Спосіб знезараження води

Винахід відноситься до способу знезараження води вищими рослинами в природних умовах і може бути використаний на малих та більш великих станціях по очищенню господарчо-побутових та промислових вод, а також на станціях по підготовці води для технологічних та господарчо-побутових вод. В практиці знезараження очищених стічних вод від вір усів невідомий радикальний спосіб, який би застосовувався для цих цілей. Очи щену стічн у воду знезаражують хлорагентами, озоном, ультразвуком за допомогою акустичних засобів - ультразвукового генератора, або кавітаційних процесів. Застосування хлорагентів веде до утворення цілого комплексу хлорорганічних сполук в природних водоймищах, які негативно впливають як на вегетуючі в ни х асоціації гідробіонтів, так і на здоров'я людей. Застосування ультразвуку, кавітації, ультрафіолетового опромінення та озону в практиці знезараження води на очисних спорудах веде до збільшення вартості очищення води вдвічі, а самі процеси знезараження не завжди надійні. Пропонуються також способи доочистки води, наприклад стічної, яка пройшла попередню очистку на класичних очисних спорудах, в спорудах, засаджених вищою водяною рослинністю, наприклад в біопрудах. Відомо, що окремі вищі водяні рослини, наприклад аїр, комиш, манник виділяють у воду свої специфічні фітонциди і згубно діють як на патогенну мікрофлору, так і на віруси, (Л.Ф.Лукіна, М.Н.Смірнова. Физиология высших водных растений. Изд. «Наукова Думка», Киев, 1988, стр.136). Найбільш близьким до пропонуємого способу по технічній суті та досягаємому ефектові є спосіб доочищення стічної води, що включає обробку води в водоймах, які засаджені вищою рослинністю, а також вічнозеленим богульником - Ledum palustre та чорною вільхою Ainus glutinosus (А.С. СССР №916438, кл. С02F3/32, 1982). В якості вищої рослинності використовують багаторічні трав'янисті рослини з добре розвинутою кореневою системою, а також водні рослини, наприклад комиш. Трав'яниста рослинність забезпечує сорбування з потоку води різних розчинених речовин, асимілюючи їх, та створює умови для розвитку адаптованої мікрофауни зелених та інших видів водоростей, внаслідок чого здійснюється насичення води киснем. Богульник продуцює та виділяє в навколишнє середовище (крізь корені, листя, гілки та квіти) сильнодіючі антибактеріальні речовини, які мають бактеріцидну дію по відношенню до різних збудників захворювань - туберкульозу, ревматизму, бронхіальної астми, дизентерії та ін. Згідно цього способу потік води, що підлягає очищенню та знезараженню, спрямовують на рослини таким чином, щоб вода змочувала тільки кореневу систему рослин. Термін контакту води з рослинами в залежності від пори року складає 2-12год сонячного освітлення. Описаний вище спосіб має суттєві недоліки. По-перше, термін знезараження води за таким способом досить тривалий. Це пов'язане з тим, що в нічний час у богульника та вільхи чорної вегетаційні процеси уповільнюються до нуля і перестають виділятися ефірноолійні речовини, тобто, знезараження води у нічний час не здійснюється. Крім того, взимку, коли листя та гілки відмирають, процес знезараження води в таких споруда х зовсім припиняється. Уповільнює знезараження води і те, що вода, яка підлягає знезараженню, контактує тільки з кореневою системою богульника та вільхи чорної по тій причині, що вони не можуть повністю знаходитися у воді, а це приводить до створення великої санітарної зони розриву. По-друге, віруліцидна дія рослин, які використовуються в цьому способі, незначна, тому що фітонциди, які згубно діють на віруси, виділяють тільки корені вищих рослин, наприклад комишу, а богульник та вільха чорна знезаражує, головним чином, патогенну мікрофлору. В основу винаходу, що заявляється, покладена задача створення способу доочистки води за допомогою таких вищих водяних рослин, які б інтенсифікували процес очистки води шляхом цілодобового їх знезараження протягом всіх сезонів року, а також підвищили знезаражувальний ефект по відношенню до вірусів. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі знезараження води, який включає обробку води в біологічних ставках, засаджених вищою водяною рослинністю, в якості вищої водяної рослинністі використовують аїр болотяний Acorus calamus та рогіз широколистий Typha latifolia. В водоймах, які засаджені аїром болотяним та рогізом широколистим, процес знезараження води здійснюється протягом всієї доби та всіх сезонів року, тому що аір болотяний та рогіз широколистий можуть в нічний час для продовження процесу вегетації використовувати розчинений у воді кисень і тим самим продовжувати процес знезараження цілодобово. В осінньо-зимовий період після скидання листя та відмиранні стебла процес вегетації у ни х не затухає із-за того, що вони викидають удавані стріли росту, за рахунок яких протягом всього періоду йде інтенсивне накопичування мінеральних речовин і, звісно, постійно йде виділення ефірно-олійних речовин, які згубно діють як на патогенну мікрофлору, так і на віруси. Таким чином, аір болотяний та рогіз широколистий інтенсифікують процес знезараження та підвищують якість очищення води від вірусів. Найбільш виражена антимікробна та антивірусна дія спостерігається у Acorns calamus - аїру болотяного. В лабораторних умовах вивчалась активність екстрактів з вищих водяних рослин (аїру болотяного та рогозу широколистого) стосовно вірусів поліомієліту II типу Себіна (штам Р-712, ch 2 - a, b). Дані антивірусної активності аїру та рогозу наведені в табл.1. Таблиця1 Антивір усна активність екстрактів із вищих водяних рослин відносно вірусів поліомієліту II типу Себіна (штам Р-712, сh 2 - а,b) Назва рослин Вихідний титр вірусу (БУО/мл) Acorus calamus L.(aip болотяний) Typha latifolia L. (рогіз широколистий) Приклад здійснення способу. Залишкова інфекційність Ефективність пригнічення, вірусу (БУО/мл) % (1,21±0,73)×105 (4,5±0,5)×103 99,98 (1,21±0,73)×105 (2,05 ±0,96)×103 90,36 На очисних спорудах на 3000м 3/доб побудували ставок доочищення та знезараження очищених стічних вод, який засадили на вході рогозом широколистим, а на виході аїром болотяним. Ставок заповнили господарчопобутовою водою, яка була попередньо очищена в системі біологічної очистки (наприклад, у відстійниках, аеротенках, вторинних відстійниках, минаючи стадію хлорування або часткового хлорування. Експлуатацію ставка здійснювали по всім порам року. В літніх (таблиця 2) та зимових умовах (таблиця 3) на вході, де висаджений рогіз широколистий, та на виході, засадженому аїром болотяним, відбирали проби води в середині заростей обох асоціацій. Досліджуванням динаміки інактивації вірусів поліомієліту II типу Себіна (штам Р-712, ch 2 - a,b) встановлено, що вода, яка проходить крізь зарості та по кореневій системі рогоза широколистого та аїру болотяного, звільняється від вірусів. Ефект, отриманий в дослідах, проведених в промислових умовах, підтверджує факт природного самоочищення води і він набагато вище від результатів хімічного та фізичного методів знезараження води. Таблиця 2 Дані дослідів, які були проведені в промислових умовах в літній період № зразка 1 Характеристика вищої водяної рослинності 3 Вхід в біоставок Вода біоставка (аїр болотний) Вода біоставка (рогіз широколистий) 4 5 Вихід з біоставка Контроль 2 1 добу (1,07±0,31)×102* 93,43** (7,95±0,27)×10 95,12 (4,32±0,44)×10 97,34 (5,22±0,48)×10 96,79 (1,63±0,4)×103 Динаміка інактивації вірусів на: 2 добу (5,45+0,49)×10 96,65 (3,41±0,39)×10 97,90 (2,72±0,35)×10 98,33 (3,18±0,38)×10 98,05 (1,63±0,4)×103 5 добу (4,0+0,44)×10 96,85 0 100 7,5+0,19 99,40 (2,5+0,11)×10 98,03 (1,27±0,79)×103 Примітка: * - чисельник - залишкова інфекційність вірусу поліомієліта II типа Себіна (штам Р - 712, ch, 2ab) БУО/мл; ** - знаменник - ефективність інактивації вірусу, в %. Таблиця 3 Дані дослідів, які були проведені в промислових умовах в літній період № Характеристика вищої зразка водяної рослинності 1 3 Вхід в біоставок Вода біоставка (рогіз широколистий) Вода біоставка (аір болотний) 4 5 Вихід з біоставка Контроль 2 1 добу (4,77±0,47)×10* 95,23** (5,68±0,51)×102 94,32 (2,75±0,35)×102 97,25 (2,72±0,35)×102 97,28 (10,0±0,67)×103 Динаміка інактивації вірусів на: 2 добу (4,0±0,45)×10 99,54 (2,0±0,41)×10 99,77 (2,27±0,32)×10 99,74 (1,82±0,28)×10 99,79 (8,75±0,66)×103 5 добу (2,72±0,35)×10 99,67 2,05±0,3 99,75 (2,02±0,35)×10 99,76 (0,86±0,41)×10 99,89 (8,25±0,64)×103 Примітка: * - чисельник - залишкова інфекційність вірусу поліомієліта II типа Себіна (штам Р - 712, ch, 2ab) БУО/мл; ** - знаменник - ефективність інактивації вірусу, в %. З вище наведеного, можна зробити висновок, що застосування природних процесів знезараження очищених стічних вод в біологічних ставках з визначеними видами вищих водяних рослин відкриває можливість широкого їх впровадження в водопідготовку, в споруди по глибокому доочищенню стічних вод з одночасним їх знезараженням.