Устройство для биологической обработки природных и сточных вод Советский патент 1982 года по МПК C02F3/32 

Изобретение относится к обработке природных сточных вод биологичес кими способами, в частности к устрой ствам для биологической обработки природных и сточных вод, и может най ти применение в биологических прудах для глубокой, доочистки сточных вод, а также в рыбохозяйственных природных водоемах для предотвращения цве тения воды. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, которое представляет собой канал с секциями биологического окисления, секциями водной растительности и вертикальными отстойниками. В секциях водной растительности на опорных рамах расположены перфорированные поддоны для водной растительности. Перфорированные поддоны имеют днище и боковые стенки, выполненные дырчатыми р . Однако известное устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, поскольку его конструкцией не предусмотрена очистка воды открытых водоемах. Кроме того, конструкция секций водной растительности является технически несовершенной , поскольку перфорированные поддрны выполнены закрепленными неподвижно и не обеспечивают оптимальных условий роста водных растений во время вегетационного периода. Во время вегетационного периода с ростом водных растений в высоту необходимо регулировать их глубину погружения в воду с учетом их экологических особенностей и условий светового режима водной среды для обеспечения из оптимального роста и поглощения минеральных и органических веществ, удаляемых из очищаемой воды посредством этих растений. Причем при резком или периодически, меняющемся рабочем уровне воды в секииях водной раститель39ности водные растения в неподвижно закрепленных перфорированных поддонах находятся в непривычных для них условиях из-за попеременного пребывания в воздушной и водной средах. Следует отметить, что по этой же причине в водохранилищах с резким колебанием уровня воды у прибрежной части рост водной растительности ограничен. При этом конструкция секций водной растительности известных устройств не обеспечивает оптимального газообмена водной среды с воздушной, что замедляет аэробные процессы очистки воды, а также удаление is 7из очищаемой воды легколетучих токсических веществи газов. Цель изобретения - повышение эффективности использования путем обе печения интенсификации биологической очистки воды в открытых водог емах, удаления из воды легколетучих токсических веществ и газов, а также обеспечения оптимального кислородного режима во всей толще воды Поставленная цель достигается тем, что устройство для биологической обработки природных и сточных вод,содержащее вертикальные отстой ники, секции биологического окисления и секции водной растительности, расположенные в перфорированных под донах, снабжено закрепленным под поддонами пустотелым пйрамидообразиым днищем, выполненным из наружной и внутренней тенок,.с водоотбойными и;итками, укрепленными по пе риферии днища, воздушным стояком, а также насосом и сообщёнными с ним перфорированными трубопроводами размещенными в нижней части днища на внутренней и -|аружной стенках. Перфорироёанные поддоны для водных растений выполнены закрепленными в природном водоеме на якорях. На фиг. 1 изображено устройство для биологической обработки природных и сточных вод в прямоугольной проекции в плане и с частичным вырезом дырчатого поддона; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. Устройство для биологической обработки природных и сточных вод имеет дырчатый поддон 1, предназначенный для укрепления корневищами и корнями водных растений. Поддон 1 имеет дырчатые боковые стенки 2, предназначенные для беспрепятственного проникновения воды к водным 0 растениям и препятствующие попаданию во внутрь плавающего в воде мусора и посторонних предметов. Дырчатый поддон 1 укреплен на пустотелом пирамидообразном днище, имеющем наружную стенку 3 и внутреннюю стенку 4. Дырчатые боковые стенки 2 нижними торцами соединены с верхними торцами водоотбойных 1читков 5Водоотбойные щитки 5 укреплены по периферии пустотелого пирамидообраз-ч ного днища. На наружной стенке 3 расположена дырчатая труба 6, а на внутренней стенке k - дырчатая труба Кроме того, под пустотелым пирамидообразным днищем на водоотбойных щитках 5 укреплены дырчатые трубы 8. Пустотелое пирамидооЬразное днище с двойными стенками 3 и i оборудовано воздушным стояком с вентилем 9 Снизу пустотелое пирамидообразное днище с двойными стенками 3 и имеет кольца 10 для тросов с якорями 11, которые обеспечивают фиксацию перфорированного поддона с водной растительностью в заданном месте природного водоема. Устройство для биологической обработки природных и сточных вод оборудовано насосом 12 лодачи воды. Всасывающий патрубок насоса 12 сообщен посредством гибкого трубопровода с вентилем 13 с дырчатой трубой 7, а также сообщен посредством гибкого трубопровода с вентилем Т с дырчатой трубой 6 на наружной стенке 3. Нагнетательнйй патрубок насоса 12 выполнен сообщенным посредством гибкого трубопровода с вентилем 1.5 с дырчатыми трубами 3, а также дополнительно выполнен сообщенным посредством вентиля 16 с трубопроводом, имеющим вентиль 13. Насос 12 подачи воды и вентили 13-16 расположены на берегу природного водОема. Устройство для биологической обработки природных и сточных вод предназначено для биологической глубокой доочистки сточных вод, прошедших предварительно очистку на биологических очистных сооружениях, а также для усиления процессов самоочищения воды в природных водоемах, которые имеют повышенное содержание органических веществ и биогенных элементов и обладающие повышенной способностью к цветению воды, вследствие чего они становятся малопригодными для разведения рыбы. Предложенное устройство может бы расположено в биологических прудах и в природном водоеме в толще воды закреплено в любом заданном месте водоема посредством якорей 11, Пустотелое пирамидообразное днище с дво .ными стенками 3 и обеспечивает плавучесть перфорированных поддонов с водными растениями на поверхности водного зеркала водоема. Устройство для биологической обработки природных и сточных вод раб тает следующим образом. В биологический пруд,водохранили ще или же в любой другой природный водоем преимущественно со стоячей или полупроточной водой спускают на воду перфорированный поддон для вод ной растительности, который удерживается на поверхности воды посредст вом пустотелого пирамидообразного днища с двойными стенками 3 и Ц. Дни ще заполняют водой с таким расчетом, чтобы поддон 1 находился над уровнем воды водоема до 8-12 см. Вен тиль 9 воздушного стояка должен быт открытым. Затем на поддон 1 высаживают подобранные соответственно географической широте, местным экологическим и климатическим условиям водные растения путем укрепления их кор ней и корневищ. Для более надежного закрепления растений на поддон 1 укладывают слой : вупнозернистого гравия или другого подходящего для этих целей материала. После посадки специально подобранных водных растений перфорированный поддон располагают в заданном месте водоема и укрепляют его посредством якорей 11. В процессе посадки водных растений на дырчатом поддоне 1 и укрепления перфорированного поддона в заданном мес те водоема пользуются лодкой. После укрепления перфорированного поддона, в заданном месте водоема включают в работу насос 12 при открытом вентиле , затем открытием вентиля 16 подают воду по гибкому трубопроводу в дырчатую трубу 7 (вентиль 13 закрыт) J заполняя таким образом пустотелое пространство пирамидообразного днища с двойными стенками 3 и 4. В этом случае воздух выдавливается . выходящей из дырчатой трубы 7 водой и выходит наружу через воздушный стояк с открытым вентилем 9. а перфорированный поддон с водными растениями погружается в толщу вoдыi Целесообразная рабочая глубина погружения в толщу воды перфорированного поддона с водными растениями должна быть такой, чтобы верхние торцы дырчатых- стенок 2 находились над поверхностью воды не менее 10-15 см (высота стенок 2 выполняется максимум до 2,5 м). После погружения перфорированного поддона с водными растениями на заданную глубину воды водоема перекрывают вентиль 16 и открывают вентиль 15. не выключая из работы насоса 12. В этом случае обогащенная кислородом воздуха вода поверхностного слоя водоема через ° дырчатые стенки 2 в дырчатом поддоне 1 с водными растениями поступает в наружное дно 3 и далее через дырчатый трубопровод 6 по гибкому трубопроводу через открытий вентиль И - в насос 12, которым подается далее через открытый вентиль 15 по гибкому трубопроводу в дырчатые трубы 8. Из дырчатых труб 8 вода поступает в придонные слои водоема. Водоотбойные (цитки 5 направляют выходящую воду из дырчатых труб 8 в придонные слои водоема. В процессе циркуляции воды описанным образом происходит интенсивное ее пеоемешивание с водой природного водоема, равномерное распределение растворенного в воде кислорода воздуха и предотвращается образование бескислородных мертвых зон в при-, донных слоях водоема, а также осуществляется максимальный газообмен водной среды воздухом. Кроме того, в процессе циркуляции воды водные растения совместно с корневой системой контактируют с очищаемой водой, чем достигается оптимальное поглощение ряда органических и минеральных веществ, предназначенных для удаления из воды путем биологической. адсорбции. Дополнительную очистку воды также осуществляет и микрофлора, которая образуется в виде тонкойслизистой пленки на корнях и стеблях водных растений и которая является наиболее активной при оптимальном кислородном режиме водной среды. По мере необходимости время от времени осуществляют корректировку глубины погружения в толщу воды перфорированного поддона с водной растительностью. Для его поднятия из воды перекрывают вентиль И, затем открывают вентиль 13 и таким образом воду из пустотелого пирамидообраз- . ного днища через дырчатую трубу 7

по гибкому трубопроводу через открытые вентиля 13 и 15 подают в дырчатые трубы 8 посредством насоса 12. По мере убытия воды из пустотелого пирамидообразного днища воздух через открытый вентиль 9 воздушного стояка поступает в пустотелое пространство, и перфорированный поддон всплывает кверху. При достижении заданной глубины погружения перфорированного поддона вентиль 13 перекрывают, затем открывают вентиль 14 и таким образом устройство снова выводят на заданный рабочий режим.

При необходимости излишнюю выросшую биомассу водной растительности удаляют из перфорированного поддона предварительно его подняв описанным образом на поверхность воды. После удаления излишней биомассы водной растительности перфорированный поддон погружают на заданную глубину Длину троса, удерживающего поддон с водными растениями посредством якоря 11, подбирают в зависимости от глубины водоема.

Благодаря обеспечению перфорированного поддона с водной растительностью устойчивой плавучестью и .оперативной регулировкой глубины егопогружения в толщу воды, а также циркуляции воды сверху вниз достигается погружение водных растений на заданную глубину и стабильное ее удержание даже при резко колеблющемся уровне воды в водоеме. В одном во.доеме можно размещать до нескольких перфорированных поддонов предложенно конструкции. За смет такой конструкции предложенного устройства появляется возможностью содержать водные растения в оптимальных условиях жизнедеятельности, обеспечивая оптимальный световой и газовый режим, а такж усиленный воднО солевой стеблей и корневой системы водных растений, что необходимо для интенсификации роста растений, и таким образом интенсификации процессов глубокой очистки и доочистки природных и сточных вод путем их обработки водными растениями совместно с сопутствующей микрофло юй.

Таким образом, предложенное устройство применимо для глубокой доочистки сточных вод в биологических прудах, а также для усиления процессов самоочищения воды в природных водоемах.

Формула изобретения

Устройство для биологической обработки природных и сточных вод,-содержащее вертикальные отстойники, секции биологического окисления и секции водной растительности, распо ложенные в перфорированных поддонах, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования путем обеспечения интенсификации .биологической очистки воды в открытых водоемах, удаления легколетучих токсичных веществ, а также обеспечения оптимального кислородного режима во есей толще воды, оно снабжено закрепленным под поддонами пустотелым пирамидообразным днищем, выполненным из наружной и внутренней стенок, с водоотбойными щитками, укрепленными по периферии днища, воздушным стояком, а также насосом и сообщенными с ним перфорированными трубопроводами, размещенными в нижней части днища на внутренней и наружной стенках.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР W 812761, кл., С 02 С 1/02, 25..06.79.,

У

i 1

i/zJ