Комплекс очищення води молокозаводу із регенератором біодеструкторів

1. Комплекс очищення води молокозаводу із регенератором біодеструкторів, що складається із корпусу біоплато, заповненого зернистим завантаженням, в якому висаджені вищі вологолюбні рослини, трубопроводу подачі води на очищення, дренажної системи введення води в зону кореневої системи рослин, збірної дренажної системи, розташованої в нижній частині корпусу, трубопроводу відведення очищеної води, який відрізняється тим, що корпус біоплато виконаний із трьох послідовних секцій, центральна з яких заповнена зернистим завантаженням із вищими вологолюбними рослинами, в яку вбудований біофільтр, заповнений фільтруючим завантаженням, пристрій додатково обладнаний закритим біоплаторегенератором, котрий гідравлічно зв'язаний із корпусом біоплато. 2. Комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що перша секція корпусу виконана у вигляді приймальної камери, котра гідравлічно з'єднана дренажною системою введення води в центральну секцію біоплато, заповнену зернистим завантаженням із вищими вологолюбними рослинами, третя секція виконана у вигляді збірного об'єму, котрий гідравлічно з'єднаний збірною дренажною системою із центральною секцією біоплато. U 2 (11) 1 3 47746 4 ефективність очищення води від домішок із різнити до загибелі мікрофлори. Проблемним є процес ми фізико-хімічними властивостями, які характерні нарощування необхідної кількості активного мулу в для стічної комунальної води та води промислових пускові періоди, котрі можуть тривати значний час. підприємств, адже рослини поглинають здебільВ основу корисної моделі поставлена задача, шого речовини, які знаходяться у формі з'єднань, в комплексі очищення води із регенератором біоздатних для поглинання рослинами, а складні ордеструкторів за рахунок виконання корпусу із ганічні забруднення можуть накопичуватися, затрьох послідовних секцій, центральна з яких запогнивати, що є причиною неприємного запаху. внена зернистим завантаженням із вищими волоОкрім того, використання ставків очищувачів має голюбивими рослинами, в якому вбудований біосезонний характер і залежить від кліматичних фільтр, заповнений фільтруючим завантаженням, умов. пристрій додатково обладнаний закритим біоплаБільш близькою конструкцією до рішення, що то-регенератором, котрий гідравлічно зв'язаний із пропонується, є пристрій, котрий складається із корпусом біоплато, забезпечує збільшення кількокорпусу біоплато, заповненого зернистим завансті трофічних рівнів активного мулу, редокстаженням, в якому висаджені вищі вологолюбні потенціалу води, що поступає па очищення та серослини, трубопроводу подачі води на очищення, лективність вилучення забруднень, залежно від їх дренажної системи введення води в зону кореневластивостей. вої системи рослин, збірної дренажної системи, Поставлена задача досягається комплексом розташованої в нижній частині корпусу, трубопроочищення води із регенератором біодеструкторів, воду відведення очищеної води [2] (прототип). котрий складається із корпусу біоплато, заповнеПристрій не забезпечує необхідну ефективного зернистим завантаженням, в якому висаджені ність вилучення забруднень, адже в його конструвищі вологолюбні рослини, трубопроводу подачі кції не передбачена можливість спрямованого води на очищення, дренажної системи введення впливу на водне середовище, наприклад, на зміну води в зону кореневої системи рослин, збірної редокс-потенціалу, для забезпечення умов окисдренажної системи, розташованої в нижній частині лення і мінералізації забруднень до форм, здатних корпусу, трубопроводу відведення очищеної води, поглинатися рослинним шаром. Окрім того, для за рахунок того, що корпус біоплато виконаний із ефективного фітоконтактного вилучення домішок трьох послідовних секцій, центральна з яких запонеобхідно забезпечити проходження процесу міквнена зернистим завантаженням із вищими волоробіологічного розкладання забруднень із викориголюбивими рослинами, в яку вбудований біостанням активного мулу (біоплівки). для чого нефільтр, заповнений фільтруючим завантаженням, обхідно створити оптимальні умови для його пристрій додатково обладнаний закритим біоплажиттєдіяльності і відновлення як по кількості, так і то-регенерагором. котрий гідравлічно зв'язаний із по якісному складу. Приcтрій-прототип не відповікорпусом біоплато. дає цим умовам, а досягнення необхідного ступеПоставлена задача досягається за рахунок тоню очищення води можливе тільки за рахунок ниго, що перша секція корпусу виконана у вигляді зької швидкості фільтрування крізь завантаження, приймальної камери, котра гідравлічно з'єднана що призводить до необхідності використання знадренажною системою введення води в центральну чних площ під очисні споруди. секцію біоплато, заповнену зернистим завантаНизькі швидкості сприяють замулюванню пор женням із вищими вологолюбивими рослинами, зернистого завантаження, особливо забрудненнятретя секція виконана у вигляді збірного об'єму, ми органічного походження. Наслідком є зниження котрий гідравлічно з'єднаний збірною дренажною продуктивності пристрою із одночасним зменшенсистемою із центральною секцією біоплато. ням ефективності вилучення забруднень, виникПоставлена задача досягається за рахунок тонення процесу загнивання, що супроводжується го, що корпус додатково обладнаний циркуляційпоявою неприємного запаху, руйнування біоплівки, ними системами відбору води із першої, приймаяка при оптимальних умовах життєдіяльності є льної секції корпусу і її подачі в закритий біоплатонеобхідною для біологічного очищення, а також регенератор із дозуванням біодеструкторівприймає участь в масообмінних процесах між заензимів, а також відбору води із збірної секції та її брудненнями та кореневою системою рослин, але подачі у вбудований біофільтр. разом із заростанням порового простору мінераПоставлена задача досягається за рахунок тольного завантаження, починає гинути і загнивати. го, що біофільтр, вбудований в центральну секцію Ці проблеми вирішуються шляхом заміни мінеракорпусу таким чином, що дренажна система ввельного завантаження, що потребує додаткових дення води в біоплато заведена в нижню зону бівитрат, а також обмежує можливості в доборі виофільтра, а над дренажною системою розміщений щих рослин видами, які дозволяють (по величині) аераційний колектор, приєднаний до вузла подачі проводити такі операції. стисненого повітря, при цьому над фільтруючим Суттєвим недоліком є неможливість якісного завантаженням, яким заповнений біофільтр, розвпливу на мікробіологічне середовище, що викоміщений перфорований трубопровід введення ристовується в процесі очищення. Відновлення води циркуляційною системою її відбору із збірної кількості активного мулу відбувається в об'ємі засекції. вантаження, при цьому процес залежить від хараПоставлена задача досягається за рахунок токтеру води із забрудненнями, що надходять на го, що закритий біоплато-регенератор виконаний у очищення, а тому при зміні забруднень властивосвигляді відокремленого блока, заповненого зерниті активного мулу можуть не відповідати їм і не стим завантаженням, в якому висаджені підібрані впливати суттєво на процес їх обробки, призводивологолюбиві вищі рослини, розташованої в зоні 5 47746 6 кореневої системи рослин дренажної системи в біоплато-фільтрі, починаючи з приймальної секвведення води, приєднаної до циркуляційної сисції, в яку подається водомулова суспензія із закритеми відбору води із першої секції із дозуванням того біоплато-регенератора через дренажну сисбіодеструкторів-ензимів. а також збірної дренажної тему, розташовану в нижній частині блока, системи, розташованої в нижній частині блока, з'єднаною із трубопроводом подачі води в голову з'єднаної із трубопроводом подачі води в споруди, споруд, за рахунок чого активізується процес біопри цьому блок біоплато-регеператора закритий деструкції домішок, присутніх у воді до форм, що є теплоізоляційною спорудою із забезпеченням непоживними для мікроорганізмів, а також одночасно обхідної інсоляції рослин. змінюють редокс-потенціал води, що надходить на Виконання корпусу біоплато із трьох послідовочищення. Одночасно таке рішення дозволяє збаних секцій, центральна з яких заповнена зернисгачувати біологічно активну складову. що присутня тим завантаженням із вищими вологолюбивими на поверхні зернистого завантаження центральної рослинами, в яку вбудований біофільтр, заповнесекції біоплато у вигляді біоплівки, за допомогою ний фільтруючим завантаженням, дозволяє ствоякої складні забруднення перетворюються до рити відокремлені зони біологічною очищення, що форм, здатних поглинатися рослинами. При цьосприяють розвитку та життєдіяльності різних трому, надаються властивості, необхідні для вилуфічних рівнів мікроорганізмів, що входять в загачення конкретного виду забруднень, або їх широльний склад активного мулу і більш повно відповікої гами. дають характеру забруднень води. При цьому Біофільтр, вбудований в центральну секцію, створюються умови послідовного вибіркового заповнений фільтруючим завантаженням, признавпливу на забруднення в різних зонах очисного чений для відновлення біомаси, котра призводить комплексу завдяки виконанню першої секції корпудо мінералізування забруднень в аеробних умосу у вигляді приймальної камери, котра гідравлічвах, а також для безпосереднього фільтраційного но з'єднана дренажною системою введення води в вилучення домішок із води при одночасному збацентральну секцію біоплато, заповнену зернистим гаченні води киснем повітря, що сприяє газонасизавантаженням із вищими вологолюбивими росченню води, окисленню забруднень в об'ємі фільлинами, третя секція виконана у вигляді збірного тра та центральної секції біоплато. Саме тому об'єму, котрий гідравлічно з'єднаний збірною дребіофільтр, вбудований в центральну секцію корпунажною системою із центральною секцією біопласу, виконаний таким чином, що дренажна система то. Таке технологічне рішення робить можливим введення води в біоплато заведена в нижню зону активний вплив на водне середовище вже на побіофільтра, а над дренажною системою розміщечатковій стадії очищення, підвищення його редоксний аераційний колектор, приєднаний до вузла потенціалу, створити зони з умовами оптимальноподачі стисненого повітря, при цьому над фільтго впливу па забруднення, що мають різні фізикоруючим завантаженням, яким заповнений біохімічні властивості, забезпечуючи підвищення сефільтр, розміщений перфорований трубопровід лективності очищення, що безпосередньо впливає введення води циркуляційною системою її відбору на ефективність та продуктивність вилучення заіз збірної секції. Таким чином створюються умови бруднень із води. для аеробного та анаеробного процесу біологічноОбладнання корпусу додатковою циркуляційго очищення, що сприяє підвищенню селективносною системою відбору води із першої, приймальті масообмінних процесів залежно від характеру ної секції корпусу і її подачі в закритий біоплатозабруднень води. регенератор, який виконаний у вигляді відокремНа Фіг. зображена схема комплекса очищення леного блока, заповненого зернистим завантаженводи із регенератором біодеструкторів. ням із висадженими вологолюбивими вищими роКомплекс очищення води із регенератором біслинами, розташованої в зоні кореневої системи одеструкторів складається із трубопроводу подачі рослин дренажної системи введення води, до якої води на очищення 1, корпусу біоплато, який вклюприєднана циркуляційна система із дозуванням чає приймальну камеру 2, центральну секцію біопбіодеструкторів-ензимів. а також збірної дренажної лато 3. заповнену зернистим завантаженням 4 із системи, розташованої в нижній частині блока, вищими вологолюбивими рослинами 5, збірну секз'єднаної із трубопроводом подачі води в голову цію 6, котрі гідравлічно об'єднані між собою дреспоруд, дозволяє проводити генерування та рознажною системою введення води в центральну виток необхідної кількості трофічних рівнів штамів секцію біоплато 7 і збірною дренажною системою мікроорганізмів, що відповідають характеру забру8, розташованих в секції біоплато, трубопроводу днень води. Шляхом дозування біодеструкторівциркуляційної системи відбору води із приймальензимів у воду, що подається по циркуляційному ної секції 9 із насосом 10, дозатора біодеструктотрубопроводу. їх надходження у верхню дренажну рів-ензимів 11, закритого біоплато-регенератора, систему, забезпечуються необхідні умови розвитку який включає відокремлений блок 12. заповнений саме тих штамів, що здатні розвиватися в умовах зернистим завантаженням 13. в якому висаджені наявності забруднень, котрі містяться у воді, що підібрані вищі рослини 14, розташованої в зоні подається на очищення, чому сприяє конструкція кореневої системи рослин дренажної системи блока біоплато-регенератора, закритого теплоізовведення води 15, приєднаної до трубопроводу ляційною спорудою із забезпеченням необхідної циркуляційної системи, дренажної системи 16, інсоляції та підбір необхідних видів рослин, котрі розташованої в нижній частині блока, з'єднаної із призначені, в основному, для транспірації. Таким трубопроводом 17 подачі води в споруди, закричином забезпечується необхідна кількість активноваючої теплоізоляційної споруди 18, котра забезго мулу, що використовується для очищення води печує необхідну інсоляцію рослин, циркуляційної 7 47746 8 системи відбору води із збірної секції 19 із насоднень, яка потребує аеробних умов, у вихідний сом 20, подачі води через перфорований трубоппотік дренажної системи 7 додається чиста вода, ровід-розпилювач 21 у вбудований в центральну збагачена киснем повітря, що забезпечує, подасекцію біоплато біофільтр 22, заповнений гранульше підвищення редокс-потенціалу води, окисльованим завантаженням 23, в нижню зону якого лення і мінералізацію домішок в зоні кореневої заведена дренажна система введення води в біосистеми рослин 5 до форм, що є поживними для плато, над якою розміщений аераційний колектор останніх. Для забезпечення цього процесу призна24, приєднаний трубопроводом 25 до вузла подачі чений біофільтр 22, вбудований в центральну секстисненого повітря 26, розташованого у збірній цію корпус) 3 таким чином, що дренажна система секції трубопроводу відведення очищеної води 27. введення води 7 в біоплато заведена в нижню Комплекс очищення води із регенератором бізону біофільтра 22, заповненого гранульованим одеструкторів працює наступним чином. завантаженням 23. На завантаження 23 через Вода на очищення подається по трубопроводу перфорований трубопровід-розпилювач 21 пода1 в приймальну камеру 2 корпусу біоплато, куди сться по циркуляційному трубопроводу 19 очищетрубопроводом 17 додається водно-біологічпа на вода насосом 20. Разом із тим, вузлом подачі емульсія активного мулу з біоплато-регенератора, стисненого повітря 26, по трубопроводу 25 вода в якому вирощені штами спеціально підготовлених насичується повітрям через аераційний колектор бактерій, котрі відповідають характеру забруд24, розміщений над дренажною системою. Таким нень, адже вирощування необхідної маси активночином створюються умови аеробного очищення у го мулу проводилось з використанням води, що поверхневій зоні завантаження 4 і анаеробні умовідібрана з циркуляційною системою відбору води ви для денітрифікації забруднень в нижній зоні 9 із приймальної секції. Одночасно із перекачубіоплато. Таким чином, проходячи крізь мінеральванням по трубопроводу насосом 10, до потоку не завантаження 4 секції біоплато 3, вода очищудозатором біодеструкторів-ензимів 11 вводиться ється від мінералізованих домішок, адже трофічні (можливо періодичному) розчин біодеструкторіврівні біомаси активного мулу відповідають харакензимів, які через дренажну систему введення теру забруднень, а очищена вода забирається води 15 потрапляють в зернисте завантаження 13 збірною дренажною системою 8 і надходить в збівідокремленого блока 12 закритого біоплаторну секцію 6, звідки трубопроводом відведення регенератора. Завдяки оптимальним умовам, очищеної води 27 спрямовується для подальшого створеним в біоплато-регенераторі, зокрема завикористання. критій теплоізоляційній споруді 18, котра забезпеХарактерною відмінністю запропонованого течує оптимальні температурні параметри та необхнічного рішення від пристроїв аналогічного призхідну інсоляцію рослин, висаджених спеціальних начення є комплексний підхід до очищення води. вищих рослин 14 та гідродинамічних умов протіВикористовується поєднання біологічного очикання, створюються оптимальні умови для життєщення та фітоконтактного масообміну, що супродіяльності та розвитку штамів мікроорганізмів, для воджуються переробкою та поглинанням забрудяких наявні забруднення є поживними речовинанень. Запропоновані конструктивні рішення ми. Таким чином, проводиться нарощування необдозволяють оптимально використати елементи хідної кількості активного мулу, при цьому трофічні вилучення забруднень відповідно до їх фізикорівні мікроорганізмів максимально відповідають хімічного складу, при цьому реалізується процес характеру забруднень, а підібрані рослини призмоделювання мікробіологічного середовища шляначені для транспірації вологи. Генерована, у тахом регенерування штамів активного мулу, що кий спосіб, необхідна кількість біомаси активного максимально відповідають характеру властивосмулу відбирається дренажною системою 16, розтям забруднень, за допомогою введення мінімальташованою в нижній частині блока 12 і по трубопної кількості біодеструкторів-ензимів. роводу 17 вводиться в приймальну камеру 2 корОсобливістю є використання закритого біоплапусу біоплато. то-регенератора, здатного генерувати необхідну Саме в приймальній камері 2 забезпечується кількість мікробіологічного агенту очищення, що контакт біологічно активного середовища із водою, відповідає не тільки властивостям забруднень, що подається на очищення, що призводить до але й їх кількісному вмісту в стічній воді. Оригіназростання редокс-потенціалу води і попереднього льним є гідравлічне об'єднання секції біоплато з процесу мікробіологічного розкладання забрудбіофільтром, що створює необхідні умови для аенень, особливо тих, що мають органічне похоробного режиму очищення і зміну властивостей дження. Підготовлена таким чином вода дренажводи, руйнує стабільність системи воданою системою 7 вводиться в зернисте забруднення із вирішенням проблеми компактного завантаження 4 центральної секції біоплато 3. розташування очисної споруди, що робить можлиЗбагачена штамами біодеструкторів-ензимів, на вим розташування її на обмеженому просторі. поверхні завантаження 4 утворюється активна Таке поєднання елементів очищення створює біоплівка, що покриває гранули мінерального заумови ефективного очищення незалежно від невантаження (щебінь, пісок, гравій), котра забезпестабільності характеристик забруднень, оптимальчує процес розкладання, у тому числі, забруднень но використовуючи сорбційної властивості росорганічного походження, до елементів, котрі поглинного шару із мінімальною витратою линаються кореневою системою вологолюбних біодеструкторів-ензимів, адже запропоноване порослин 5. єднання технологій із конструкцією їх об'єднання Для підвищення селективності процесу біолодозволяє оперативно моделювати біоактивне сегічного очищення, зокрема - денітрифікації забруредовище і комплексно використовувати кожен 9 47746 10 елемент очищення і забезпечити оптимальну пронень дозволяє зменшити собівартість очищення дуктивність за умов нестабільності надходження води і знайти широке використання для очищення води на очищення. стічних вод побутового характеру, а також промиЕксплуатація пристрою не передбачає викорислових підприємств. стання шкідливих речовин та технологій, атому не Використана інформація: створює ризику небезпек і може працювати в ав1. Использование высших водных растений томатичному режимі. для биологической очистки эвтрофных водоемов. Ефективне вилучення забруднень, компактК. Янкявичюс и др. ЦООНТИ-ИНИОН, г. Вильнюс. ність, за рахунок якої створюється можливість ви2. А.с. №1761678, кл. С02А1/100; 1/24; користання фітосорбційного вилучення забрудВ01D36/04, 1992. Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 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