Устройство для биологической очистки водотоков и (или) водоемов Советский патент 1987 года по МПК C02F3/32 

Изобретение относится к охране- вод от загрязнения и предназначено для использования при проведении водоохранных мероприятий для очистки вод водотоков (рек, каналов) и водае- мов (водохранилищ, озер) преимущественно хозяйственно-питьевого и технического вйдоснабжения от биологического и химического загрязнения.

Цель изобретения - улучшение качества воды, повышение самоочищаемой способности водного объекта и извлечение загрязняющих воду веществ с большей толщи воды.

На фиг,1 - изображено устройство с вертикальным поплавком-носителем в виде герметичного короба, общий на фиг,2.- устройство со штырями с перфорированными лентами-, на фиг,3- разрез А-А на фиг,2-, на фиг,4 - устройство с вертикальным поплавком-носителем в виде спирали; на фиг,5 - то же с горизонтальным поплавком-носителем в виде герметичного короба, обищй вид; на фиг,6 - устройство со штырями с перфорированными лентами, вид сверху; на фиг,7 - разрез Б-Б на фиг,6; на фиг,8 - устройство с горизонтальным поплавком-носителем,снабженным спиралями, общий вид-, на фиг,9 - то же с гибким неплавучим элементом, соединенньм с якорями; на фиг,10 - то же, с креплениями на откосах; на фиг,11 - разрез,В-В на фиг,9; на фиг,12 - размещение устройств с вертикальным поплавком-носителем в водотоке рядами вдоль берегов; на фиг,13 - то же рядами попере потока ВОДЫ; на фиг,14 - то же, под углом потоку воды; на фиг.15 - то же с горизонтальным поплавком-носителем в водотоке рядами вдоль берегов; на фиг,16 - то же, рядами поперек поток воды; на фиг,17 - то же, под углом потоку воды; на фиг,18 - то же в водоеме.

Устройство для биологической очистки вод водотоков и/или водоемов содержит биологическую загрузку в виде высших водных растений, в качестве которых используют бескорневые растения семейства роголистниковых, например, роголистник 1 погруженный Ceratopyllym demersum, и приспособление для размещения этой биологическо загрузки в воде водного объекта (водотока или водоема),

Устройство может быть выполнено в трех вариантах в зависимости от исполнения приспособления для размеще- НИН биологической загрузки.

По первому варианту устройства приспособления для размещения биологической загрузки в воде водного объекта (водотока или водоема) выполнены в виде вертикальных поплавков-носителей 2 или 3,4 (фиг,1,2 и,4), каждый из которых нижним кондом посредством закрепленного в нем, например, крюка 5 шарнирно с возможностью съема при- креплен к скобе 6 якоря 7, установленного на дне водного объек1;а 8 (фиг,1 и 2), При необходимости для соединения крюка 5 со скобой 6 может быть использован отрезок троса 9 (фиг,4),

Вертикальные поплавки-носители 2,3 и 4 размещают в водном объекте так, чтобы их верхние концы находи

лись ниже проектного уровня воды в

водном объекте 8 на расстоянии не менее 0,5-0,8 м (фиг,2 и 4), для этого ли подбирают соответствующую длину поплавков-носителей 2-4 или соответствующую длину отрезка троса 9,

Вертикальньй поплавок-носитель 2 (фиг,1) выполнен в виде полого герметичного короба, например цилиндра из полиэтиленовой трубы, роголистники 1 на котором закреплены по образующим посредством эластичных колец 10, выполненных, например,из резины, Вертикальньй поплавок-носитель 3 (фиг,2) вьтолнен в виде полого герметичного короба, например цилиндра из полиэтиленовой трубы, на поверхности которого по образующим по крайней мере с двух противоположных сторон прикреплены с кольцевыми канавками на свободных концах штыри 11, на которых размещены перфорированные ленты 12 (фиг,3), например, из полиэтилена для крепления роголистников 1, Вертикальньй поплавок-носитель 3

(фиг,4) выполнен в виде спирали, например, из полиэтилена, верхний конец которой снабжен плавучим материалом 13, а роголистники 1 закреплены в витках спирали,

По второму варианту устройства приспособления для размещения биологической загрузки в воде водного объекта вьшолнены в виде горизонтальных поплавков-носителей, вьтолненных в

313

1зиде полых герметичных коробов 14 (фиг.5,6 и 8), каждый из которых гибкими связями 15 прикреплен к установленным на дне водного объекта 8 яко

рями 16, Это крепление может быть выполнено с возможностью съема, для этого якорные связи могут иметь крюк для зацепления с якорями.

Короб 1А может быть выполнен, на- пример, в виде полого цилиндра из полиэтиленовых труб и длину короба 14, выполненного в виде цилиндра, устанавливают равной 25-35 диаметрам цилиндра.

Роголистники 1 на коробе 14 вдоль его оси закреплены посредством эластичных колец 17, например, из резины (фиг.5). Для крепления роголистников 1 на поверхности короба 14 он может быть снабжен штырями 18 (фиг.6 и 7), которые прикреплены по образующим по крайней мере с двух противоположных сторон и имеют на свободных концах кольцевые канавки. Посредством кольцевых канавок на штырях 18 размещены перфорированные ленты 19, удерживающие роголистники 1 на коробе 14

Короб 14 с эластичными кольцами 17 или со штырями 18 для крепления ро- голистников 1 размещают в водном объекте 8 на глубине не менее 0,5-0,8 м от проектного уровня воды в водном объекте 8 (фиг.5) путем, например, изменения длины гибких связей 15.

Для размещения роголистников 1 на коробе 14 последний может быть снабжен вертикальными спиралями 20, закрепленными по верхней образующей короба 14 (фиг.8). Верхние концы спиралей 20 снабжены плавучим материалом 21, а роголистники закреплены в витках спирали 20. В этом случае короб 14 размещен в водном объекте 8 на глубине так, что верхние концы спиралей 20 расположены ниже проектного уровня воды в водном объекте 8 на расстоянии не менее 0,5-0,8 м. Короб 14, перфорированные ленты 19 и спирали 20 выполнены из полиэтилена.

По третьему варианту устройства приспособления для размещения биологической загрузки выполнены в виде гибких неплавучих элементов 22, например тросов, к которым прикреплены отрезки тросов 23, к свободному концу каждого из последних прикреплен . поплавок 24, а на отрезках тросов 23 посредством эластичных колец 25, на

04

пример, из рези1 ы, закреплены роголистники 1. Неплавучий элемент 22 снабжен грузами 26 и якорными связями 27, соединен с установленными на дне водного объекта 8 якорями 28 (фиг.9), или связями 29 соединен с установленными на откосах 30 водног объекта 8 кpeплeния 1И 31 (фиг. 10). еплавучий элемент 22, отрезки трос 23, якорные связи 27 и связи 29 выпол1 ены из полипропилена.

В водном объекте 8 устройства дл биологической очистки вод в толще вды размещают так, что из отдельных устройств, выполненных по любому из трех вариантов, т.е., например, по первому варианту устройств 32 с вертикальным поплавком-носителем, по . второму варианту устройств 33 с горзонтальным поплавком-носителем, или по третьему варианту устройств 34, образуют ряды или группы (фиг.12- 18), т.е. образуют так называемые биофильтры в водном объекте 8.

Устройство для биологической очистки вод водотоков и/или водоемов работает следующим образом.

Перед установкой в водном объекте 8 устройств 32,33 или 34 на их приспособлениях для размещения биологической загрузки закрепляют ростки роголистника 1,

В зависимости от водного объекта 8 (водоток,или водоем), его характеристики (ширина, глубина, скорость течения воды), состояния (наличие и виды загрязняющих веществ, распределение их по глубине и акватории), а также объема подлежащей очистки воды выбирают варианты исполнения устройств 32,33 или 34 и размещения в водном объекте 8 отдельных вариантов или комбинацию из нескольких вариантов„

В водном объекте 8, являющемся водотоком (канал, река), устройства 32 с вертикальным поплавком-носителем размещают рядами вдоль берегов (фиг,12), или рядами поперек потока воды (фиг,13), или рядами под углом потоку воды (фиг.14). Устройства 33 с горизонтальным поплавком-носителем в таких водных объектах 8 (водото- ках, реках) размещают или рядами вдоль берегов (фиг.15), или рядами поперек потока воды (фиг.17). Устройства 34 по третьему варианту размещагатся аналогично устройствам 33 (фиг,9,10,15,16 и 17).

В водном объекте 8, являющимся водоемом (водохранилище, озеро, пруд)5 устройства 32-34 размещают рядами перпендикулярно или под углом течению воды в водоеме, пpeи ryщecт- веино.в местах вероятных очагов цветения или в местах поступления в водоем вод с загрязняющими веществами (фиг.18),

Размещение устройств 32-34 в одном водном объекте 8, т,е. как в водотоке, так и водоеме, может быть комбинированным, т,е„ рядами и под углом, и группами, и отдельными точ- к а ми.

Движущаяся по водному объекту В вода фштьтруется через биологическую з.агрузку (фиг-, 11) , т.е, искусственно созданные заросли роголистника 1, и очищается от органических и .яне- ральных загрязняюишх веществ, нглхо- AHiiiiixcj в воде водного объекта 8. Усвоение веществ роголистником 1 производится всем телом растения. Роголистник I интенсивно развивается и в короткий срок образует эффективно действующий биофильтр, очищаюнц-ш воду. Так как роголистник 1 является ингибитором синезеленых водорослей, то одновременно с очисткой воды биофильтры из роголистника 1 угнетающе воздействуют на синезеленые водорос- ли и предупреждают цветение воды или по крайней мере уменьшают цветение.

Вёгетациоиньй период развития роголистника 1 ограничивается теплым временем года, поэтому с наступление вегета1,ио 1ного периода устройства с закрепленным - ростками роголистника размещают в водном объекте, а по . окончании вегетационного периода устройства извлекают из водного объекта и с них отделяют развившиеся растени после например, высушивания. На зимний период в водотоке могут быть оставлены отдельные устройства, для последующего обновления биологическо загрузки. Специального предварительнго культивирования роголистник не требует, так как он размножается в водной среде.

Изобретение позволяет улучшить ка чество воды в водном объекте, повы- сить эффективность и расиирить область использования, сохранить экологическое состояние водного объекта.

упростить конструкцию устройства и его эксплуатацию; не требуется предварительного культивирования биологической загрузки и упрощена ее уборка

Устройство может вьтолнятъ функ- 1ЩЯ водоохранного мероприятия в каналах хозяйственно-питьевого .и технического водоснабжения, каналах переброски стока, м-алых и средних реках, в любом водотоке, загрязненном стоячими водами, а также в водохранилищах, озерах и прудах как для очистки воды, так и для снижения или подавления цветения воды. Посредством управляемого размещения устройств в водотоках и водоемах возможно обеспечить эВДзективную очистку воды, не создавая помех судоходству, переброске стока, tie внося вторичного загрязнения в водный- объект.

Формуола изобретения

л

1.Устройство для биологической очистки водотоков и/или водоемов, содержащее размеи1,енные. в воде несу- ищй элемент и биологическую загрузку в виде вЕ,1Сших водных растений, о т- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це лью улучшения качества воды, повьпие- ния самоочищающей способности водного объекта и извлечения загрязняющих воду веществ с большей толщи воды, оно дополнительно снабжено поплавком носителем, плавучим элементом и эластичными, элементами для крепления к поплавку-носителю биологической загрузки из бескорневых водных растений, например, роголистника погруженного Ceratopyllym deraersum, при этом верхгтай конец поплавка-носителя присоединен к nJiaBy4eNry элементу, нижний конец - с несупщм элементом, при этом верхняя кромка плавучего элемента размещена ниже уровня воды, а несущий элемент снабжен креплениями, установленными на дне и/или берегу водоема или водотока.

2.Устройство по п,1, отличающееся тем, что несущий элемент вьтолнен в виде троса, сое- диненного с креплениями, установленными на дне и/или берегу водоема или водотока.

3.Устройство по П.1, о т л и - чающеейя тем, что несуг{ий элемент выполнен в виде горизонтальHoi o полого герметичного короба.

7 .13627

соединенного с креплениями, установленными на дне водоема или водотока. 4. Устройство по П.1, отличающееся тем, что несущий элемент выполнен в виде горизонтального полого герметичного тдилиндра, длина которого составляет 25-35 его диаметра, соединенного с креплениями, установленными на дне водоема или водотока.

5.Устройство П.1, отличающееся тем, что поплавок-носитель вьтолнен в виде полого герметичного вертикально размещенного ко- роба, например цилиндра из полиэтиленовой трубы.

6.Устройство по П.1, о т л и- чающееся тем, что поплавок- носитель выполнен в виде полого герметичного вертикально размещенного

О8

короба, по образующим которого по крайней мере с двух противоположных сторон прикреплены штыри с кольцевыми канавками на свободных концах с размещенной на них перфорированной лентой,

7.Устройство по П.1, отличающееся тем, что поплавок- носитель выполнен в виде вертикальной спирали.

8.Устройство по П.1, отличающееся тем, что верхняя кромка плавучего элемента размещена ниже уровня воды на глубине 0,5-0,8м

9.Устройство по П.1, отличающееся тем, что несущие элементы размещены рядами перпендикулярно или под углом к течению воды преимущественно в местах поступления сточных вод с загрязняющими веществами .

Изобретение относится к биологической очистке воды с использованием водных растений и позволяет качество воды в водном объекте, т.е. в водотоке или водоеме, сохранить экологическое состояние за счет увеличения изъятия загрязняющих веществ и подавления развития сине-зеленых водорослей. В устройстве в качестве биологической загрузки используют растения семейства роголистник овых, которые закрепляют на отдельно размещенных в толще .воды приспособлениях, вьтолненных в виде вер- тикальньк поплавков-носителей (ВИН), каждый из которых шарнирно нижним концом соединен со своим якорем. ВПН могут быть выполнены в виде цилиндра с эластичными кольцами для крепления растений, или в виде цилиндра со штырями и .перфорированной лентой для крепления растений, или в виде спирали о Поплавки-носители выполнены в виде шарнирно прикр.еплен- ных к якорям горизонтальных поплавков-носителей, представляющих собой герметичные коробы с эластичными кольцами, или штырями с перфорированной лентой или спиралями. Для расширения области использования с большей глубины и оьъема воды поплавки могут быть выполнены в виде гибких неплавучих элементов, снабженных- отрезками тросов с поплавком и эластичными кольцами для крепления растений. Эти элементы крепят к якорям или к креплениям на откосах водоема. Устройства в водном объекте могут , быть установлены рядами вдоль берегов или рядом поперек течения или группой. 8 з.п. ф-лы, 18 ил. (Л с 05 tsD 1

фуе. Г

Фаг.2

фиг.З

fpue. if.

/« М

V-. Ц v

l Z 3LZfl.ll/

Vy wA V7A W X Л т x 7Л 5/5гw / У//

wv

wv

Фиг. 5

IB

Фиг.В

Ч

Фиг. 7

16

28

27 291 2 22

/ /// /77 /////у 26-S

8

, 9

по ffff

Фиг.ГО

J2

в

32

6-

Фаг.1

Шиг.2

Фиг. fJ

Фue1ff

Фи.15

Ж т

- / /

-- -1

(77о г, /

Фие.п

3

Редактор М. Товтин

Составитель Л. Суханова

Техред л.Сердюкова Корректор И. Эрдейи

Заказ 6345/16 Тираж 851Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делаы изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. роектная, 4

Фиг. IB