Рециркуляційне біоплато для очисних споруд підприємств молочної промисловості

1. Рециркуляційне біоплато для очисних споруд підприємств молочної промисловості, яке складається із корпусу, заповненого фільтруючим зернистим завантаженням із висадженими у ньому вищими вологолюбними рослинами, трубопроводу подачі стічної води в корпус із дренажною мережею її розподілу, розташованою в зоні кореневої системи рослин, дренажу збору, розташованого в нижній зоні корпусу і приєднаного до трубопроводу відводу очищеної води в збірний резервуар, яке відрізняється тим, що додатково обладнане комплексом підготовки і подачі рециркуляційної води, який містить проміжний відбірний трубопровід, встановлений між дренажною мережею розподілу та дренажем збору води і гідравлічно з'єднаний через буферний резервуар із контактним освітлю U 2 (19) 1 3 приєднаного до трубопроводу відводу очищеної води в збірний резервуар [2] (прототип). Недоліком пристрою є низька ефективність вилучення з води забруднень, особливо при наявності широкого спектру сполук, які відрізняються своїми властивостями, наприклад, при одночасному вмісті домішок органічного та неорганічного походження, кожні із яких можуть перебувати в розчиненому або зваженому стані. Причиною є стабільно низькі показники редокс-потенціалу води, що створює умови для стабілізації системи вода-забруднення і робить неможливим окислення домішок. Фітосорбційне очищення, його ефективність та продуктивність, в значній мірі залежить від мікробіологічної складової в зоні кореневої системи вищих вологолюбивих рослин, адже за допомогою активного мулу, котрий розвивається на гранулах завантаження у вигляді біоплівки, руйнує структуру забруднень до складових, здатних до поглинання рослинами. Пристрій-прототип не забезпечує формування необхідного мікробіологічного середовища і технологія, що реалізується в його конструкції передбачає стихійне нарощування біоплівки, котре потребує тривалого часу і не може бути стабільним при зміні забруднень, що не сприяє оптимальним умовам життєдіяльності активного мулу, на що, в значній мірі, впливає редокспотенціал середовища [3]. Важливою особливістю для біологічного очищення із використанням рослинного шару є тривалість контакту забруднень в зоні кореневої системи рослин, адже і за умов оптимального балансу між активним мулом і рослинами, активний мул може «переробляти» забруднення (для нього вони є джерелом енергії) на високодисперсні форми, які можуть захоплюватися і виноситися разом із водою, а тому необхідно створити умови для більш тривалого знаходження забруднень для максимально повного проходження масообмінних фітосорбційним процесів. В основу корисної моделі поставлено задачу, в рециркуляційному біоплато, шляхом додаткового обладнання комплексом підготовки і подачі рециркуляційної води та системою подачі реагентів і розчину біодеструктора, забезпечити підвищення редокс-потенціалу води, що надходить на очищення і прискорити швидкість фітосорбційних процесів в присутності активного мулу. Поставлена задача досягається в рециркуляційному біоплато, який складається із корпусу, заповненого фільтруючим зернистим завантаженням із висадженими у ньому вищими вологолюбивими рослинами, трубопроводу подачі стічної води в корпус із дренажною мережею її розподілу, розташованою в зоні кореневої системи рослин, дренажу збору, розташованого в нижній зоні корпусу і приєднаного до трубопроводу відводу очищеної води в збірний резервуар, згідно корисної моделі, додатково обладнаний комплексом підготовки і подачі рециркуляційної води, який включає проміжний відбірний трубопровід, встановлений між дренажною мережею розподілу та дренажем збору води і гідравлічне з'єднаний через буферний резервуар із контактним освітлювачем, який містить стільниковий блок до якого підведена систе 47306 4 ма подачі реагентів і розчину біодеструктора, а також рециркуляційний трубопровід, що з'єднує контактний освітлювач із трубопроводом подачі стічної води. Поставлена задача досягається за рахунок того, що контактний освітлювач виконаний у вигляді окремого резервуару, в якому розміщений стільниковий блок із системи полиць, таким чином, що утворює нижню і верхню зони, в нижню зону заведений трубопровід подачі води із буферного резервуару і трубопровід відводу осаду, а у верхню зону заведений рециркуляційний трубопровід, що з'єднує розділювач із трубопроводом подачі стічної води. Поставлена задача досягається за рахунок того, що система подачі реагентів, розчину біодеструктора виконана із окремих бокс-дозаторів кожного із реагентів і розчину біодеструктора, обладнаних трубопроводами дозування, приєднаними до трубопроводу подачі води із буферного резервуару в контактний освітлювач. Додаткове обладнання пристрою комплексом підготовки і подачі рециркуляційної води дозволяє створити умови для впливу на редокс-потенціал водної системи, що подається на очищення, разом із формуванням відповідного мікробіологічної субстанції, що здатна руйнувати забруднення до форм. здатних до поглинання кореневою системою вищих рослин, таким чином прискорювати процеси фітосорбційного поглинання. Виконання комплексу підготовки і подачі рециркуляційної води із проміжного відбірного трубопроводу, встановленого між дренажною мережею розподілу та дренажем збору води і гідравлічне з'єднаний через буферний резервуар із контактним освітлювачем дозволяє одночасно проводити відбір і підготовку води для її рециркуляційного використання із одночасним контролем ефективності очищення, що впливає на моделювання водного середовища, що спрямовується рециркуляційним трубопроводом. Для контролювання може використовуватись буферний резервуар. Відбір води через спеціальний трубопровід, встановлений між дренажними мережами і спрямування її через буферний резервуар в контактний освітлювач, який містить стільниковий блок дозволяє моделювати середовище шляхом введення розчину реагентів за допомогою відповідної системи подачі, а також розчину біодеструктора для створення реагентно-біологічного середовища, здатного змінювати редокс-потенціал води та моделювати такі властивості активного мулу, що відповідає характеристикам забруднень, для вилучення останніх, коли підготовлена вода подається рециркуляційним трубопроводом в лінію подачі стічної води. Виконання контактного освітлювача у вигляді окремого резервуару, в якому розміщений стільниковий блок із системи полиць, таким чином, що утворює нижню і верхню зони, в нижню зону заведений трубопровід подачі води із буферного резервуару і трубопровід відводу осаду, а у верхню зону заведений рециркуляційний трубопровід, що з'єднує розділювач із трубопроводом подачі стічної води дозволяє створити умови для вилучення 5 мінерального баласту, що міг бути захоплений в середній частині фільтрувального завантаження, а також створити умови для початку розвитку активного мулу за умов відсутності забруднень, що здатні скорочувати життєдіяльність активного мулу та узгодження продуктивності та якості відбору води та формування реагентно-біологічного середовища. Для цього система подачі реагентів, розчину біодеструктора виконана із окремих бокс-дозаторів кожного із реагентів і розчину біодеструктора, обладнаних трубопроводами дозування, приєднаними до трубопроводу подачі води із буферного резервуару в контактний освітлювач, що дозволяє забезпечити можливість індивідуального регулювання і подачі реагентів, біодеструктора, відповідно до характеристик-забруднень, котрі знаходяться у воді. Завдяки комплексному підходу можливо запрограмувати періодичність та кількість введення відповідних розчинів, при цьому використання контактного освітлювача із стільниковим блоком використовується не за прямим призначенням, а для генерування водного середовища, яке здатне безпосередньо вплинути на якість комплексного біологічного очищення із використанням мікробіологічних процесів і фітосорбційного масообміну. На кресленні зображена схема рециркуляційного біоплато. Рециркуляційне біоплато складається із трубопроводу подачі води на очищення 1, із дренажною мережею її розподілу 2, розташованою в корпусі 3, котрий заповнений фільтруючим зернистим завантаженням 4. в якому висаджені вищі вологолюбиві рослини 5, проміжного відбірного трубопроводу в, заведеного в буферний резервуар 7, обладнаний насосом подачі води 8 в транспортний трубопровід 9, в який заведені лінії ведення реагентів, наприклад, коагулянту 10 із бокс-дозатора 11, флокулянту 12 із бокс-дозатора 13, розчину біодеструктора 14 із бокс-дозатора 15, перед введенням транспортного трубопроводу в контактний освітлювач 16, який містить стільниковий блок із системи полиць 17 таким чином, що утворює нижню 18 і верхню 19 зони, в нижню зону заведений трубопровід подачі води із буферного резервуару і трубопровід відводу осаду 20, а у верхню зону заведений рециркуляційний трубопровід 21, що з'єднує розділювач із трубопроводом подачі стічної води. В нижній зоні корпусу біоплато розміщений збірний дренажний трубопровід 22, заведений в збірний резервуар 23, до якого підведений трубопровід відводу очищеної води 24. Рециркуляційне біоплато працює наступним чином. Вода на очищення подається по трубопроводу 1 в потік якої додається рециркуляційна освітлена вода із рециркуляці иного трубопроводу 21, підготовлена таким чином, що містить добір реагентів, а також розчин біодеструктора, в залежності від характеру забруднень. Реагенти, а також штами біодеструктора призводить до зростання редокспотенціалу води і процесу мікробіологічного розкладання забруднень, особливо тих, що мають органічне походження. Підготовлене, таким чином, водне середовище через дренажну мережу її розподілу 2 надходить (фільтруюче зернисте заван 47306 6 таження 4, яким заповнений корпус біоплато 3. Вода із забрудненнями, та реагентно-біологічним комплексом контактує із кореневою системою вологолюбних рослин 5, котрі поглинають значну частину забруднень, що також призводить до подальшого підвищення редокс-потенціалу води. Цьому процесу сприяє наявність біодеструктора. котрий утворює активну біоплівку на гранулах мінерального фільтруючого зернистого завантаження 4 (щебінь, пісок, гравій). Наявність коагулянту, флокулянту сприяє фіксації забруднень в зоні кореневої системи рослин, а присутність біоплівки із штамів біодеструктора прискорює процес мікробіологічного розкладання забруднень до елементів, котрі здатні поглинатися кореневою системою вологолюбних рослин 5. Вода фільтрується крізь мінеральне завантаження 4 у напрямі нижньої зони корпусу 3 біоплато, очищається від забруднень, але частина води відбирається вода, проміжним відбірним трубопроводом 6 і спрямовується у буферний резервуар 7. В залежності від стану мікробіологічного середовища на фільтруючому зернистому завантаженні 4 і параметрів водного середовища, що надходить на очищення (продуктивності, характеру забруднень), вода із проміжного відбірного трубопроводу 6 подається для спеціальної підготовки насосом подачі 8 по транспортному трубопроводу 9, в який по лінії 10 із бокс-дозатора 11 вводиться розчин коагулянту, по лінії 12 із бокс-дозатора 13 додається розчин флокулянту, а із бокс-дозатора 15 по лінії 14 вводиться розчин біодеструктора і таке водне середовище надходить в нижню зону 18 контактного освітлювача 16. Транспортування водного середовища із розчинами по трубопроводу 9 призводить до перемішування компонентів, за рахунок чого залишки розчинених забруднень, котрі можуть бути присутні у відібраній воді коагулюють і проходячи через полиці стільникового блоку 17 осаджуються на полицях і поступово накопичуються в нижній зоні 18, звідки періодично відводяться трубопроводом відводу осаду 20, але вони являють собою живильне середовище для розвитку штамів біодеструктора, котрий, разом із реагентами накопичується в середовищі рециркуляційної води у верхній зоні 19 стільникового блоку 17, в яку заведений рециркуляційний трубопровід 21. Таким чином провадиться підготовка реагентно-біологічного середовища, котре здатне вплинути на біологічне очищення в біоплато із використанням вищих вологолюбивих рослин. Основний потік води, що фільтрується крізь завантаження 4, проходить інтенсивний мікробіологічний вплив, що призводить до розкладання забруднень і поглинання їх рослинами, а очищена вода відбирається в нижній зоні корпусу 3 біоплато збірним дренажним трубопроводом 22 і відводиться у збірний резервуар 23, звідки трубопроводом 24 відводиться для подальшого використання. Відмінністю технічного рішення, що пропонується є поєднання процесів реагентного та біологічного очищення води, процес приготування комплексної водо рециркуляційної суміші, властивість якої є найбільш оптимальною для розкладання забруднень на компоненти, що здатні поглинатися 7 47306 фітосорбційним шаром рослин. При цьому важливу функцію відіграє реагентна складова, котра здатна концентрувати забруднення в зоні кореневої системи рослин, тим самим забезпечуючи необхідний час контакту, що безпосередньо впливає на ефективність масообмінних процесів між забрудненнями і мікро та макро біологічним середовищем. Створюються умови для мікроорганізмів біодеструктора щодо руйнування і перетворення шкідливих для людей сполук у поживну речовину для рослин. Контактний освітлювач із стільниковим блоком використовується, в запропонованому рішенні, не за прямим призначенням, а для створення необхідного реагентно-біологічного середовища, котре здатне активно впливати на процес очищення, при цьому може працювати в автоматичному, запрограмованому режимі, залежно від продуктивності надходження води на очищення, кількості забруднень, а забезпечення індивідуального регулювання дозаторами подачі із окремих боксів біосуміші у воду дозволяє створювати найбільш ефективні реагентні та біологічні композиції, котрі здатні активізувати масообмінні біологічні процеси розкладання, мінералізації і переробки забруднень в речовини, що здатні поглинатися рослинами. Запропоновані рішення дозволяють створити оптимальні умови використання біокультури для вилучення забруднень із мінімальним використанням біологічно активного агенту - біодеструктора. Досягається таке композиційне співполучення ко Комп’ютерна верстка А. Рябко 8 жного з елементів пристрою, які функціонально є пов'язані і взаємозалежними, що дозволяє одержати якісно новий технічний результат, а експлуатація пристрою проста і доцільна економічно. Підготовка освітленої рециркуляційної води дозволяє підтримувати високу ефективність очищення води, використовуючи природні біологічні процеси, тому пристрій є безпечним в експлуатації, дозволяє підвищити надійність роботи очисної споруди. Експлуатація пристрою дозволить одержувати ефект за рахунок стабільності ефективного вилучення забруднень, оптимізації витрат реагентів, що в кінцевому підсумку робить можливим отримання економічного ефекту у порівнянні із відомими рішеннями. Так, при продуктивності 100куб.м. на добу економічна ефективність складе 110160тис.грн/рік, для комунальної станції очищення стоків. Джерела інформації: 1. А.с. №1761678, кл. С02F1/00; 1/24; В01D36/04, 1992. 2. Использование высших водных растений для биологической очистки эвтрофных водоемов. К. Янкявичюс и др. ЦООНТИ-ИНИОН, г.Вильнюс. 3. Технология глубокой биологической очистки сточных вод в модульных комбинированных колонных и корпусных биореакторах. С.В.Яковлев. А.А. Свердликов ГНЦ НИИ ВОДГЕО, г.Москва, Г.П. Щербина М.М. Земляк, А.И. Свердликов НИКТИ ГХ, г.Киев. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601