Водоочисна станція біоплато-ультразвуковий регенератор bur-167

Реферат: Водоочисна станція біоплато-ультразвуковий регенератор складається з трубопроводу подачі води на очищення, фітокорпусу, заповненого зернистим завантаженням із висадженими у ньому вищими водними рослинами-макрофітами і/або вологолюбивими деревами, дренажного колектора розподілу води в зоні кореневої системи вищих водних рослин-макрофітів, збірного дренажного колектора, розташованого в нижній частині фітокорпусу, трубопроводу відводу очищеної води. Додатково обладнаний системою ультразвукової активації, яка виконана у вигляді гідродинамічних випромінювачів ультразвукових коливань, розташованих в зернистому завантаженні. UA 82947 U (12) UA 82947 U UA 82947 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до очищення води від забруднень у тому числі від з'єднань органічних речовин шляхом комплексної оброки води і може застосовуватись на станціях очищення і доочищення стічної комунально-побутової та води промислових підприємств. Відомий пристрій, що складається з корпусу, в якому розташований шар вищих водних рослин-макрофітів і підведені трубопроводи подачі води на очистку і відводу очищеної води [1]. Недоліком роботи пристрою є низька ефективність вилучення забруднень, особливо води, що містить органічні, наприклад азотвмісні і фосфорні, сполуки, якими збагачені побутові стічні води. За допомогою активного мулу їх вилучення можливе при зміні значень редокс-потенціалу води і самого активного мулу, що не забезпечується пристроєм-аналогом. Це призводить до скорочення часу активної життєдіяльності біомаси, як наслідок - зменшення часу фільтроциклу, прискорення загнивання активного мулу, забивання їх залишками порового простору фільтруючого зернистого завантаження. Найбільш близьким аналогом є пристрій, який складається з трубопроводу подачі води на очищення, корпусу, заповненого зернистим завантаженням із висадженими у ньому вищими водними рослинами, дренажного колектора розподілу води в зоні кореневої системи рослин, збірного дренажного колектора, розташованого в нижній частині корпусу, трубопроводу відводу очищеної води [2]. Недоліком пристрою-аналога є також низька ефективність вилучення забруднень, особливо це стосується мінеральних азотвмісних речовин, які утворюються при розкладанні білкових речовин, що потрапляють із господарсько-побутовими й промисловими водами. Причиною є низькі значення редокс-потенціалу активного мулу і води, що сприяє низькій біосорбційній активності активного мулу, ускладнює проведення процесу біологічного розкладання сполук ПАР, СПАР, нафтопродуктів, біогенних сполук азоту і фосфору, що утворюють забруднення. Присутнє вторинне забруднення води. Низькою є продуктивність процесу очищення. Створюються негативні умови відмирання активного мулу, а в присутності органічних речовин, створюються умови виникнення і розповсюдження неприємного запаху, пониження значень редокс-потенціалу води. В основу корисної моделі поставлена задача, в водоочисній станції біоплато-ультразвуковий регенератор BUR-167, яка складається з трубопроводу подачі води на очищення, фітокорпусу, заповненого зернистим завантаженням із висадженими у ньому вищими водними рослинамимакрофітами і/або вологолюбивими деревами, дренажного колектора розподілу води в зоні кореневої системи вищих водних рослин-макрофітів, збірного дренажного колектора, розташованого в нижній частині фітокорпусу, трубопроводу відводу очищеної води, шляхом того, що фітокорпус додатково обладнаний системою ультразвукової активації, яка виконана у вигляді гідродинамічних випромінювачів ультразвукових коливань, розташованих в зернистому завантаженні, забезпечити збільшення редокс-потенціалу води. Поставлена задача вирішується в водоочисній станції біоплато-ультразвуковий регенератор BUR-167, яка складається з трубопроводу подачі води на очищення, фітокорпусу, заповненого зернистим завантаженням із висадженими у ньому вищими водними рослинами-макрофітами і/або вологолюбивими деревами, дренажного колектора розподілу води в зоні кореневої системи вищих водних рослин-макрофітів, збірного дренажного колектора, розташованого в нижній частині фітокорпусу, трубопроводу відводу очищеної води, в результаті того, що фітокорпус додатково обладнаний системою ультразвукової активації, яка виконана у вигляді гідродинамічних випромінювачів ультразвукових коливань. Додаткове обладнання фітокорпусу системою ультразвукової активації дозволяє провадити регулювання і збільшення редокспотенціалу водного середовища в товщі зернистого завантаження фітокорпусу. Ультразвукові коливання сприяють регенерації зернистого завантаження і підвищують активність мікрофлори активного мулу і кореневої системи рослин-макрофітів. Виконання системи ультразвукової активації у вигляді гідродинамічних випромінювачів ультразвукових коливань, розташованих в шарі зернистого завантаження, дозволяє позитивно впливати ультразвуковими коливаннями на виділення кисню повітря з води, на кореневу систему рослин-макрофітів і на активний мул, що проявляється в активізації мікроорганізмів і ензимів у зв'язку з підвищенням клітинної проникності, збільшенні розчиненого кисню, активності ферментів і поверхово розташованих рецепторів клітини, оголені ферментативних центрів білкової молекули, порушені фізичного стану біокаталізаторів, вивільненні ряду біологічно активних з'єднань - вітамінів, стероїдів, ферментів, біополімерів. Здійснення впливу ультразвукової активації у вигляді гідродинамічних випромінювачів ультразвукових коливань на водне та біоактивне середовище (активний мул) і на кореневу систему рослин-макрофітів дозволяє безпосередньо руйнувати органічні забруднення, активізувати біогенні елементи, поліпшити седиментаційні характеристики активного мулу. 1 UA 82947 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вплив ультразвукових коливань на біокультуру дозволяє регенерувати її, попередити процеси сидементації і відмирання. Поліпшення основних характеристик активного мулу і кореневої системи рослин-макрофітів приводить до підвищення ефективності очищення, високої питомої продуктивності пристрою, його компактності, можливості збільшення пропускної здатності без істотних змін конструктивних параметрів, а блок живлення і керування, до якого приєднані гідродинамічні випромінювачі ультразвукових коливань, дозволяє провадити процес із регулюванням характеристик ультразвукової активації в зоні оптимального впливу на водне середовище і на кореневу систему рослин-макрофітів, залежно від характеристик забруднень. На кресленні зображена схема запропонованої водоочисної станції біоплато-ультразвуковий регенератор BUR-167. Водоочисна станція біоплато-ультразвуковий регенератор BUR-167 складається з трубопроводу подачі стічної води на очищення 1, приєднаний до приймальної камери 2, фітокорпусу 3, заповненого зернистим завантаженням 4, в якому висаджені вищі водні рослинимакрофіти і вологолюбиві дерева 5, дренажного колектора розподілу води 6, розташованого в зоні кореневої системи вищих водних рослин і виведеного отвором в приймальну камеру 2, збірного дренажного колектора 7, котрий заведений в збірний резервуар 8, системи ультразвукової активації, яка включає серію паралельно встановлених гідродинамічних випромінювачів ультразвукових коливань 9, розташованих в шарі зернистого завантаження, наприклад, над збірним дренажним колектором і приєднаних кабелем 10 до блока живлення і керування 11, трубопроводу відводу очищеної води 12. Водоочисна станція біоплато-ультразвуковий регенератор BUR-167 працює наступним чином. Вода на очищення подається по трубопроводу 1, в приймальну камеру 2 і надходить в фітокорпус 3, при цьому вода рівномірно розподіляється дренажним колектором 6 в зоні кореневої системи вищих водних рослин 5, висаджених в зернистому завантаженні 4, яким заповнений фітокорпус 3. Вода з забрудненнями фільтрується крізь завантаження 4, контактуючи з кореневою системою вищих водних рослини 5, котра безпосередньо поглинає частину біогенних забруднень, склад яких відповідає вегетативним потребам рослинмакрофітів, за рахунок чого підвищується редокс-потенціал води. Окрім того, на поверхні мінерального завантаження розвивається біоплівка з представників групи нітрозних бактерій, за допомогою яких під час фільтрування води провадиться розкладання біогенних сполук азоту і фосфору і інших забруднень води. В процесі очищення води включається в роботу система ультразвукової активації шляхом подачі живлення кабелем 10 від блока живлення і керування 11 до гідродинамічних випромінювачів ультразвукових коливань 9, розташованих в шарі зернистого завантаження, наприклад, над збірним дренажним колектором. Ультразвукові коливання безпосередньо впливають на газовміст води і забруднення, підвищують активність мікрофлори і мулу, підвищують клітинну проникність біоплівки, збільшують активність ферментів, що сприяє прискоренню біомінералізації домішок, регенеруванню і відновленню активного мулу. При цьому, в залежності від характеристик забрудненого водного середовища, що надходить на очищення, підбираються параметри ультразвукової активації (наприклад, частота, інтенсивність), а також періодичність і тривалість впливу ультразвукової активації. Завдяки прийнятим рішенням збільшується редокс-потенціал води, тому прискорюється мінералізація забруднень в фітокорпусі до форм, що здатні засвоюватися рослинамимакрофітами, а також прискорюється масообмін і фітосорбційне вилучення біогенних сполук азоту і фосфору і забруднень в вигляді СПАР, ПАР, нафтопродуктів, залишків ліків, гормонів, антибіотиків тощо. Активація і активний вплив коливань в ультразвуковому діапазоні створює умови для комплексної біологічної обробки води і порового простору зернистого завантаження фітокорпусу (біоплівка та фітосорбційне поглинання), фітофільтруванню, окисленню із зміною редокс-потенціалу середовища, зростаючою в напрямі фільтрування, призводить до повного і остаточного окислення та мінералізації органічних забруднень. Окрім того, вплив ультразвукових коливань знезаражує воду в зоні найбільшої інтенсивності впливу - над збірним дренажним колектором 7, яким очищена вода збирається після фітофільтрування крізь зернисте завантаження 4 і відводиться в збірний резервуар 8, звідки по трубопроводу відводу очищеної води 12 відводиться для подальшого використання. Запропонована корисна модель має суттєві відмінності від відомих конструкцій пристроїв аналогічного призначення, що полягає у використанні ультразвукових коливань для активізації і біологічної обробки води шляхом підвищення редокс-потенціалу, а активізація мікробіологічних процесів шляхом впливу на середовище ультразвукових коливань прискорює не тільки безпосереднє розкладання домішок, але й позитивно впливає на фітосорбційне вилучення забруднень. Пристроєм цілеспрямовано реалізується комплексний вплив на підвищення 2 UA 82947 U 5 10 15 20 25 30 редокс-потенціалу води, на водне середовище і кореневу систему вищих водних рослинмакрофітів. Запропоновані конструктивні рішення дозволяють одержати нову якість процесу очищення води, котра може містити забруднення з різними фізико-хімічними властивостями, при цьому робота пристрою базується на використанні природних явищ, котрі інтенсифікуються впливом ультразвукових коливань, при цьому параметри (ультразвуку) розраховані саме на активізацію мікробіологічного середовища і тому значних енергетичних витрат не потребується. Пристрій дозволяє збільшити редокс-потенціал і окислювальну потужність води, не потребує додаткової аерації води, дозволяє зменшити витрати на рециркуляцію води, знизити муловий індекс, зменшити приріст активного мулу в поровому просторі фітокорпусу, заповненого зернистим завантаженням із висадженими у ньому вищими водними рослинами-макрофітами і/або вологолюбивими деревами. Експлуатаційною перевагою пристрою є безперервність і стабільність роботи при можливій оперативній зміні параметрів ультразвукової активації. До особливостей водоочисної станції біоплато-ультразвуковий регенератор BUR-167 також можна віднести безпечність технології, надійність, ефективність і простоту експлуатації обладнання. Впровадження пристрою водоочисна станція біоплато-ультразвуковий регенератор BUR-167 дозволить підвищити ефективність і продуктивність фітоочищення води, наслідком буде отримання значного економічного ефекту в розмірі 11200…13000 тис. грн. за рік експлуатації, при продуктивності обладнання 30000…35000 куб. м на добу. Використана інформація 1. А.с. № 1761678, кл. С 02 F 1/00; 1/24; В 01 D36/04, 1992. 2. Использование высших водных растений для биологической очистки эвтрофных водоемов. К. Янкявичюс и др. ЦООНТИ-ИНИОН, г. Вильнюс. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Водоочисна станція біоплато-ультразвуковий регенератор, яка складається з трубопроводу подачі води на очищення, фітокорпусу, заповненого зернистим завантаженням із висадженими у ньому вищими водними рослинами-макрофітами і/або вологолюбивими деревами, дренажного колектора розподілу води в зоні кореневої системи вищих водних рослинмакрофітів, збірного дренажного колектора, розташованого в нижній частині фітокорпусу, трубопроводу відводу очищеної води, яка відрізняється тим, що фітокорпус додатково обладнаний системою ультразвукової активації, яка виконана у вигляді гідродинамічних випромінювачів ультразвукових коливань, розташованих в зернистому завантаженні. 3 UA 82947 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4