Фітоаеротенк для очистки стічної комунальної води

1 Фітоаеротенк для очистки стічної комунальної води, який складається із корпусу, патрубка подачі води на очистку із розподільною мережею, розташованою в корпусі, трубопроводу відводу очищеної води, системи газонасичення та шару вищих рослин, який відрізняється тим, що рослинний шар складається з вищих водних рослин, наприклад, лікарського аїру тростинного (Acorus calamus Z), коренева система якого утримується гранульованою засипкою, розміщеною на перфорованій несучій конструкції, що розташована в корпусі нижче поверхні води, а також додатково обладнаний мережею для відбору та виведення очищеної води, котра розміщена вище гранульованої засипки з рослинним шаром і приєднана через сифон-пульсатор до трубопроводу відводу очищеної води Винахід призначений для очищення та знезараження води від ПОЛІДОМІШКОВИХ включень, у тому числі з'єднань азоту та фосфору шляхом комплексної обробки води і може застосовуватись на станціях очистки і доочистки стічної комунальнопобутової та води промислових підприємств Відомий пристрій для очистки стічних вод шляхом и флотаційної обробки, який включає корпус з патрубками подачі і відводу води, систему збору шламу [1] Недоліком флотатора є низька ефективність видалення домішок та вилучення флотаційної маси, а довготривала експлуатація флотаційної маси приводить до її загнивання і збагачення води, що пройшла очистку органічними продуктами ЖИТТЄДІ го значення редокс-потенціалу води, що подається на очищення Відносно низькі показники сприяють флотаційній активності домішкових включень [3] Для вилучення широкого спектру домішок, особливо тих, що знаходяться в розчиненому стані (нітрати, нітрити, води з гальванічного виробництва та ш ) необхідно ефективне газонасичення води для сприяння розвитку мікроорганізмів, які забезпечують утворення флотаційного шару Більш близькою конструкцією до рішення, що пропонується є установка очищення води, яка складається із корпусу, патрубка подачі води на очистку із розподільною мережею, розташованою в корпусі, трубопроводу відводу очищеної води, системи газонасичення та шару вищих рослин [4] (прототип) Недоліком роботи пристрою є низька ефективність вилучення домішкових включень з'єднань азоту та фосфору, якими особливо збагачені побутові СТІЧНІ води За допомогою активного мулу денітріфікація можлива в аеробних умовах при відносно низьких значеннях редокс-потенціалу (гН = 13 - 17 одиниць), чого не може забезпечити ЯЛЬНОСТІ мікроорганізмів Процес вилучення флотошламу більш зручно вирішується в конструкції флотатора, який містить корпус з перегородками, трубопроводи подачі води на очистку і відводу очищеної води [2] Але ефективність його роботи залишається недостатньо високою, особливо від азотмістких та фосфорорганічних забруднень за рахунок високо 2 Фітоаеротенк по п 1, який відрізняється тим, що система газонасичення об'єднана із розподільною мережею подачі води на очищення і виконана у вигляді коаксіальних перфорованих трубопроводів (О (О 00 ю 45866 рослини активно поглинають з'єднання азоту (N), фосфору (F), калія (К), кальцію (Са), натрію (Na), сірки (S), заліза (Fe), кремнію (Si) та інших забруднень Саме для вищих водних рослин-макрофітів ці елементи є необхідними поживними речовинами [6] Тому вилучення широкого спектру забруднень за допомогою цих рослин (серед яки можуть бути також тростина звичайна - Piragmites austrahs, чорна вільха - Alnus glutmozus, сіра вільха - Alnus mcane, кущі багульника - Ledum palustre, та ІНШІ) Є не тільки використання природного процесу без застосування додаткової хімічної обробки, але й високоефективним процесом А приєднання мережі для відбору очищеної води до трубопроводу и відводу через сифон-пульсатор, забезпечує не тільки рух води вздовж усієї поверВ основу винаходу поставлена задача, в фітохні рослин, ,але й пульсуючий режим самого руху аеротенку для очистки стічної комунальної води, Це створює більш сприятливі умови масообміну за рахунок розташування рослинного шару, який між рослинами та рідким середовищем рослинскладається з вищих водних рослини, наприклад, мікрофітівякі знаходиться в гранульованій засипці лікарського аїру тростинного (Acorus calamus Z), пристрій-прототип Іншим недоліком є мала площа контакту між біомасою та поверхнею вищих рослин із водним середовищем, що сприяє скороченню тривалості ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ біомаси, скорочує час фільтроциклу, прискорює загнивання активного мулу Після регенерації біомаси, нарощування її в необхідній КІЛЬКОСТІ є довготривалим процесом, а тому ефективна робота установки можлива через тривалий період, на протязі якого вода проходить неочищеною Невисока ефективність вилучення забруднень рослинним шаром в запропонованій конструкції є результатом малої площі контакту між водним середовищем та кореневою системою рослин, для яких азот та фосфор є поживними речовинами коренева система якого утримується гранульованою засипкою, розміщеною на перфорованій несучій конструкції, що розташована в корпусі нижче поверхні води, а також додатково обладнаний мережею для відбору та виведення очищеної води, котра розміщена вище гранульованої засипки з рослинним шаром і приєднана через сифонпульсатор до трубопроводу відводу очищеної води, забезпечити зменшення редокс-потенціалу води і збільшити питому площу контакту масообміну між водою та кореневою системою вищих водних рослин Поставлена задача досягається в конструкції фітоаеротенка, який складається із корпусу, патрубка подачі води на очистку із розподільною мережею, розташованою в корпусі, трубопроводу відводу очищеної води, системи газонасичення та шару вищих рослин, за рахунок того, що рослинний шар складається з вищих водних рослини, наприклад, лікарського аїру тростинного (Acorus calamus Z), коренева система якого утримується гранульованою засипкою, розміщеною на перфорованій несучій конструкції, що розташована в корпусі нижче поверхні води, а також додатково обладнаний мережею для відбору та виведення очищеної води, котра розміщена вище гранульованої засипки з рослинним шаром і приєднана через сифон-пульсатор до трубопроводу відводу очищеної води Поставлена задача може бути досягнута за рахунок того, що система газонасичення об'єднана із розподільною мережею подачі води на очищення і виконана у вигляді коаксіальних перфорованих трубопроводів Завдяки запропонованому технічному рішенню, зокрема розташуванню вищих водних рослин (утому числі -лікарських) у верхній частині водного середовища пристрою за допомогою гранульованої засипки, в якій утримується коренева система рослин у поєднанні із додатковим обладнанням мережею для відбору та виведення очищеної води, розміщеною вище гранульованої засипки з рослинним шаром створюється рух води у вертикальному напрямі, чим досягається максимальна площа контакту водного середовища із кореневою системою та поверхнею рослин Саме вищі водні Конструктивне виконання системи газонасичення у вигляді коаксіальних перфорованих трубопроводів із об'єднанням газоподаючої лінії та води в розподільній мережі дозволяє зменшити редокс-потенціал і підтримувати його в оптимальних межах незалежно від попереднього значення цього параметру, особливо це є важливим для комунальних підприємств із непрогнозованим типом забруднень, досягти яка включає трубопровід подачі та розподільчу мережу розташовану в нижній частині корпусу із дросельними отворами, додатково обладнана На фіг зображена принципова схема фітоаеротенка Фітоаеротенк складається із патрубка подачі води на очистку 1, трубопроводу подачі газового середовища 2, корпусу 3, розподільної мережі, яка одночасно є і системою газонасичення 4, із коаксіальними перфорованими трубопроводами 5 і 6 подачі газу, перфорованої несучої конструкції 7, із розташованою гранульованою засипкою 8, на якій утримується коренева система шару вищих водні рослини 9, мережі для відводу та виведення очищеної води 10, котра через сифон-пульсатор 11 з'єднана із трубопроводом відводу очищеної води 12 Фітоаеротенк працює слідуючим чином Вода на очистку в корпус 3 надходить по трубопроводу 1 із одночасною подачею стиснутого газу по трубопроводу 2 Обидва середовища потрапляють в розподільчу мережу 4, що знаходиться в нижній частині корпусу 3 і одночасно є системою газонасичення, яка виконана у вигляді коаксіальних перфорованих трубопроводів 5 і 6, при цьому газ (повітря) надходить по внутрішньому трубопроводу 6, а тому із мережі 4 в об'єм корпусу надходить перенасичена газом вода із нерозчиненим газом Висока вміст газу (розчиненого) у воді, та постійний контакт із газовим (нерозчиненим) середовищем зменшує редокс-потенціал до стабілізації оптимального значення, що створює умови для активізації процесу флотації частинок при участі активного мулу, а самі флоточастинки є сорбентами широкої гами різноманітних забруднень, присутніх в СТІЧНІЙ воді Окрім того, перенасичення газом води приводить до окислення до 45866 мішок, які знаходяться в ІОННІЙ формі (розчинених) Використання запропонованих рішень в коміз переведенням їх в дисперсний стан Таким чиплексі призводить до прискорення масообмінних ном вода, що вертикально піднімається до рівня процесів вилучення домішкових включень, продоперфорованої несучої конструкції, є підготовленою вжити активну (в плані очищення) ЖИТТЄДІЯЛЬНІСТЬ до подальшого процесу очищення Проходячи активного мулу, його регенерацію крізь перфоровану несучу конструкцію 7, просочуЗапропоновані конструктивні рішення, їх спіється крізь гранульовану засипку 8 (наприклад, льне використання, є ВІДМІННИМ ВІД ВІДОМИХ пригравій), за яку утримується коренева система вистроїв аналогічного призначення і дозволяють дощих водних рослини-макрофітів 9 Безпосередній сягти вищої якості процесу вилучення домішок із контакт як кореневою системою, так і більшою стічної води Адже пристроєм реалізується комповерхнею цих рослин призводить до поглинання плексне очищення, із використанням процесу окирослинами (вилучення із води) багатьох домішок, слення розчинених домішок шляхом газонасиченприсутніх у воді і найбільш інтенсивно - забрудня із одночасним зниженням редокс-потенціалу нень, що містять азот та фосфор адже більшість із води, флотаційне очищення із використанням акних є поживними речовинами для рослин Після тивного мулу, який також є сорбентом та виконує комплексної обробки, яка базується на використранспортну функцію перенесення домішок до танні процесів окислення, флотації та фітоконтаккореневої системи фіто контакти о і системи, що тної адсорбції, очищена вода збирається мережею прискорює процес фітоочищення відбору та и виведення 10, розташованою у верхВажливим є і те, що принцип роботи фітоаероній частині корпусу 3 і по трубопроводу через ситенку, що закладений в його конструкцію, базуєтьфон-пусатор 11, яким створюється імпульсний рух ся на використанні явищ природного масообміну, води в корпусі 3, виводиться з пристрою по патрувилучення шкідливих для людини речовин, шлябку 12 хом їх поглинання рослинами, для яких вони є поживними Технологія є безпечною у використанні, Запропоноване технічне рішення має суттєві вона не потребує обробки води спеціальними ХІМІВІДМІННОСТІ від пристроїв аналогічного признаЧНИМИ реагентами, простою як для впровадження, чення так і для використання Запропоноване виконання системи газонасичення дозволяє знизити редокс-потенціал води до Пристрій по капітальних та експлуатаційних рівня, що є оптимальним для забезпечення ефеквитратах є відносно дешевим, адже конструктивні тивного очищення води від широкого спектру заелементи не орієнтовані на використання складбруднень них і високовартісних матеріалів та комплектуючих а обслуговування не потребує збільшення штату Конструкцією реалізується технологія фітоконта кваліфікаційного рівня працюючих тактної обробки води Розташування вищих водних рослин-мікрофітів у верхньому шарі корпусу, Література поєднання із додатковим обладнанням мережею 1 Патент США №3121680, кл 210-44,1964 для відбору та виведення очищеної води, розмі2 а с №549428, кл В 02 F 1/24, 1975 щеною вище гранульованої засипки з рослинним 3 С В Яковлев, А А Свердликов ГНЦ НИИ шаром, дозволяє забезпечити максимально повну ВОДГЕО, г Москва, Г П Щербина, М М Земляк, площу контакту між водним середовищем і росА И Свердликов НИКТИ ГХ Технология глубокой линним шаром, як и кореневої системи, так і стеббиологической очистки сточных вод в модульных лової частини, у той час як ця технологія реалізукомбинированных колонных и корпусных биореакється тільки із використанням водойм-очищувачів, торах, г Киев коли коренева система знаходиться у ґрунті дна, 4 А с №1761678, кл С 02 F 1/00, 1/24, В 01 чим відділена від контакту із водою [6] В запропоD36/04, 1992 нованому фітоаеротенку суттєво підвищує ефек5 А с №1281529, кл С 02 F 3/32, 1987 тивність очищення, Цьому сприяє динамічно6 К Янкявичюс и др Использование высших коливальний рух води, що забезпечується сифоводных растений для биологической очистки эвтном-пульсатором на макрорівні, а також бульбарофных водоемов — ЦООНТИ-ИНИОН, шок газу - на мікрорівні, що забезпечується консг Вильнюс трукцією системи газонасичення їх спільне і 7 Коцар Е М Инженерные сооружения типа узгоджене використання сприяє прискоренню ма«биоплато», как блок доочистки и водоотведения с сообмінних процесів, фітоадсорбцм забруднень, неканализованных территорий Тезисы докладов які для ряду рослин є необхідними для їх ЖИТТЄДІмеждународной конференции «AQVATERRA», ЯЛЬНОСТІ Санкт-Петербург —1999 — с 72-73 45866 5 6 ФИГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71