Канал для защиты от эвтрофикации природного водоема сточными водами Советский патент 1982 года по МПК C02F3/32 C02F3/02 

(54) КАНАЛ ДЖ ЗАЩИТЫ ОТ ЭВТРОФИКАЦШ ПРИРОДНОГО ВОДОЕМА СТОЧНЬМ ВОДАМИ

I

Изобретение относится к очистке и обработке сточных вод, устройствам и аппаратам для очистки воды и может быть использовано в сооружениях биологической очистки сточных вод для защиты от эвтрофикации природныхводоемов сточными водами.

Известно устройство для очистки и отвода сточных вод в водоем, содержащее канал с секциями водной растительности в виде надводных и подводных участков fll.

Однако такое устройство не производит очистку воды от сложных органических соединений.

Известен также канал с секциями биологического окисления с оптически прозрачной фильтрутрщей загрузкой и с секциями водной растительности с расположенными на. опорных рамах перфорированными поддонами дпя культивирования водной растительности, а также вертикальные отстойники, каждый из которых расположен перед секцией

водной растительности и выполнен сообщенным с выходным концом секции биологического окисления, а секциямIi водной р;1ститап ьности и секциями биологического окисления установлены дырчатые перегородки L2J.

Поскольку в известном устройстве практически отсутствует система аэрации воды, то по этой причине занижены процессы аэробного окисле1-шя сложных органических веществ, так как в нем плохо развивается аэробная микрофлора из-за недостаточного содержания в очищаемой воде растворенного кислорода, поступающего в данном случае вследствие жизнедеятельности фотосинтезирующих шкpoopгaIПlЗмoв, Кроме того, в известном устройстве не в достаточной мере происходит газообмен очищаемой воды с воздушной средой, поэтому из очищаемой воды не удаляются газообразные и легколетучие вещества, например углекисльБ газ, и органолептические легколет.чие вещества. Цель изобретения - повышение степени очистки воды от загрязнений пу-тем интенсификации аэробных процессов биологического окисления загрязнений „ Поставленная цель достигается тем, что в канале для защиты от эвтрофикации природного водоема стошгыми водами из секций биологического окисления выполнена в виде пленочного биологического окислителя очищаемой водь из оптически прозрачных тарельнатых перегородок, образующих вертикальную колонну, на опорной раме кото рой расноложеш,) тарельчатые перегород ки, имеющие бурты и цеытрапьный сток воды и которые выполнены отдельными друг от друга Другими тарельчатьп-ш перегородками с направленными вверх вершинам-1 и с образованием канала буртами, основаш-1ем и отверстиями центр;1льного стока воды, тарель атые перегородки укреплены на опорHOii.paMe, причем верхз-;яя с направлен. ной вверх вершиной тарельчатая перегородка, являющаяся вершиной пленочного биологического окислител51, снабке;-1а приемной каь;ерой очищаемой зоды а имжня;: тарельчатая перегородка с буртамр, являющаяся основанием пленочного биологического окислителя, csapJKeiia приЕт-гньп-; резервуаре - очищаемой воды, дпнллс KOTOpOio выпол}1ено сообшеншлм посредством насоса подачи воды с HpueMHOii кал герой очз-нцаемрй воды верхней тарельчатой нерегородки, кроне того, один конец катедого из пер форнрОБашых поддонов для культивиро водной растительности расположен на дннще секции водной 1;асгитель ности, а второй его конец шарнирно укреплен на опорной раме секции водной растительности, из секций водной растительности на выходном ко це снабжена приямком, образовг1Н}-шм ды чатой и сплошной перегородками, последний из которых выполнен сообщенным с днищем приемного ре зервуара очи щаемой воды пленочного биологическог окислителя, который, в свою очередь, посредством водостойной воронки, рас положенной на высоте рабочего уровня воды и канала, вьшолнен сообщенным с вертикальным отстойником. На фиг. 1 изображен предлагаемый канал, в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг„ 1; на фиг. 3 - пленочный биологический окислитель загрязнений СТОЧНЫХ вод (в плане) на фиг. 4 - . разрез Б-Б на фиг. 3, Канал для защиты от эвтрофикации природного водоема сточными водами представляет собой самоточную водопроводную магистраль, имеющую боковые стенки 1, днище 2, выполненное с уклоном не менее чем 0,02, В поперечном направлении по ходу течения ВОД1Л в канале он разделен перегородками 3 и А, дырчатыми перегородками 5 и 6 к перегородками 7. Посредством сплошных перегородок 3 и 4 канал разделен на вертикальные отстойники 8s снлошных перегородок- 4 и 7 - на секции 9 водной растительности и снлошных перегородок 7 и 3 он разделен на секции биологического окисления или в данном случае на пленочные биологические окислители 10 загрязнершй сточных вод. Началом канала для защиты от эвтрофикации природного водоема сточны- i ми водами является нленочный биологический окислитель загрязнений сточных вод, а заканчивается он фрагментом секции водной растительности. Предлагаемый канал должен состоять. как из пленочного биологического окислителя 10, вертикального от- СТГ :;.;-а-1ка 8; секции 9 водной растительно... j и, секции биологического окисле.ния и Бертика.:ьного отстойника 8, По гказанной компоновке отдельных секций длингг такого канала быть неограниченной., в основном она зависит от расстояния между источником сточных вод (биологических очистных сооружений) и природного водоема. . На входном конце секции 9 водной растительности для равномерного распределения воды в поперечном сечении установлена дырчатая перегородка 5. Для равномерного выхода очищаемой воды из секции 8 и подачи очищаемой воды из этой секции совместно со взвешенным - веществами выходной конец секции 9 снабжен дырчатой перегородкой 6, которая совместно со сплошной перегородкой 7 образует приямок 11, Каждый из пленоч1а1х биологических окислителей 10 загрязнений сточных вод состоит из оптически прозрачных тарельчатых перегородок 12, имеющих форму усеченной пирамиды с направленной вниз вершиной, заканчивающейся центральным стоком 13 воды, а основания тарельчатых перегородок 12 снабжены буртами 14, посредством которых тарельчатые перегородки 12 закреплены на опорной раме 15. Между тарельчатыми перегородками расположены другие тарельчатые перегородки 6, выполненные в виде пираМИДЫ и расположенные вершиной вверх с образованием канала меходу буртами 14, основанием тарельчатых перегородок 12 и отверстием 13 центрального стока воды, т.е. тарельчатые перегородки 16 расположены в тарельчатых перегородках 12 посредством опор 17, образуя таким образом указанные каналы . Вершиной пленочного биологического окислителя загрязнений сточных вод 10 является тарельчатая перегородка 16, на вершине которой расположена прием ная камера 18 очищаемых сточшлх вод, а его основанием является тарельчатая перегородка 12 с буртаг да 14, имеющая приемный резервуар 19 очищаемой воды. ; Придонная часть резервуара 19 сообщена посредством трубопровода с вентилем 20 и насосом 21 подачи воды. На высоте рабочего уровня воды в канале в. центре резервуара 19 расположе на водосточная воронка 22, сообщенная посредством трубопровода с воронкой 23 с вертикальным отстойником 8. Вертикальные отстойники В имеют водосливные желоба 24, сообщенные посредством продольных водосливных окон 25 перегородок 4 с секциями 9 водной рас тительности. В секциях водной растительности расположены под наклоном перфорирован ные поддоны 26 для культивирования водной растительности, причем одна из сторон поддона 26 расположена на днище 2 секции 9, а вторая - шарнирно укреплена на опорной раме 27 секции 9 Предпочтительный угол наклона поддонов 26 до 45 . Вертикальные отстойники 8 снабжены патрубками с вентилями 28 для сброса шлака и осадка. Канал сообщен с водоисточником посредством трубопровода с вентилем29, подключенного к насосу 21. Канал для защиты от эвтрофикации природного водоема сточиък-ш водами работает следующим образом. Открывают вентикаль 29 и по трубопроводу насосом 21 подают воду после сооружений биологической очистки в камеру 18. После заполнения камеры 18 вода самотеком переливается через ее кромки и равномерным потоком стекает в виде тонкой пленки по наклонным стенкам тарельчатой перегородки 16 и стекает с краев на оосование тарельчатой перегородки 12 и проходя через зазор стекает вниз к центральному стоку 13. В этом случае бурты 14 предотвращают перелив воды в пленочный биологический окислитель 10. Из центрального стока (отверстия) 13 вода попадает на вершину следующей тарельчатой перегородки 16 и в виде пленки стекает вниз по наклонной ее поверхности, проходя таким образом по наклонным поверхностям всех тарельчатых перегородок 12 и 16 и в конечном итоге собирается в резервуар 19, из которого через открытьй вентиль 20 по трубопроводу посредством насоса 21 поступает обратно в камеру 18. Таким образом, осу1цествляется непрерывная циркуляция очищаемой воды, В этом случае происходит интенсивный газообмен водной с воздушной, вынос газообразных и легколетучих веществ и осуществляется интенсивное насыщение кислородом воздуха очищаемой воды. Поскольку тарельчатые перегородки вы- Ьолнены из оптически прозрачного материала, например из стекла или оргстекла, и имеют между собой щели и зазоры, то под воздействием солнечного света через трех- четырехнедельный период на омываемых водой поверхиостпх развивается биологическая плегжа из фотосинтезирующкх (водорослей) и гетеротрофных организмов. Посредством фотосинтезирузетдих и гетеротрофных организмов биологической пленки биологического окислителя 10 и при интенсивном насьпцении воды кислородом происходит активное и стабильное аэробное окисление органических загрязнений очищаемой воды. I При заполнеш к резервуара 19 вода через водослив1гую воронку 22 по трубопроводу самотеком поступает в аналогичную воронку 23, из которой поступает в отстойник 8 и заполняет его и через водосливнь Й желоб 24, и водосливное окно 25 поступает в секции 9 водной растительности и заполняет их. В отстойнике 8 вода подвергается процессу осветления общеизиестным способом, а по мере накогшення в нем шлака и осадка осущестиляют его удаление через открытый вентиль 28. Расход воды в канале регулируют . вентилем 29 и производительностью насоса 2, а скорость циркуляции воды в пленочном окислителе 10 регулируют вентилями 20 и насосом 21, Следует отметить, что, даже при полном спуске воды из канала, в пленочном окислителе Ю, непосредствен но в резервуаре 19 и приемной каме ре 18 всегда будет находиться очищаемая вода, и для предотвраще1-шя гибели биологической пленки насосы 21 должны работать постоянно, осуществляя таким5 JJQB

образом циркуляцию ВОДЕ. для подцержа шя хшзнедеятельности биологической пленки (вьшуск воды из резервуара 19 происходит через воронку 22, обеспечивающую поддержание высоты уровня 20 воды в канале),

Вода, прошедшая через щелевые 25, заполняет секцию водной растительности 9 и выходит через приямок 11 по трубопроводу в резервуар 19 следу- 5 ющего пленочного биологического окислителя 10, из которого самотеком поступает в вертикальный отстойник 8 и секцию водной растительности 9 описанным способом, проходя таким обра- 30 зом самотеком все комт-гуникации предлагаемого канала.

Перед заполнением канала водой в перфорированные поддоны 26 сажают водные растения и общеизвестным способом 35 укрепляют их корневища. Поскольку перфорированные поддоны 26 расположены . в секциях 9 ншслонно в виде склона, то в этом случае представлена возможность одновременного культивирования водных40 растений разных экологических групп, помещая погруженные в воду растения на наибольшую глубину секции 9 и укрепляя их в перфорированном поддоне 26, далее высаживают полупогружен-45 ные в виду растения в поддоне 26 в среднем его участке и, наконец, высаживают надводные растения, укрепляя их корневища на прилегающем участке поддонов 26 к опорнь м рамам 27, обес- печивая таким образом погружение в во ду одних только корневищ. Расположение перфорированных поддонов 26 описанным способом в секциях водной растительности 9 необходимо для обеспечения возможности одновременного культивирова}шя водных растений разных экологических групп на од8обеспечивает удобство эксплуатации секций 9: приподнимая за упирающийся в днище 2 конец поддона 26 вверх (обеспечивая таким образом его подвижность вокруг оси вращения на опорной раме 27), располагают горизонтально перфорированный поддон 26 и удаляют избыток биомассы водных растений, не разрушая их корневищ с последующим размещег-шем поддона 26 в исходное место.

Очевидно, что в секции 9 водной растительности очищаемая вода проходит через дырчатую перегородку 5, перфорированные поддоны 26 с водяной растительностью и дырчатую перегородку Ь.и затем из приямка 11 самотеком поступает в последующую секцию - пленочный биологический окислитель 10 загрязнений сточных вод, из которого далее поступает в вертикальный отстойник 8, после чего (в зависимости от компоновки канала) отводится в природный водоем, либо подается на по88ной обслуживаемой площадке (перфорированном поддоне 26), а также обеспечения удобства -эксплуатации секций водной растительности 9. Таким образом, расположение перфорированнь1х поддонов 26 в секции 9 наклонно обеспечивает возможность высаживать одновременно водные растения разных экологических групп на заданную глубину воды секции 9, что создает возможность обеспечить оптимальные условия жизнедеятельности водным растениям разных экологических групп, а закрепление персрорированных поддона опорных рамах 27 шарнирно следующий аналогичный блок канала. Предлагаемый канал для защиты от эвтрофикации природного водоема сточ№1ми водами прост по конструкции и н дежен в эксплуатации. Он обеспечивает глубокую и полную биологическую очистку сточных вод, прошедших предварительную очистку на биологических очистных сооружениях, и отвод очищенной, воды в природный водоем. В процессе отвода очищаемой воды в природный водоем в предлагаемом канале происходит интенсивное аэробное биологическое окисление токсичных сложных органических соединений до более простьж, способных усваиваться живыми организмами биологической пленки и воднь ми растениями. Кроме того, в предлагаемом канале обес1:ечивается полная ассимиляция избытка биогенных веществ и микроэлементов очищаемой в ды посредством фотосинтезирующих и тегеротрофных организмов и высшей водной растительности, что и предотвращает эвтрофикацию природного водоема, а также сохраняет экологическое равновесие в природном водоеме при поступлении в него очищенной воды. Следует отметить, что очищенная вода в природный водоем поступает с оптимальным газовым режимом и с улуч шенными органолептическими показателями . Формула изобретения 1. Канал для загщты от эвтрофика- ции природного водоема сточными водами, содержащий секции биологического окисления с оптически прозрачной фильтрующей загрузкой, секции водной растительности с перфорированными под донами, снабженными опорными рамами, и вертикальные отстойники, расположен ные перед секциями водной растительности и сообщенные с секциями биологического окисления, и установленные между последними и секциями водной растительности поперечные перегородки с отверстиями, отличающийс я тем, что, с целью повышения степени очистки воды путем интенсификации аэробных процессов биологического окисления загрязнений, секция биологического окисления выполнена в виде вертикальной колонны с расположенными в ее верхней части приемной камерой и в нижней ее части - сборным резервуаром, и насосом с трубопроводами, сообщающими резервуар и камеру, а в секции водной растительности перфорированные поддоны расположены одной стороной на днище секции, а другой на опорной раме и снабжены шарнирами, а также расположенным в конце секции приямком, сообщенным со сбор- .ным резервуаром колонны. 2. Канал поп, 1, отличающийся, тем, что оптически прозрачная фильтрующая загрузка колонк секций биологического окисления выполнена из расположенных друг над другом тарельчатых перегородок сплощных, обращенных вершиной вверх, и с буртиками по периферии и центральным отверстием, обращенных вершиной вниз. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке К 2675567/29-26, кл. С 02 С 1/02, 20.10.78. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке К 2787682/29-26, кл. С 02 С 1/02, 25.06.79.

«s,

t