).

Для наибольшей эффективности растворения в воде воздуха, который поступает из системы подачи воздуха (8), воздух может быть подан под давлением.

Также для повышения эффективности, система подачи воздуха (8) может быть совмещена с системой циркуляции жидкости, что значительно повышает степень растворения воздуха в воде.

Для целей адаптации зоопланктона могут проводиться и работы по снижению уровня воздуха, тем самым повышая эффективность выделения наиболее адаптированных и здоровых организмов к специфическим условиям рыбоводно-биологических прудов.

С целью интенсификации процесса выращивания гидробионтов блок культивирования гидробионтов (5), при необходимости, может содержать установку замкнутого водоснабжения.

Далее уже очищенные сточные воды удаляются из опытно-промышленной установки очистки сточных вод через систему удаления очищенных вод (6).

Подбор оптимальных условий выращивания гидробионтов в каждом технологическом блоке (3,4,5) опытно-промышленной установки очистки сточных вод при необходимости может регулироваться посредством: интенсивности освещения, подачи воздуха, циркуляции жидкости. Тем самым создаются необходимые условия для достижения технического результата, максимально приближенные к естественным природным условиям.

С целью обеспечения высокой эффективности очистки сточных вод опытно-промышленная установка очистки сточных вод может содержать систему цифрового мониторинга водных экосистем.

Система цифрового мониторинга водных экосистем представляет собой комплекс датчиков, размещенных в одном или нескольких блоках (2, 3, 4, 5) опытно-промышленной установки очистки сточных вод, подключенных к платформе цифрового мониторинга водных экосистем, которая обрабатывает полученные данные с датчиков. Система цифрового мониторинга водных экосистем позволяет контролировать работу каждого блока (2, 3, 4, 5) опытно-промышленной установки очистки сточных вод, тем самым повышая ее эффективность, при этом исключая необходимость использования больших габаритов корпуса опытно-промышленной установки очистки сточных вод.

Конструктивное решение в виде опытно-промышленной установки очистки сточных состоящей из унифицированных блоков культивирования различных трофических цепочек гидробионтов повышает эффективность выделения наиболее адаптированных организмов к специфическим условиям природоподобной очистки сточных вод в рыбоводно-биологических прудах.

Благодаря созданию разветвленных трофических цепочек эндемичных гидробионтов достигается максимальная биопродуктивность конкретной водной экосистемы в рамках опытно-промышленной установки очистки сточных вод и таким образом обеспечивается максимально возможная скорость самоочищения для конкретной климатической зоны и высокая эффективность процесса для максимально широкого спектра загрязнений.

Предлагаемая конструкция опытно-промышленной установки очистки сточных вод позволяет повысить эффективность выделения наиболее адаптированных организмов к специфическим условиям рыбоводно-биологических прудов, очищающих сточные воды от широкого спектра загрязнений природоподобным методом в конкретной климатической зоне для уникального состава загрязнений, характерных для определенного водохозяйственного объекта.

Примером выполнения Опытно-промышленной установки очистки сточных вод является Опытно-промышленная установка очистки сточных вод, созданная ООО «ЦЕНТР ПРОГРЕССИВНОЙ АКВАКУЛЬТУРЫ» в Ростовской области в 2023 году.

Опытно-промышленная установка очистки сточных вод была изготовлена в блочно-модульном исполнении.

Опытно-промышленная установка очистки сточных вод содержала 2 блока накопления сточных вод, 2 блока культивирования фитопланктона, 2 блока культивирования зоопланктона, 2 блока культивирования гидробионтов.

При этом повторяющиеся блоки располагались параллельно.

Одновременно на опытно-промышленной установке очистки сточных вод очищалось несколько типов сточных вод, взятых с различных исследуемых водных объектов.

Все блоки были выполнены из специализированного пластика, устойчивого к агрессивной среде сточных вод.

2 блока культивирования фитопланктона содержали систему подачи воздуха и систему освещения.

2 блока культивирования зоопланктона содержали систему подачи воздуха и систему освещения.

2 блока культивирования гидробионтов содержали систему подачи воздуха, установку замкнутого водоснабжения и систему освещения.

Система подачи сточных вод была оснащена системой механической очистки сточных вод.

Опытно-промышленная установка очистки сточных вод содержала систему нагрева и охлаждения.

Конструкция опытно-промышленной установки очистки сточных вод позволяла повысить эффективность выделения наиболее адаптированных организмов к специфическим условиям рыбоводно-биологических прудов, очищающих сточные воды от широкого спектра загрязнений природоподобным методом в конкретной климатической зоне для уникального состава загрязнений, характерных для определенного водохозяйственного объекта.

Изобретение относится к области аквакультуры. Опытно-промышленная установка очистки сточных вод содержит систему подачи сточных вод, систему удаления очищенных вод, блок накопления сточных вод, блок культивирования фитопланктона, блок культивирования зоопланктона, блок культивирования гидробионтов, при этом блок культивирования фитопланктона содержит систему освещения, систему циркуляции жидкости и систему подачи воздуха. Блок культивирования зоопланктона содержит систему подачи воздуха. Установка может быть выполнена в блочно-модульном исполнении. Установка может быть выполнена в едином корпусе. Установка может содержать корпус контейнерного типа. Блок культивирования гидробионтов содержит систему подачи воздуха и установку замкнутого водоснабжения. Установка может содержать систему механической очистки сточных вод. Блок накопления сточных вод может быть выполнен закрытого или открытого типа. Блоки культивирования фитопланктона, зоопланктона, гидробионтов могут быть выполнены закрытого или открытого типа. Технический результат: повышение эффективности выделения наиболее адаптированных и здоровых организмов к специфическим условиям рыбоводно-биологических прудов, очищающих сточные воды, характерные для определенного водохозяйственного объекта исследования в конкретной климатической зоне, а также оптимизации процесса природоподобной очистки сточных вод для широкого спектра загрязнений. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Опытно-промышленная установка очистки сточных вод, содержащая систему подачи сточных вод, систему удаления очищенных вод, отличающаяся тем, что содержит блок накопления сточных вод, блок культивирования фитопланктона, блок культивирования зоопланктона, блок культивирования гидробионтов, при этом блок культивирования фитопланктона содержит систему освещения.

2. Опытно-промышленная установка очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что блок культивирования фитопланктона содержит систему циркуляции жидкости.

3. Опытно-промышленная установка очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что блок культивирования фитопланктона содержит систему подачи воздуха.

4. Опытно-промышленная установка очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что блок культивирования зоопланктона содержит систему подачи воздуха.

5. Опытно-промышленная установка очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что выполнена в блочно-модульном исполнении.

6. Опытно-промышленная установка очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что выполнена в едином корпусе.

7. Опытно-промышленная установка очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что содержит корпус контейнерного типа.

8. Опытно-промышленная установка очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что блок культивирования гидробионтов содержит систему подачи воздуха.

9. Опытно-промышленная установка очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что содержит систему механической очистки сточных вод.

10. Опытно-промышленная установка очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что блок культивирования гидробионтов содержит установку замкнутого водоснабжения.