Ейхорнія-комплекс для очищення води від забруднень з підвищеною екологічною небезпекою алей-58

1. Ейхорнія-комплекс для очищення води від забруднень з підвищеною екологічною небезпекою, який складається із корпусу біореактора, заповненого водою і шаром вищих водних рослин, трубопроводів подачі води на очищення та відводу очищеної води, який відрізняється тим, що корпус біореактора виконаний із використанням тер U 1 3 згаданого пристрою із економічних причин (високі капіталовкладення при малому терміні роботи). Використання традиційних (для даної місцевості) рослин (лікарського аїру тростинного, лепехи) є недостатньо ефективним при вилученні домішок з підвищеною екологічною небезпекою різного походження. Причиною є низький показник окислювально-відновлювальної потужності води, що очищається в результаті малої інтенсивності масообмінного процесу при поглинанні кореневою системою рослин з'єднань, що забруднюють воду (азоту, фосфору, сірки, іони металів, речовини органічного походження та інші). Можливий і процес вибіркового вилучення, коли ряд речовин можуть проходити транзитом крізь пристрій тільки тому, що рослини "віддають перевагу" більш прийнятним речовинам серед широкої гами домішок. Тому очищення може супроводжуватись виділенням газоподібного сірководню, а разом із накопиченням органічних забруднень, їх загниванням, що впливає на санітарні умови процесу очищення. Це супроводжується наявністю несприятливого запаху, що знижує екологічну безпеку використання, а сам процес вилучення є малопродуктивним, порівняно з іншими технологіями. В основу корисної моделі поставлена задача, в ейхорнія-комплексі для очищення води від забруднень з підвищеною екологічною небезпекою АЛЕЙ-58, шляхом виконання корпусу біореактора із використанням теплоізоляційних матеріалів і додатковим його обладнанням світловим прозорим покриттям, використанням у якості шару вищих водних рослин ейхорнії, водного гіацинту (eichhornia crassipes), і тим, що в якості системи терморегулювання внутрішнього простору і води використовують установки марки ВИХОР, і/або АЛТАЙ (ТУ-У29.2-36497217-001:2009, ТУ-У29.236497217-002:2009), які призначені для спалювання екологічно небезпечних органічних і муніципальних відходів, висушених мулу очисних споруд і вищих водних рослин із отриманням теплової і електричної енергії, збільшити окислювальновідновлювальну потужність води, що очищається за рахунок підвищення швидкості масообміну фітоконтактного очищення. Поставлена задача досягається в ейхорніякомплексі для очищення води від забруднень з підвищеною екологічною небезпекою АЛЕЙ-58, який складається із корпусу біореактора з шаром вищих водних рослин, до якого підведені трубопроводи подачі води на очищення та відводу очищеної води, за рахунок того, що корпус біореактора виконаний із використанням теплоізоляційних матеріалів і додатково обладнаний світловим прозорим покриттям, а в якості шару вищих водних рослин використовується ейхорнія (eichhornia crassipes). Поставлена задача може бути досягнута в ейхорнія-комплексі для очищення води від забруднень з підвищеною екологічною небезпекою АЛЕЙ-58, за рахунок обладнання його конструкції системою терморегулювання внутрішнього простору, яка включає додаткові конвектори трубопроводи, розташовані в корпусі біореактора, систему циркуляційного перемішування води, поверхня 58969 4 якої покрита додатковим термоізолюючим шаром, наприклад, плаваючими гранулами пінополістиролу і тим, що в якості системи терморегулювання внутрішнього простору і води використовують установки марки ВИХОР, і/або АЛТАЙ (ТУ-У29.236497217-001:2009, ТУ-У29.2-36497217-002:2009), які призначені для спалювання екологічно небезпечних органічних і муніципальних відходів, висушених мулу очисних споруд і вищих водних рослин із отриманням теплової, і/або електричної енергії. Поставлена задача теж може бути досягнута в конструкції ейхорнії-комплексу для очищення води від забруднень з підвищеною екологічною небезпекою АЛЕЙ-58 за рахунок виконання світлового прозорого покриття секційним із елементами, що пропускають теплові і ультрафіолетові промені, додатковим обладнанням із штучним освітленням внутрішнього простору комплексу. Завдяки виконанню корпусу біореактора із використанням теплоізоляційних матеріалів досягається стабілізація температурного режиму проходження процесу очищення із використанням вищої водної рослини ейхорнія (eichhornia crassipes), що у свою чергу сприяє підвищенню окислювальновідновлювальної потужності води і зростанню ефективності вилучення забруднень із води шляхом їх поглинання кореневою системою вищих водних рослин, а додаткове обладнання світловим прозорим покриттям забезпечує оптимальний температурний та інсоляційний режими повітряного простору, в якому знаходиться листя ейхорнії. Останнє сприяє необхідній швидкості протікання фотосинтезу і масообмінних процесів, що залежить не тільки від температурного режиму, але й від рівня ультрафіолетового опромінення рослин. Обладнання пристрою системою терморегулювання внутрішнього простору за допомогою конвекторних трубопроводів, розташованих в корпусі біореактора, по яких подається теплоносій і завдяки тому, що в якості системи терморегулювання внутрішнього простору і води використовують установки марки ВИХОР, і/або АЛТАЙ (ТУУ29.2-36497217-001:2009, ТУ-У29.2-36497217002:2009), які призначені для спалювання екологічно небезпечних органічних і муніципальних відходів, висушених мулу очисних споруд і вищих водних рослин із отриманням теплової і/або електричної енергії, пристрій дозволяє продовжити вегетативний період рослин-сорбентів домішкових включень, чому сприяє також система циркуляційного перемішування води, яка підтримує оптимальні параметри всього об'єму води, що знаходиться в біореакторі. Додатковий термоізолюючий шар, наприклад, плаваючі гранулами пінополістиролу, яким покрита поверхня води в біореакторі, дозволяє зменшити втрати тепла через поверхню води. Зменшенню теплових витрат сприяє, наприклад, також конструкція світлового прозорого покриття за рахунок його виконання секційним із елементами, що пропускають теплові і ультрафіолетові промені. Виконання елементів теплової ізоляції рухомими робить конструкцію пристрою незалежною від її орієнтації відносно 5 змін сонячного світлового потоку, дозволяє зменшити теплові втрати, особливо при використанні штучного освітлення. На фіг. 1 зображений повздовжній розріз ейхорнія-комплексу для очищення води від забруднень з підвищеною екологічною небезпекою АЛЕЙ-58. На фіг.2 наведений поперечний розріз ейхорнія-комплексу для очищення води від забруднень з підвищеною екологічною небезпекою АЛЕЙ-58. Ейхорнія-комплекс для очищення води від забруднень з підвищеною екологічною небезпекою АЛЕЙ-58 складається із трубопроводу подачі води на очищення 1, теплоізольованого корпусу біореактора 2, світлового прозорого покриттям 3 із елементами теплової ізоляції 4, шару вищих водних рослин 5, в якості яких використовується ейхорнія (eichhornia crassipes), теплоізолюючого шару поверхні води 6, наприклад, із плаваючих гранул пінополістиролу, системи терморегулювання внутрішнього простору (наприклад, установок марки ВИХОР, і/або АЛТАЙ (ТУ-У29.2-36497217001:2009, ТУ-У29.2-36497217-002:2009), яка включає додаткові конвекторі трубопроводи 7, розташовані в корпусі біореактора, систему циркуляційного перемішування води 8, пристроїв штучного освітлення 9, вентиляційної системи 10, трубопроводу відводу очищеної води 11. Ейхорнія-комплекс для очищення води від забруднень з підвищеною екологічною небезпекою АЛЕЙ-58 працює наступним чином. По трубопроводу 1 вода подається в теплоізольований корпусу біореактора 2, закритий прозорим для світла покриттям 3 через яке потрапляє сонячне світло. Елементи теплової ізоляції 4, розташовані в тіньовій зоні і перешкоджають втратам тепла. В біореакторі знаходиться шар вищих водних рослин 5, в якості яких використовується ейхорнія (eichhornia crassipes). Вода, знаходячись в біореакторі контактує із кореневою системою ейхорнії очищається за рахунок активного поглинання рослинами домішок (у тому числі фенол, нафтопродукти, фосфати, нітрати, сульфіди, сполуки сірки та інші інгредієнти), які є для цього виду рослин поживними. При цьому підвищується окислювально-відновлювальна потужність води, що призводить активізації процесу окислення домішок. Додатковий термоізолюючий шар 6, наприклад, з гранул пінополістиролу одночасно є таким, що оберігає рослини від різких змін температури і додатковим сорбцій ним матеріалом, на якому затримуються дисперсні домішкові включення. Температурне регулювання водного середовища провадиться за допомогою подачі теплоносія, наприклад, від установок марки ВИХОР, і/або АЛТАЙ, які призначені для спалювання екологічно небезпечних органічних і муніципальних відходів, висушених мулу очисних споруд і вищих водних рослин із отриманням теплової і електричної енергії (ТУ-У29.2-36497217-001:2009, ТУ-У29.236497217-002:2009) по конвекторних трубопроводах 7, розташованих в корпусі біореактора із одночасним перемішуванням об'єму води системою циркуляції 8, що забезпечує як стабільність температури води в корпусі біореактора 2, так і конта 58969 6 ктування її із кореневою системою рослин. Пристрої штучного освітлення 9 забезпечують необхідний рівень світлового опромінення (у тому числі і ультрафіолетового) рослин, що безпосередньо впливає на швидкість масообмінних процесів поглинання ними домішок. Повітряне середовище внутрішнього об'єму пристрою контролюється із використанням вентиляційної системи 10. Коренева система рослин одночасно слугує утримувачем активного мулу, який також сприяє очищенню води. Створення умов для життєдіяльності вищої водної рослини ейхорнії (температурний, світловий режими) забезпечує вилучення її кореневою системою домішкових включень із води, яка у такий спосіб очищається і відводиться із корпусу біореактора по трубопроводу відводу очищеної води 11 для подальшого її використання. Запропоноване технічне рішення суттєво відрізняється від пристроїв аналогічного призначення. Це використання ейхорнії (eichhornia crassipes), яка відрізняється властивостями глибокого очищення води від широкого спектру шкідливих домішок, до числа яких відносяться і органічні сполуки, з'єднання сірки, що створюють умови для виникнення неприємного запаху, при цьому самі забруднення є поживними речовинами для рослини і шкідливими для людей. Активно розвиваючись ейхорнія може використовуватись у якості матеріалу для спалювання, або в якості корму для тварин і птиці, адже вона містить до 25 процентів рослинних протеїнів. Запропоновані конструктивні рішення дозволяють створити необхідні умови життєдіяльності фітосорбційного шару, так що використання технології не буде залежати від температурних коливань і освітленості (сезонних і добових). Пристрій дозволяє використовувати одночасно і активний мул, який може утримуватись кореневою системою рослин і поглинатися ними, таким чином регулюючи кількість активного мулу і запобігаючи можливому процесу його загнивання (при перевищенні кількісного вмісту). Це також стосується використання тепло ізолюючого шару із плаваючих гранул пінополістиролу, який одночасно може виконувати функцію сорбції домішок, утримуючи останні в зоні кореневої системи вищих водних рослин. Сам пристрій відповідає самим високим вимогам екобезпеки, адже його робота базується на використанні природних явищ - поглинанні шкідливих для людей речовин рослинами, для життєдіяльності яких ці речовини є необхідними, а також завдяки тому, що температурне регулювання повітряного і водного середовища провадиться за допомогою подачі теплоносія від установок марки ВИХОР, і/або АЛТАЙ, які призначені для спалювання екологічно небезпечних органічних і муніципальних відходів, висушених мулу очисних споруд і вищих водних рослин із отриманням теплової і електричної енергії (ТУ-У29.2-36497217-001:2009, ТУ-У29.2-36497217-002:2009). Завдяки цьому реалізація запропонованих рішень дозволить використовувати пристрій на протязі усього року, не обмежуючись природнім веге 7 тативним періодом вищих водних рослин. Оптимальні режимні параметри не потребують значних витрат на теплозабезпечення пристрою, яке у порівнянні із високою ефективністю і продуктивністю очищення дозволяє одержувати не тільки екологічно-технічний ефект, але є і економічно більш ефективним у порівнянні із відомими рішеннями, в яких використовується рослинний шар у якості сорбента-поглинача домішок. Так, наприклад, при продуктивності очисних споруд 2000,0-3000,0 м3 на добу економічна ефективність складе 880 000,0 грн./рік, у першу чергу за рахунок продовження 58969 8 терміну використання комплексу в зимововесняний періоди. Але головним в запропонованому пристрої є інтенсифікація використання природних факторів для очищення стоків від забруднень з підвищеною екологічною небезпекою. Використана інформація 1. Использование высших водных растений для биологической очистки эвтрофных водоемов. К. Янкявичюс и др. ЦООНТИ-ИНИОН, г. Вильнюс. 2. А.с. №1761678, кл. С 02 F 1/00; 1/24; В 01 D36/04, 1992. 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 58969 Підписне 10 Тираж 23 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