Способ биологической очистки воды в водоемах или участках водотоков Советский патент 1988 года по МПК C02F3/32 

ИзоОретение относится к охране иод, очистке природных и сточных вод с участием высших водных растений и может быть использовано в водоемах, каналах и на зарегулированных участках рек.

Цель изобретения - повьпиение экономичности и производительности процесса очистки,

На фиг.1 изображена принципиальная схема использования способа в водоеме; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на,фиг.2; на фиг.4 - принципиальная схема исполь- зования способа на участке водотока; на.фиг,5 - разрез В-В на фиг.4.

Схема содержит водоем 1, подающий водоток 2, отводящий водоток 3, устройство 4 для изменения расхода воды на входе в водоем 1, устройство 5 для изменения расхода воды на выходе из водоема 1, заросли 6 высших водных растений

Схема для использования способа

на участке водотока содержит участок 7 водотока с зарослями 6, размещенными на -подводных горизонтальных бермах 8, устройство 9 для изменения расхода на входе в участок 7 и уст- Ьойство 10 для изменения расходы во- ды на выходе из участка 7. Способ осуществляют следующим образом.

Воду по водотоку 2 подают в водоем 1, транспортируют через заросли 6 зысших водных растений, после чего по зодотоку 3 очищенную воДу отводят, 1ри прохождении через заросли вода подвергается очистке от загрязняющих примесей. На входе в водоем устройст- зом 4 и/или на выходе из него устройством 5 периодически в две стадии Производят изменения расходов воды, Обеспечивающие постепенное изменение УРОВНЯ воды в зарослях 6 от минималь- Ного до максимального и обратно. На Первой стадии расход воды на входе в водоем устанавливают большим, чем на |выходе из него, и повышают ее уровен р зарослях до максимального, равного Предельной глубине произрастания используемых для очистки воды видов растений. На второй стадии, непосред tTBeHHo следующей за первой, расход Воды на входе в водоеме устанавливают йеньшим, чем на выходе из него,и поНижают ее уровень в водоеме от мак- |2имального до минимального, равного Оптимальной глубине произрастания

Q

д

0

5

0

5 0 дЗ ,Q сг

этих растений. Непоаредственно после достижения минимального уровня снова осуществляют первую стадию изменения расходов воды и повышают ее уровень в зарослях до максимального, производя таким образом непрерывную смену стадий.

В отличие от постоянного затопления растений на глубину, большую оптимальной, периодическое их погружение на глубину, большую оптимальной, но не превышающую предельную глубину их произрастания, происходящее при осуществлении способа не приводит к деградации зарослей. В то же время в очистку включается дополнительная поверхность растений, периодически контактирующая с водой. На этой поверхности так же, как и на постоянно погруженных частях, образуется пленка бактериоперифитона, которая периодически погружается в воду и производит ее очистку. Таким образом достигается увеличение объема очищаемой в зарослях воды.

В результате непрерывных изменений уровня воды в зарослях очищаемая вода непрерывно перемещается в горизонтальном и вертикальном направлениях, чем обеспечивается непрерывное поступление загрязняющих примесей в зрну контакта воды с поверхностью растений и пленкой бактериоперифитона, а также удаление из этой зоны очищенной воды.

Для наиболее полного использования очистительной способности растений и обеспечения необходимого водообмена в зарослях суммарную длительность двух последовательных стадий изменения расходов устанавливают не превышающей времени, необходимого для полной очистки воды растениямио Это достигается установлением необходимой опр деляемой расчетным путем величины разности между расходами воды в про- - тивоположных кондах водоема или участка водотока на каждой стадии изменения расходов.

Если суммарная длительность двух последовательных стадий изменения расходов равна или близка одним суткам, то первую стадию осуществляют с О до 12 ч поясного времени, а вторую - с 12 до 24 ч. При этом минимальный уровень воды достигается в ночное время, а максимальный - в дневное, что препятствует пересыханию периодически контактирующгос с водой

участков пленки бактериоперифитона и улучшает кислородный режим в очищаемой воде

Пример. Способ осуществляют на канале с площадью поперечного сечения 231 м2 на участке между двумя насосными станциями, расположенными друг от друга на расстоянии 20 км. На гopизoнтaJ:ьныx бермах этого участка, канала шириной 4 м кадцая размещены заросли тростника (береговое биоплато), площадь которых составляет 16 га. Расход транспортируемой по каналу воды с Б11К(,д) 10 кг02/л составляет 60 . При этом на каждой насосной станции работают по три насосных агрегата производительностью 20 м воды в 1 с каждый. Загрязнение воды вызвано разложением срше-зеленых водорослей, поступивших в канал из водоисточника - водохранилища.

Время очистки в зарослях тростника воды с аналогичным видом загрязнения, обе спечивающее снижение уровня загрязнения с 10 по БПКполн .по требуемой величины 3 мг , по даннькч полупроизводственного эксперимента, составляет 10,4 ч. Следовательно период колебаний уровня воды в рассматриваемом участке канала не должен превышать 10,4 ч. При осуществлении колебаний минимальная глубина воды в зарослях, равная оптимальной глубине произрастания тростника, устанавливается равной 1,5. м, а максимальная, равная предельной глубине его произрастания в каналаХ; - равной 2м. Для подъема уровня воды в рассматриваемом участке канала от минимального уровня до максимального за время, не превышающее 0,5 периода колебаний (в данном случае 5,2 ч), необходимо, создать разность между расходом воды на входе в этот участок и на-выходе из него, равную 35,3 . Близкой к этой величине разности расходов 40 м/с достигают выключением на верхней насосной станции одного насосного агрегата и допол нительным включением на нижней насосной станции одного насосного агрегата. При этом фаза повышения уровня от минимального до максимального на участке канала длится 4,6 ч, на нижней насосной станции работает 4 агрегата, а на верхней насосной станции - 2 агрегата (на каждой насосной станции канала по 6 насосов). В момент

5

0

5

0

5

0

5

достижения максимального уровня режим работы насосных станций изменяют так, что теперь на нижней насосной работает 2 агрегата, а на верхней насосной - 4, изменив тем самым знак разности между расходами на этих насосных станциях на противоположный. За последующие 4,6 ч на участке канала происходит снижение уровня воды от максимального до минимального, после чего знак разности между расходами воды на этих насосных станциях вновь изменяют на противоположный. Средний расход транспортируемой по каналу воды при этом не меняется, в участке канстла происходят непрерывные колебания уровня воды с периодом, равным 9,2 ч, которьш меньше времени очистки воды в зарослях до требуемого качества по показателю ,,.

Средняя ГJгyбинa воды в зарослях 1,75 м, а средний объем воды, находящейся в зарослях, 280 тыс.м,

При использовании в данных условиях известного способа объем воды, находяпщйся в зарослях, составит за счет изменения глубины воды вдоль берм 190 тыс.м (средняя глубина в зарослях, 1,2 м). Таким образом, объем воды, очищаемой в зарослях при ис- пользовании предлагаемого способа, почти в 1,5 раза больше, чем по известному, причем этого увеличения объема достигают только за счет изменения режима работы насосных станций без дополнительных капитальных и экс- плуатационных затрат.. Кроме того, обеспечивается также необходимое движение воды в зарослях д водообмен между зарослями и незаросшей частью канала, тогда как при использовании известного способа необходимы капитальные затраты на создание с этой целью специальных уступов на бермах канала.

Формула изобретения

1. Способ биологической очистки воды в водоемах или участках водотоков с переменным уровнем воды, включающий транспортирование очищаемой воды через заросли высших водных растений, отличающийся тем, что, с целью повьшления экономичности и производительности процесса очистки, на входе в водоем или участок водотока и/или на выходе из него

периодически в две стадии, непрерыв- Н(Ь сменяющие одна другую, производят и: менения расходов воды, обеспечиваю- irpjie непрерывное и постепенное измене- Hjfie уровня воды в зарослях высших водных растений от минимального до миксимального и обратно, при этом на первой стадии .расход воды на входе в водоем или участок водотока уста- н,1вливают большим, чем расход на выходе из него, до достижения в зарослях максимального уровня воды, равно- гэ предельной глубине произрастания образующих заросли видов растений, на второй стадии расход ноды на входа -В водоем или участок водотока устанавливают меньшим, чем расход на выходе из него, до достижения мини

мального уровня водц в зарослях, равного оптимальной глубине произрастания этих растений, а величину разности между расходами на Bxoja,e в водоем или участок водотока и на выходе из него устанавливают такой, что суммарная длительность двух последовательных стадий не превьшает времени, необходимого для полной о истки воды в зарослях.

2 Способ по п,1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что при суммарной длительности двух последовательных стадий, равной или близкой одним суткам, первую стадию осуществляют с О до 12 ч поясного времени, а вторую - с 12 до 24 ч.

Изобретение относится к охране вод и предназначено для использования при проведении водоохранных меро- приятии на водоемах (водохранилищах, озерах) или участках водостоков (рек, каналов) хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения, а именно интенсификации биологической очистки транспортируемой воды от загрязняющих веществ химического и биологического происхождения, а также может быть использовано для доочистки возвратных вод в искусственных сооружениях (пруды, дренажные каналы и т.д). Целью изобретения является повышение экономичности и производительности процесса очистки. В способе биохимической очистки, включающем транспортирование очищаемой воды через заросли высших водных растений на входе в водоем или участок водотока и/или .на выходе из него периодически в две стадии, непрерывно сменяющие одна другую, .производят изменение расходов воды, обеспечивающих непрерывное и постепенное изменение уровня воды в зарослях высших водных растений от минимального ,до максимального и наоборот, при этом на первой стадии расход воды на входе в водоем или участок водотока устанавливают боль- щим, чем расход на выходе из него, до достижения в зарослях максимального уровня -воды, равного предельной глубине произрастания образующих заросли видов растениц, на второй стадии расход воды на входе в водоем или участок водотока устанавливают меньшим, чем расход на выходе из него, до достижения минимального уровня воды в зарослях, равного оптимальной глубине произрастания этих растений, а величину разности между расходами на входе в водоем или участок водотока и на выходе из него устанавливают такой, что суммарная длительность двух последовательных стадий не превьшает времени, необходимого для полной очистки воды в зарослях. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. « (Л 1чЭ сд

L

f /

;

f 6

/

i

fpUS.2

V/

фие.д

0as,i

В

в-В

.Л/рвУ .

д

u.S