способ очистки сточных вод

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод путем обработки воды активным илом в аэротенках и вторичных отстойниках с последующей ее доочисткой при помощи контакта с высшим водным растением в проточном канале, отличающийся тем, что в качестве высшего водного растения используют наяду мелкозубчатую (Najas microdon), при этом расход сточной воды в проточном канале устанавливают, исходя из условия, что на 1 кг массы растения приходится около 2,4 г азотистых веществ и 0,5 г фосфатов в сутки, а температуру воды в канале поддерживают (12 20)^oС, причем каждые 20 дней из бассейна удаляют 15 биомассы наяды мелкозубчатой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано на малых и крупных станциях очистки и доочистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод.

Известен способ очистки сточных вод в биологических прудах путем пропускания последних через камыш озерный, рогоз узколистный и тростник обыкновенный и дополнительно пропускания через камыш лесной, ежеголовник ветвистый, сусак зонтичный, осоку и др. [1]

Недостатком данного способа очистки вод является невозможность извлечения из сточных вод азотистых веществ и других минеральных соединений.

Известен также способ очистки сточных вод (СВ) путем обработки активным илом в аэротенках и вторичных отстойниках с последующей доочисткой, осуществляемой путем контакта с лекарственным растением аиром тростниковым - Acorus calamus Z. [2]

При использовании данного способа извлечения растворимых минеральных веществ происходит только в период вегетации перечисленных выше растений, что составляет в средней полосе России не более пяти месяцев в году.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод, который осуществляется в аэротенке с активным илом и во вторичном отстойнике с последующей доочисткой циперусом очереднолистным (Cyperus alternifolius) [3]

К основным недостаткам известного способа относится то, что в средней полосе России для создания в холодное время года оптимальной для развития циперуcа очереднолистного температуры окружающей среды требуется постройка очистных сооружений оранжерейного типа, что значительно удорожает стоимость строительства очистных сооружений. Кроме того, перед сбросом в водоем воды требуется насыщение ее кислородом.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса очистки путем насыщения ее кислородом, а также снижение материальных затрат для осуществления способа очистки сточных вод.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки сточных вод путем обработки воды активным илом в аэротенках и вторичных отстойниках с последующей ее доочисткой при помощи контакта с погруженным высшим водным растением в проточном канале в качестве высшего водного растения используют наяду мелкозубчатую (Najas microdon) при этом расход сточной воды в проточном канале устанавливают исходя из условия, что на 1 кг массы растения наяды приходится около 2,4 г азотистых веществ и 0,5 г фосфатов в сутки, а температуру воды в канале поддерживают +12 +20^oC, причем каждые 20 дней из бассейна удаляют 15% биомассы наяды мелкозубчатой.

Наяда мелкозубчатая (Najas microdon) это вечнозеленое, многолетнее растение, целиком погруженное в толщу воды, имеющее тонкие ветвистые стебли с расположенными на них узколинейными листьями светло-зеленого цвета. Листовая пластинка достигает 1,5 2,0 мм ширины и 25 30 мм длины. Корневая система наяды развита слабо, она чаще представлена нитевидными корнями белого цвета, выходящими из узлов стебля. Данное растение крайне неприхотливо, теневыносливо, легко размножается вегетативно, даже небольшие куски побега в скором времени превращаются в новые растения. При наличии грунта из нижних узлов образуется мочка корней, в этом случае стебли растут вертикально. При отсутствии грунта растения образуют в толще воды густое переплетение стеблей. Поглощение из воды растворенных в ней минеральных солей происходит всей поверхностью тела растения, а в воду выделяется кислород. Оптимальный температурный режим жизнедеятельности наяды мелкозубчатой находится в пределах +12^oC до +25^oC.

Растение сохраняет свою жизнедеятельность, даже находясь в воде под слоем льда на поверхности бассейна.

Приведенный заявителем поиск по научно-техническим и патентным источникам информации и выбранный из перечня аналогов прототип позволили выявить отличительные признаки в заявляемом техническом решении, следовательно, заявляемый способ очистки сточных вод удовлетворяет критерию изобретения "новизна".

А проведенный заявителем дополнительный поиск известных технических решений с целью обнаружения в них признаков, сходных с признаками отличительной части формулы заявляемого способа, показал, что признаки отличительной части формулы заявляемого способа очистки сточных вод в известных технических решениях не найдены, следовательно, заявляемое техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "изобретательский уровень".

Критерий изобретения "промышленная применимость" подтверждается тем, что данный способ очистки сточных вод может быть успешно использован с большой экономией материальных затрат на малых и крупных станциях очистки, при этом отпадает необходимость постройки сооружения оранжерейного типа.

Способ очистки сточных вод осуществляют следующим образом.

Сточные воды, прошедшие очистку в аэротенках с активным илом и вторичных отстойниках, поступают в бассейн со сточной водой, в которой находятся растения наяды мелкозубчатой. По мере движения воды растения наяды поглощают растворенные в воде минеральные соединения, не извлекаемые системой биологической очистки аммонийные соли, нитраты, нитриты, фосфаты, если расход сточной воды в бассейне устанавливается таким образом, чтобы на 1 кг живой массы растений приходилось 2,4 г азотистых веществ и 0,5 г фосфатов в сутки.

Эксплуатация сооружений осуществляется круглогодично, при условии соблюдения оптимального температурного режима от +12^oC до +25^oC и при удалении 15% биомассы наяды мелкозубчатой каждые 20 дней.

При этом отпадает необходимость в постройке сооружений оранжерейного типа, так как теплая сточная вода, окружающая со всех сторон стебли погруженных в нее растений, сама поддерживает для их жизнедеятельности температурный режим. Выделяемый наядой кислород насыщает воду до концентрации 8 9 мг/л.

Пример 1. Биологически очищенная вода в системе аэротенков и вторичных отстойников подается для глубокой очистки в проточный бассейн. Глубокая очистка происходит в проточном бассейне, засаженном наядой мелкозубчатой, при суточном колебании температуры воды от +20,5 до +22^oC. Плотность произрастания растения 30 кг в 1 м³ объема бассейна. Расход сточной воды устанавливается в 6, 12, 24 м³ на 1 м³ бассейна.

Результатом определения интенсивности поглощения наядой мелкозубчатой форм азота и фосфатов сведены в таблицу 1.

Из таблицы 1 видно, что максимальную интенсивность поглощения наяда проявляет при подаче 24 м³ на 1 м³ бассейна. При большой интенсивности начинается вынос растений вместе с потоком жидкости.

Поэтому данную нагрузку следует считать оптимальной, а интенсивность поглощения азотистых веществ около 0,1 г/кг/час, фосфатов 0,02 г/кг/час или 2,4 и 0,5 г/кг/сутки.

Пример 2. Биологически очищенная в системе аэротенков и вторичных отстойниках сточная вода подается для глубокой очистки в проточные каналы, один из которых засажен циперусом очереднолистным, второй наядой мелкозубчатой. Плотность живой массы, температура и подача сточной воды идентичны. Результаты сравнения интенсивности поглощения сведены в таблицу 2.

Из таблицы 2 видно, что наяда мелкозубчатая поглощает азотистые вещества (сумма форм азота) интенсивнее циперуса очереднолистного в 2,9, а фосфаты в 1,4 раза.

Предлагаемый способ очистки сточных вод позволяет резко снизить поступление в водоем с очистной сточной водой биогенных элементов, что уменьшает "цветение" воды и улучшает ее химический состав, а также значительно удешевляет стоимость строительства очистных сооружений.