Система биологической очистки воды в каналах хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения Советский патент 1984 года по МПК C02F3/32 C02F3/32 C02F101/30 

о i

X)

со

о: Фиг.1 Изобретение относится к биологи ческой очистке воды от загрязняющих веществ и предназначено для ис пользования при проведенииводоохранных мероприятий на каналах хозяйственно-пит5)евого и технического водоснабхсения, а именно интенси фикации извлечения из транспортиру мой воды загрязняющих веществ химического и биологического происхо дения, а также предотвращения поступления в канаЛ загрязненных поверхностных вод. Известна система для подготовки поверхностных вод, включающая водозаборное сооружение и отводной канал. Водозаборное сооружение выполнено в виде сифона, посредством которого отводной канал соединяется с водотоком или водоемом. Русло отводного канала имеет биоплато с посаженными высшими водными растениями в определенной последовательности. Между отдельными биоплато размещены бетонные наклонные водосбросы. Выход из последнего биоплат посредством перекачивающего устройства соединен со скважиной сооб щающейся с подземным коллекторбм подземного водоносного горизонта Щ Однако указанная система подготовки поверхностных вод с пропу.ском их через биоплато требует строительства бетонных быстротоков и др. устройств, что совершенно не может быть конструктивно применено в каналах межбассейновой переброски стока, т.е. не ьюжех быть использовано для целей интенсификации очистки транспортируемой по каналу ,воды, так как снижает пропускную способность канала, уменьшает окорость течения в нем воды. Известно также устройство для очистки воды в каналах хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения от загрязняющих веществf содержащее канал с наклонными стенками, выносами поверхностных загрязненных вод и русловой водоохранной полосой, снабженной установленными в местах выноса по оси канала струенаправляквдики перегородками, а русловая водоохранная полоса выполнена в виде размещенных в местах выноса поверхностных вод надводных и подводных горизонтальных участков снабженных подпорной вертикальной стенкой и расположенных на наклонной -стенке канала, при этом высота подпорной стенки равна 1,5-2,0 оптимальной глубины произрастания вод ной растительности. Это устройство повышает эффективность очистки путем интенсификации водообмена, что достигается за счет того, что установленные в русле канала струенапра пяющие перегородки направляют часть потока воды на подводные горизонтальные участки высишх водных растений, т.е. биоплато 2 . Недостатком известного, устройства является необходимость введения в ложе канала специальных дополнительных сооружений: подпорной стенки и струенаправляющих перегородок. Такие сооружения требуют дополнительных капитальных вложений усложняют эксплуатацию канала. Кроме того, они не имеют достаточно акцентивной формы интенсификации очистки с наиболее токсичными и канцерогенными видами загрязнений. Целью изобретения является повышение эффективности и интенсификации очистки воды. Указанная цель достигается тем, что в системе для биологической очистки воды в каналах хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения, содержащей канал с наклонными стенками, выносы поверхчостных загрязненных вод и русловую водоохранную полосу, включающую надводные участки с высшими водными растениями, подводные участки выполнены в виде уступов в стенках канала, уклон каждого из которых больше уклона дна канала и направлен по тегчению воды в канале, при этом уступы разделены на последовательно чередующиеся по трассе канала трехучастковые зоны, в каждой из которыз ,на первом по течению воды участке размещены высшие водные растения, воздействующие на фенол, например , на среднем участке раз -«щены растения, воздействующие на нефтепродукты, например элодея канадская или рогоз широколистный, а на замыкающем зону участке размещены растения, воздействующие на биоге-, ны, например тростник. Выполнение поверхностей берм в виде уступов с уклоном поверхности уступа по течению воды больше уклона дна канала дает возможность увеличить в области берм скорость потока, с увеличением которой повышается уровень турбулентности и соответственно растет коэффициент турбулентной диффузии, i . Поэтому с увеличением скорости течения в области бермы, выполненной, как указано выше, величина диффузионного потока примеси из середины канала в сторону бермы возрастет и способствует интенсификации очистки и, следовательно, эффективности биоплато на берегах канала. Кроь того, уступы являются источником дополнительной завихренности течения, повышения турбулентности, увеличения длины смешения и обогащения воды кислородом.

Разделение биоплато на чередующиеся по трассе трехучастковые зоны в которых высаживается высшая водная растительность разных видов, дает возможность избирательно проводить поглощения загрязняющих веществ соответственно их концентрации и вредного влияния на качество воды. Поэтор.1у первый (головной) участок зоны высаживается камыщом, который активно поглощает фенол, как наиболее токсичный загрязнитель. KaMbmj также активно поглощает производные фенола, индол и др., а также марганец, цинк, медь. Ка1«ыш обогащает воду кислородом и имеет большую поглощающую способность при небольшой массе, что облегчает его уборку. Следующий участок зоны высаживается элодеей канадской или рогозом широколистным. Эти растения активно извлекают нефть, их подводной частью задерживается нефтяная пленка, увеличивается площадь соприкосновения загрязняющих веществ с разлагающей их микрофлорой, повышается численность и активность углеводородоркисляющих бактерий за счет выделения pacтeниям I стимуляторов и потребления ими ингибиторов роста микроорганизмов. Далее следует участок зоны, засаженный тростником, активно воздействующим на биогены.

Таким образом, высаженные на биоплато определенными участками виды высшей водной растительности обеспечивают избирательное, целенаправленное воздействие на загрязняющие вещества и способствуют эффективности биологической очистки воды в , уменьшая степень соответствую|Щей очистки на водозаборах.

На ФИГ..1 схематически изображена система для биологической очистки воды в каналах хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения; на фиг« 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1,

Система для биологической очистки воды в каналах хозяйственно-питье:вого и технического водоснабжения содержит канал 1 с наклонными стенками 2, выносами поверхностного стока загрязненнЕЛх вод и русловой водоохранной полосой, включающей надводные 3 и подводные 4 участки, последние выполнены в виде расположенных на откосах канала подводных берм, с размещенным на них биоплато с высшими водными растениями. Поверхность берм выполнена в Ьиде уступов 5 и 6, уклон каждого из которых ig больше уклона дна канала

d, таким образом, чтобы соблюдалось соотношение ig i 3:1.

Длина наклонной части уступа 5 устраивается, например, по величине равной 500-700 м, а высота вертикальной части уступа 6 - соответст-е венно 1,5-1,8 м. Когда наклонные стенки канала и бермы устраиваются без .облицовки, в этом случае для предотвращения размыва вертикальнаш

0 часть уступа 6 укрепляется бетонной плитой или другим неразмываемым материалом. Соотношение ig/i принимается постоянным на всем протяжении трассы канала. Уклоны берма

5 направлены по течению воды в канале.

Биоплато разделено на чередующиеся по трассе канала трехучастковые зоны I-IV (фиг. 3), на которых в каждой зоне .на головном участке раз0мещены высшие водные растения, воздействующие на фенол, например, камыш, на среднем участке размещены растения, воздействующие на нефтепродукты, например элодея канадс5кая или рогоз широколистный, а на замыкающем зону участке высаживаются растения, воздействующие на биогены, наттрймер тростник, при этом, длину каждого из участков зоны био0плато устанавливают по соотношению

(Ср-ПДКПа -)

U

Яр

где В длина бермы, засаженного

5 одним видом растений, м,

V скорость воды в канале, м/с;

концентрация загрязняющего воду вещества при подходе

0 к берме,

пдк- предельно допустимая концентрация по загрязняющему воду веществу,

Ц: очистительная способность

5 определенного вида высшей водной растительности по отношению к загрязняющему веществу, г/м с/, ширина , м.

а Система работает следующим обра0зом.

Забранную воду из водоисточника транспортируют по каналу 1 к потребителю. Поток воды, протекающий

5 по руслу канала 1, частью массы проходит через зарюсли биоплато, устроенного на бермах 4 наклонных стенок 2 канала. Этот прибрежный поток воды фильтруется и очищается

0 высшей водной растительностью, высаженной на бермах канала Очищенный прибрежный поток воды благодаря по перечной диффузии, смешиваётся с основным потоком и при этом происз одит разбавление находящихся в во5

СИСТЕМА ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ЮДЫ В КАНАЛАХ ХОЗЯЙСТВЕННОПИТЬЕВОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО ЮДОСНАБЖЕНИЯ, содержащая канал с наклонными стенками, выносыповерхностно загрязненных вод, русловую водоохранную полосу из на дводных и подводных участков с высшей водной растительностью, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и интенсификации очистки, подводные участки выполнены в виде уступов в стенках канала, уклон каждого из которых больше уклона дна канала и направлен по течению воды в канале, при этом уступы разделены на последовательно чередующиеся по трассе канала трехучастковые зоны, в каждой из которых на первом по течению воды участке размещены высшие водные растения, воздействующие на фенол, например камыш, на среднем участке размещены растения, воздействующие на нефтепродукты, например элодея канадская или рогоз широколистный, а на пос(Л леднем участке размещены растения, воздействующие на биогены, например тростник.