устройство для доочистки сточных вод

Формула изобретения

Устройство для доочистки сточных вод, включающее входное приспособление, каналы, образованные бермами, комплекты решеток с плавающими водными растениями, отличающееся тем, что на параллельных участках перпендикулярно движению потока воды выполнены затопленные на 0,5 - 0,7 м поперечные дамбы, не доходящие до берм, с насаждениями водно-воздушных растений с погруженными корнями и жесткими стеблями, чередующиеся с рядами решеток-носителей с растениями с плавающими корнями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области очистки сточных вод и предназначено для биохимической очистки и доочистки бытовых и промышленных сточных вод.

Известно устройство доочистки сточных вод в биопрудах, выполненных в виде резервуара, имеющего устройства для рассредоточенного напуска сточных вод и выпуска сточных вод, который разделен дамбами на ряд параллельных ступеней (секций пруда), имеющих вид каналов, соединенных между собой криволинейными участками, обеспечивающими движение воды в прямом и обратном направлениях внутри прямолинейного участка (Жуков А.И., Карелин Я.А., Колобанов С.К., Яковлев С.В. Канализация. М.: Стройиздат, 1969. С. 348 -349).

В биологических прудах вследствие небольшой глубины и значительной поверхности соприкосновения воды с воздухом обеспечивается прогрев всей толщи воды. При этом создаются условия для массового развития водных организмов, в частности планктонных водорослей, которые ассимилируют биогенные элементы и в результате процесса фотосинтеза обогащают воду кислородом, необходимым для окисления органических веществ.

Известный биологический пруд не обеспечивает эффективную очистку сточных вод из-за низкого коэффициента объемного использования вследствие значительной неравномерности распределения потоков воды в водоеме, имеющем большую площадь живого сечения потока и поверхности. В этих сооружениях не учитывается также роль погруженной и полупогруженной высшей водной растительности в окислительных процессах и ее влияние на гидравлику потока.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для очистки сточных вод с применением плавающих водных растений, содержащая входное приспособление для сточных вод, канал, образованный несколькими бермами, которые ограничивают ряд параллельных прямолинейных участков, соединенных один с другим криволинейными участками и направляющих сточные воды в прямом и обратном направлении внутри практически прямоугольного участка, комплект плавающих решеток, покрывающих поверхность воды и образующих ряд зон для содержания растений, и сами плавающие водные растения, занимающие водную поверхность этих зон (патент США N 5096577, 92.03.17, С 02 F 3/32).

Известное устройство недостаточно эффективно, так как функционально не используется весь объем сооружения. Вследствие неравномерности распределения скоростей движения биопруд имеет низкий коэффициент объемного использования. Кроме того, не учитывается влияние водной растительности на гидравлику потока и воздействие водно-воздушных растений на эффективность очистки сточных вод.

Проведенные обследования биопрудов показали наличие обширных зарослей озерного камыша на мелководной береговой и поворотных зонах биопруда, и в этих зонах зафиксированы пониженные скорости движения воды. В придонных областях имеются заросли погруженной растительности, способной в результате фотосинтеза выделять значительное количество кислорода, необходимого для окисления загрязнений и поддержания жизнедеятельности аэробных бактерий, участвующих в процессе очистки сточных вод.

Проведенные дополнительные исследования гидравлического и кислородного режимов работы биопруда известного решения подтвердили наличие зон с пониженными скоростями в береговой, поворотной, придонной областях и увеличение концентрации растворенного кислорода в этих зонах, накапливающегося за счет фотосинтеза погруженной водной растительности (таблица).

Сущность изобретения состоит в том, что устройство для доочистки сточных вод, включающее входное приспособление, каналы, образованные бермами, комплекты решеток с плавающими водными растениями, дополнительно включает на параллельных участках выполненные перпендикулярно движению потока воды затопленные на 0,5 - 0,7 м поперечные дамбы, не доходящие до берм, с насаждениями водно-воздушных растений с погруженными корнями и жесткими стеблями, чередующиеся с рядами плавучих решеток-носителей с растениями с плавающими корнями.

Поставленная цель достигается изменением направления движения сточных вод по горизонтали и по вертикали. По горизонтали - чередующимися рядами насаждений камыша озерного Scirpus lacustris плотностью 150 - 200 экз./м², прижимающими поток к береговым и поворотным зонам. Для создания благоприятных условий развития камыша озерного необходимо устройство в ложе пруда поперечных дамб, отметка верха которых лежит ниже уровня воды на 0,5 - 0,7 м (Малые реки России (использование, регулирование, охрана, методы водохозяйственных расчетов). - Свердловск: Сред.-Урал. кн. изд-во, 1988.-С. 246-247). Изменение направления движения сточных вод по вертикали достигается чередующимися рядами полупогруженной растительности, имеющей мощную корневую часть (например, эйхорния, рдест и др.), которые прижимают поток к донным зонам, занятым погруженной растительностью. Изменение направления потока обеспечивается за счет гидравлического сопротивления, создаваемого стеблями камыша озерного и полупогруженной растительностью с плавающими листьями, а также ее корневой системой.

Направление сточных вод в береговые, поворотные и придонные зоны увеличивает коэффициент объемного использования биопруда. При этом полнее используется кислород, накопленный в этих зонах, на окисление загрязнений и поддержание жизнедеятельности аэробных бактерий, биомасса которых находится на подводных частях поверхностей стеблей озерного камыша.

В результате повышения коэффициента объемного использования сооружения происходит интенсификация процесса очистки за счет вовлечения в него растворенного кислорода, накапливаемого в береговых, поворотных, придонных зонах в результате фотосинтеза водных растений. Наличие насаждений озерного камыша с жесткими стеблями на дополнительных поперечных дамбах увеличивает поверхность, на которой накапливается биомасса прикрепленных микроорганизмов, а погруженные водные растения являются поставщиками растворенного кислорода, поддерживающего жизнедеятельность этих прицепленных микроорганизмов, в результате чего также повышается эффективность очистки сточных вод.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на

фиг.1 - план биопруда,

фиг.2 - разрез биопруда.

Устройство для доочистки сточных вод представляет из себя биологический пруд 1 с подводящим лотком 2, в водоеме имеются каналы, образованные параллельными бермами 3, в каналах помещены решетки 4 с плавающими водными растениями. Каналы имеют поворотные зоны. На параллельных участках каналов, чередуясь с рядами решеток 4, установлены затопленные на 0,5 - 0,7 м поперечные дамбы 5 с насаждениями водно-воздушных растений с погруженными корнями и жесткими стеблями, не доходящие до берм 3, что дает возможность направить поток в береговую зону для более полного использования накопленного в ней в результате фотосинтеза водных растений растворенного кислорода и повысить коэффициент объемного использования сооружений. На поворотных зонах также установлены затопленные на 0,5 - 0,7 м дамбы - 5.

Пример. Для доочистки сточные воды, прошедшие полную биологическую очистку, попадают через лоток 2 в верхнюю часть биологического пруда 1. Равномерность распределения сточных вод по ширине и глубине потока осуществляют за счет сплошных насаждений камыша озерного во впускной зоне. После предварительного распределения сточные воды поступают последовательно в ряд секций пруда, выполненных в виде параллельных каналов, имеющих поворотные зоны. После прохождения секций очищенные сточные воды отводят через выпускное устройство. В начальный период эксплуатации в биологическом пруде формируют оптимальное сообщество зоо- и фитопланктона, погруженных и полупогруженных макрофитов и водорослей, обеспечивающее очистку сточных вод.

Создание чередующихся зон камыша озерного плотностью 150 - 200 экз./м² на затопленных на 0,5 - 0,7 м от поверхности поперечных дамбах 5 позволяет направлять горизонтально поток сточных вод к береговым и поворотным зонам с пониженными скоростями. Зоны со свободно плавающей полупогруженной высшей водной растительностью в решетках 4 направляют поток вертикально в придонные области, занятые погруженной растительностью. В результате повышается коэффициент объемного использования сооружения, и большее количество кислорода, накапливаемого в береговых, поворотных и придонных зонах в результате фотосинтеза водных растений, вовлекается в химические процессы окисления органических и некоторых неорганических загрязнений. При этом повышается эффективность доочистки сточных вод в биопруде.