УСТЬЕВОЕ ВОДООХРАННОЕ СООРУЖЕНИЕ

УСТЬЕВОЕ ВОДООХРАННОЕ СООРУЖЕНИЕ


RU (11) 2060970 (13) C1

(51) 6 C02F3/32 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93012936/26 
(22) Дата подачи заявки: 1993.03.12 
(45) Опубликовано: 1996.05.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1074836, кл. C 02F 3/32, 1984. 
(71) Заявитель(и): Безднина Светлана Яковлевна; Куприянов Олег Игоревич 
(72) Автор(ы): Безднина Светлана Яковлевна; Куприянов Олег Игоревич 
(73) Патентообладатель(и): Безднина Светлана Яковлевна; Куприянов Олег Игоревич 

(54) УСТЬЕВОЕ ВОДООХРАННОЕ СООРУЖЕНИЕ 

Использование: охрана водных объектов от поступления биогенных веществ, содержащихся в возвратных водах оросительных систем или в поверхностном стоке с территории богарного земледеления, и очистка возвратных вод с целью их последующего использования для орошения. Сущность изобретения: устьевое водоохранное сооружение состоит из последовательно расположенных по течению аванкамеры, блока физико-химического регулирования, блока биохимического регулирования качества воды. Аванкамера сопрягает блок физико-химического регулирования с открытым коллектором. Блок биохимического регулирования сопряжен с одной стороны с блоком физико-химического регулирования, а с другой - с водоприемником посредством водосливов-аэраторов и разделен фильтрационно-переливной плотиной на две секции. Гребень и низовой откос плотины покрыты слоем грунта с произрастающими на нем травами. Аванкамера сообщена с водоприемником посредством по меньшей мере двух ветвей проложенного под дном блока биохимического регулирования трубопровода, выходные патрубки которого с задвижками пропущены сквозь водосливы-аэраторы. 6 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности водных объектов от поступления биогенных веществ, преимущественно соединений азота, фосфора, а также пестицидов, СПАВ, фенолов, нефтепродуктов и тяжелых металлов, содержащихся в возвратных водах оросительных систем или в поверхностном стоке с территории богарного земледелия, а также к очистке возвратных вод с целью их последующего использования для орошения.

Наиболее близким предлагаемому по технической сущности и получаемому результату является система очистки воды, содержащая водоохранную полосу с наклонными стенками, выполненную в виде последовательно расположенных трех зон биофильтрации, засаженных водной растительностью разных видов, избирательно поглощающих загрязняющие вещества.

Недостатком этой системы является также недостаточная эффективность и качество очистки при переменных расходе и степени загрязнения возвратных вод. Кроме того, большие количества токсичных веществ в воде угнетающе действуют на растения зон биофильтрации, довольно быстро понижая их очистительную способность, приводя к преждевременной гибели растений и необходимости чистого восстановления блока биоочистки.

Устранить подобные недостатки позволяет предлагаемое устьевое водоохранное сооружение, содержащее водоохранную полосу в виде траншеи с водной растительностью и водоприемником, которое снабжено аванкамерой и блоком физико-химического регулирования, при этом траншея выполнена в виде блока биохимического регулирования с водосливами-аэраторами, сообщающими его с одной стороны с блоком физико-химического регулирования, а с другой стороны с водоприемником, блок биохимического регулирования снабжен фильтрационно-переливной плотиной, разделяющей его на две секции, отметка дна в которых уменьшается по направлению движения воды, плотина снабжена слоем грунта с травами, размещенными на ее гребне и низовом отсеке, сооружение снабжено также трубопроводом в виде двух ветвей с выходными патрубками и задвижками, проложенными сквозь водосливы-аэраторы под блоком биохимического регулирования.

Сооружение имеет линейно-протяженное расположение, обусловленное размещением его в устьевой части открытых коллекторов по оси коллектора. Основные элементы расположены последовательно по течению воды.

На фиг. 1 изображена схема устьевого водоохранного сооружения, вид сверху; на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг.3 схема работы блока биохимического регулирования качества воды в режиме биофильтрации; на фиг.4 то же, в режиме биофильтрации и перелива; на фиг.5 то же, в режиме сброса; на фиг.6 схема устройства переливной плотины.

Устьевое водоохранное сооружение начинается аванкамерой 1 (фиг.1), выполненной с прямым уклоном дна в земляном русле и оборудованной сороудерживающей решеткой 2 со служебным мостиком. Аванкамера сопрягает открытый коллектор 3 с блоком 4 сооружения, который представляет собой блок физико-химического регулирования качества воды. Блок выполнен в виде траншеи 5 с вертикальными бетонными стенками, земляным дном и откосной стенкой со стороны аванкамеры 1.

Блок 6 блок биохимического регулирования качества воды сопряжен с блоком 4 посредством водослива-аэратора 7, а также представляет собой траншею с вертикальными бетонными стенками, земляным дном со слоем ила, на котором произрастают гидромакрофиты. С обеих сторон вдоль всего сооружения расположены бермы 8 для эксплуатационных работ. В блоке 6 расположена фильтрационно-переливная плотина 9, которая делит блок на две секции 10 и 11, причем отметка дна в секциях 10 и 11 уменьшается по направлению движения воды.

Фильтрационно-переливную плотину 9 (фиг.6) выполняют с дренажной призмой из крупнообломочного грунта, защищенного несколькими слоями обратного фильтра. Гребень 12 и низовой откос 13 плотины покрывают растительным грунтом, на котором произрастают травы. Верховой откос со стороны секции 10 покрыт как и дно секции 10 илом с произрастающими на нем гидромакрофитами.

Блок 6 биохимического регулирования качества воды сопряжен с водоприемником 14 также посредством водослива-аэратора 7. Кроме того, под дном блока 6 проложены по меньшей мере две ветви сбросного трубопровода 15, соединяющего аванкамеру 1 с водоприемником 14. Сбросной трубопровод проложен сквозь водосливы-аэраторы и имеет выходные патрубки с задвижками 16.

Сооружение имеет возможность работать в 3 режимах: биофильтрации, биофильтрации и перелива, сброса.

При работе в режиме биофильтрации (фиг.3) в блоке 4 уровень воды поддерживается переливом через водослив-аэратор 7. В блоке 6 в секции 10 уровень поддерживается фильтрацией сквозь фильтрационно-переливную плотину 9. В секции 11 блока 6 уровень воды поддерживается переливом через выходной водослив-аэратор 7.

При работе в режиме биофильтрации и перелива (фиг.4) уровень воды в блоке 4 поддерживается переливом через водослив-аэратор 7. В секции 10 блока 6 уровень поддерживается фильтрацией сквозь фильтрационно-переливную плотину 9 и переливом через гребень 12 плотины. В секции 11 блока 6 уровень воды поддерживается переливом через выходной водослив-аэратор 7.

При работе сооружения в режиме сброса (фиг.5) в блоке 4 уровень воды находится ниже гребня водослива-аэратора 7 и поддерживается сбросом воды по сбросному трубопроводу 15, минуя блок 6, в водоприемник 14. В этом режиме в блоке 6 в обеих секциях вода отсутствует.

Предлагаемое устьевое водоохранное сооружение работает следующим образом.

Коллекторно-дренажные воды, проходя из открытого коллектора 3 через сороудерживающую решетку 2, оставляют на ней плавающие механические включения, попадают в аванкамеру 1, а затем в блок 4 физико-химического регулирования качества воды. За счет падения скорости воды в блоке 4 по сравнению со скоростью воды в коллекторе 3 происходит оседание влекомых наносов и взвешенных веществ. Блок 4 работает как отстойник. В результате удаления плавающих механических включений, влекомых наносов и взвешенных веществ изменяется рН воды, уменьшается БПК20 (БПК5), ХПК.

На входном водосливе-аэраторе 7 происходит аэрирование переливающегося верхнего осветленного слоя воды. При этом происходит дальнейшее уменьшение БПК20 (БПК5) и ХПК и изменение рН.

В двухсекционном блоке 6 блоке биохимического регулирования качества воды с фильтрационно-переливной плотиной 9, осуществляются процессы деструкции, элименации, накопления, сорбции, осаждения, ионного обмена, нитрификации, азотфикации, а также минерализации органического вещества. Все эти процессы в водной среде реализуются посредством создания оптимальных условий для развития фитоценоза гидромакрофитов, фито- и зоопланктона, фито- и зообентоса, а также формирования донных отложений и поселением на твердых рыхлоуложенных субстатах фильтрационно-переливной плотины анейробных микроорганизмов.

Кроме того, расположенный на гребне 12 и низовом откосе 13 фильтрационно-переливной плотины 9 растительный грунт с произрастающими на нем травами при переливе воды через гребень служат естественным геохимическим барьером для многих химических веществ. Благодаря этим процессам снижается содержание в воде биогенных и других загрязняющих веществ (азот общий и минеральный, фосфор общий и минеральный, калий, пестициды, СПАВ, фенолы, нефтепродукты, тяжелые металлы и др.) до уровня предельно допустимых концентраций.

Функция макрофитов как регуляторов качества воды заключается в способности высших растений поглощать, аккумулировать и выводить из биотического круговорота биогенные элементы и загрязнители.

Наиболее предпочтительны для культивирования в блоке 6 фитоценозы тростника обыкновенного и рогоза узколистного. Продолжительность наиболее эффективного периода работы обусловлена периодом вегетации этих водных растений. Начало работы повышение среднесуточной температуры воды и почвы более + 8оС (апрель-май). Окончание работы понижение среднесуточной температуры воды и почвы ниже +8оС (октябрь-ноябрь). За пределами этого периода регулирование качества коллекторно-дренажных вод осуществляют биофильтрацией через фильтрационно-переливную плотину 9, аэрацией воды на водосливах 7 и работой блока 4.

При соблюдении основных экологических требований к среде обитания тростника обыкновенного и рогоза узколистного эти растения обеспечивают снижение массы годового сброса по следующим основным загрязняющим веществам в наиболее эффективный период (с мая по октябрь) в от исходных концентраций: азот 90-99; фосфор 85-95; калий 45-60; хлор 65-75; фенол 70-80; железо 50-70; марганец 40-60; ГХЦГ 80-95; метафос 95-99; хлорофос 95-99.

После блока 6, на выходном водосливе-аэраторе 7 вода насыщается атмосферным воздухом. При этом происходит окончательная коррекция рН воды, ее БПК20 (БПК5), ХПК до пределов, не превышающих ПДК.

Благодаря работе блока 4, фильтрационно-переливной плотины 9, водосливов-аэраторов 7 допустимые нагрузки на сооружение по основным загрязняющим веществам могут превышать допустимые нагрузки по загрязняющим веществам на тростниково-рогозовый фитоценоз.

Предлагаемое устьевое водоохранное сооружение позволяет очищать коллекторно-дренажные воды при переменном расходе и степени загрязнения до норм, позволяющих использовать очищенную воду для орошения, рекриации и других целей. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Устьевое водоохранное сооружение, содержащее водоохранную полосу в виде траншеи с водной растительностью и водоприемником, отличающееся тем, что оно снабжено аванкамерой и блоком физико-химического регулирования, а траншея выполнена в виде блока биохимического регулирования с водосливами-аэраторами, сообщающими его с одной стороны с блоком физико-химического регулирования, а с другой стороны с водоприемником, блок биохимического регулирования снабжен фильтрационно-переливной плотиной, разделяющей его на две секции, отметка дна в которых уменьшается по направлению движения воды, плотина снабжена слоем грунта с травами, размещенными на ее гребне и низовом откосе, сооружение снабжено также трубопроводом в виде двух ветвей с выходными патрубками и задвижками, проложенными сквозь водосливы-аэраторы под блоком биохимического регулирования.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru