Споруда сезонного очищення води elion-bioplato.49

Реферат: Споруда сезонного очищення води ELION-BIOPLATO.49 складається з вузла інтенсивного очищення, котрий включає послідовно встановлені електрореактор, електрофлотаторкоагулятор, відстійник і фільтр, які гідравлічно з'єднані між собою, трубопроводів підводу води на очищення і відводу фільтрату, трубопроводу відводу промивної води, при цьому вузол інтенсивного очищення обладнаний комплексом фітобіологічного очищення, гідравлічно приєднаним до трубопроводу підводу води на очищення і трубопроводу відводу фільтрату, який складається з послідовно встановлених відстійника, дренажного боксу, заповненого мінеральним завантаженням, в якому розміщено верхній і нижній дренаж і висаджено вищі водні рослини-макрофіти і/або вологолюбиві дерева і кущі, і/або плаваючі водні рослини, зокрема типу ейхорнія (Eichhornia crassipes), фільтрувального боксу, заповненого сипучим завантаженням, що містить кліноптилоліт і/або брусит, і/або кварцит, і/або туф, з найбільш ймовірною кристалографічною формулою (Na,K)4CaAl6Si30О72×24Н2О, і/або кизельгур, в якому розміщено додатковий верхній і додатковий нижній дренаж, а також з висадженими в ньому окремими вищими водними рослинами і/або вологолюбивими деревами і кущами. В нижньому дренажі, а також в додатковому нижньому дренажі і в електрофлотаторі-коагуляторі додатково встановлено аератори, пневматично з'єднані з окремим пристроєм подачі стиснутого повітря. UA 97418 U (12) UA 97418 U UA 97418 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до споруд синергетичного очищення води, мультикомплексного вилучення з води широкого спектру домішкових включень, котрі мають різні фізико-хімічні властивості, розчинені і зважені колоїдні домішки мінерального і органічного походження, біогенні сполуки азоту і фосфору, залишки ліків, пестицидів, гормонів, антибіотиків і присадок до палива і може бути використаний для очищення побутових стічних і природних (питних) вод, а також очищення промислових стічних і оборотних вод, екологічного відновлення водойм і малих річок, кондиціювання води для бальнеологічних комплексів, і рибних господарств, нейтралізації високотоксичних дренажних вод полігонів переробки побутових і промислових відходів, створення тренінгових і дослідницьких споруд очищення води від широкої гами забруднень, включаючи іони важких металів, очищення і фітоопріснення солонуватих вод, як мобільні контейнерні споруди очищення води при надзвичайних ситуаціях. Відомий пристрій для очищення води, який містить електрореактор, флотатор, відстійник та фільтр із взаємними гідравлічними перетоками, патрубки подачі і відводу води, систему збору шламу [1]. Пристрій є малоефективним при використанні для очищення води від широкого спектру забруднень, не забезпечує збільшення градієнту редокс-потенціалу води до і після очищення, за рахунок чого домішкові включення, а зокрема біогенні сполуки азоту і фосфору, залишки ліків, пестицидів, гормонів, антибіотиків і присадок до палива, потрапляють в воду, яка відводиться з пристрою після очищення. Більш досконалою є конструкція споруд очищення води, що складається з вузла інтенсивного очищення, котрий включає послідовно встановлені електрореактор. електрофлотатор-коагулятор, відстійник і фільтр, які гідравлічно з'єднані між собою, трубопроводу підводу води на очищення, трубопроводу відводу фільтрату, трубопроводу відводу промивної води, при цьому, вузол інтенсивного очищення додатково обладнаний комплексом фітобіологічного очищення, гідравлічно приєднаним до трубопроводу підводу води на очищення і трубопроводу відводу фільтрату, який складається з послідовно встановлених відстійника, дренажного боксу, заповненого мінеральним завантаженням, в якому розміщено верхній і нижній дренаж і висаджено вищі водні рослини-макрофіти і/або вологолюбиві дерева і кущі, і/або плаваючі водні рослини, зокрема типу ейхорнія (Eichhornia crassipes), фільтрувального боксу, заповненого сипучим завантаженням, що містить кліноптилоліт і/або брусит, і/або кварцит, і/або туф, з найбільш ймовірною кристалографічною формулою (Na, K)4CaAl6Si30О72×24Н2О, і/або кизельгур, в якому розміщено додатковий верхній і додатковий нижній дренаж, а також з висадженими в ньому вищими водними рослинами і/або вологолюбивими деревами і кущами. Пристрій не забезпечує збільшення градієнту редокс-потенціалу води до і після очищення, за рахунок чого домішкові включення, є малоефективним при використанні для очищення природної і стічної води від широкого спектру забруднень, а зокрема, не достатньо ефективно очищає біогенні сполуки азоту і фосфору, залишки ліків, пестицидів, гормонів, антибіотиків і присадок до палива, які потрапляють в воду і без ефективного видалення відводяться з пристрою після очищення. В основу корисної моделі поставлена задача, в запропонованих спорудах сезонного очищення води ELION-BIOPLATO.49, що складаються з вузла інтенсивного очищення, котрий включає послідовно встановлені електрореактор, електрофлотатор-коагулятор, відстійник і фільтр, які гідравлічно з'єднані між собою, трубопроводу підводу води на очищення, трубопроводу відводу фільтрату, трубопроводу відводу промивної води, при цьому вузол інтенсивного очищення додатково обладнаний комплексом фітобіологічного очищення, гідравлічно приєднаним до трубопроводу підводу води на очищення і трубопроводу відводу фільтрату, який складається з послідовно встановлених відстійника, дренажного боксу, заповненого мінеральним завантаженням, в якому розміщено верхній і нижній дренаж і висаджено вищі водні рослини-макрофіти і/або вологолюбиві дерева і кущі, і/або плаваючі водні рослини, зокрема типу ейхорнія (Eichhornia crassipes), фільтрувального боксу, заповненого сипучим завантаженням, що містить кліноптилоліт і/або брусит, і/або кварцит, і/або туф, з найбільш ймовірною кристалографічною формулою (Na, K) 4CaAl6Si30О72×24Н2О, і/або кизельгур, в якому розміщено додатковий верхній і додатковий нижній дренаж, а також з висадженими в ньому вищими водними рослинами і/або вологолюбивими деревами і кущами, в яких в нижньому дренажі, а також в додатковому нижньому дренажі і в електрофлотаторі-коагуляторі додатково встановлено аератори, пневматично з'єднані з окремим пристроєм подачі стиснутого повітря, забезпечити збільшення градієнту редокс-потенціалу води до і після очищення. Поставлена задача вирішується в запропонованих спорудах сезонного очищення води ELION-BIOPLATO.49, що складаються з вузла інтенсивного очищення, котрий включає 1 UA 97418 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 послідовно встановлені електрореактор, електрофлотатор-коагулятор, відстійник і фільтр, які гідравлічно з'єднані між собою, трубопроводу підводу води на очищення, трубопроводу відводу фільтрату, трубопроводу відводу промивної води, при цьому вузол інтенсивного очищення додатково обладнаний комплексом фітобіологічного очищення, гідравлічно приєднаним до трубопроводу підводу води на очищення і трубопроводу відводу фільтрату, який складається з послідовно встановлених відстійника, дренажного боксу, заповненого мінеральним завантаженням, в якому розміщено верхній і нижній дренаж і висаджено вищі водні рослинимакрофіти і/або вологолюбиві дерева і кущі, і/або плаваючі водні рослини, зокрема типу ейхорнія (Eichhornia crassipes), фільтрувального боксу, заповненого сипучим завантаженням, що містить кліноптилоліт і/або брусит, і/або кварцит, і/або туф, з найбільш ймовірною кристалографічною формулою (Na, K)4CaAl6Si30О72×24Н2О, і/або кизельгур, в якому розміщено додатковий верхній і додатковий нижній дренаж, а також з висадженими в ньому вищими водними рослинами і/або вологолюбивими деревами і кущами, шляхом того, що в нижньому дренажі, а також в додатковому нижньому дренажі і в електрофлотаторі-коагуляторі додатково встановлено аератори, пневматично з'єднані з окремим пристроєм подачі стиснутого повітря. Завдяки тому, що в нижньому дренажі, а також в додатковому нижньому дренажі і в електрофлотаторі-коагуляторі додатково встановлено аератори, пневматично з'єднані з окремим пристроєм подачі стиснутого повітря, а також завдяки обладнанню вузла інтенсивного очищення комплексом біологічного очищення, досягається можливість використання природних явищ, на яких базується біосорбційний метод очищення. Так, в літній період, вода подається до кореневої системи спеціально підібраних вологолюбивих дерев і кущів. Для них є поживними речовини, які шкідливі для людей. Відстійник, що встановлений перед комплексом фітобіологічного очищення, підготовлює середовище, що надходить на очищення, шляхом осадження зважених речовин, що є необхідним для попередження замулювання мінерального завантаження дренажного та фільтрувального боксів. Розташування в окремих боксах вологолюбивих дерев та вологолюбивих кущів, а особливо завдяки тому, що в нижньому дренажі, а також в додатковому нижньому дренажі і в електрофлотаторі-коагуляторі додатково встановлено аератори, пневматично з'єднані з окремим пристроєм подачі стиснутого повітря, створюються умови багатостадійності синергетичного очищення води, поєднання фітоконтактної обробки води з одночасним її фільтруванням крізь спеціально підібрані для цієї мети фільтрувальні завантаження (по матеріалу, гранулометрії та інш.). Як мінеральне завантаження може використовуватись щебінь, гравій, шлак, інше штучне завантаження. Проходячи крізь такий шар, частина води з значною частиною домішок (особливо тих, що містять азот та фосфор) поглинається рослинами, за рахунок чого підвищується редокс-потенціал. Це призводить до розпаду складних з'єднань на складові. При цьому завдяки розділенню об'ємів фільтраційно-біологічної обробки, підбору в них (відповідних боксах), досягти підвищення селективності (вибірковості) вилучення домішок. Тому, переводячи у завислий стан, домішки, що містяться у воді, відділяються від води як шляхом поглинання їх рослинами, так і фільтрацією крізь шар мінерального завантаження, тим більше, що затримуючись у ньому, створюються умови більш тривалого їх контакту із кореневою системою рослин. Це сприяє підвищенню ефективності очищення. Наявність комплексу біологічного очищення дозволяє перейти в літній період на технологію очищення, яка є енергозберігаючою, у порівнянні із вузлом інтенсивного очищення, робота якого переводиться в зимовий період. На кресл. зображена схема споруд сезонного очищення води ELION-BIOPLATO.49. Споруди сезонного очищення води ELION-BIOPLATO.49 включають трубопровід подачі води на очистку 1, трубопровід підводу води 2 у вузол інтенсивного очищення, трубопровід підводу води 3 в комплекс фітобіологічного очищення, електрореактор 4, електрофлотатор-коагулятор 5, флокулятор-освітлювача 6, до якого підведені пристрої введення біореагенту-коагулянту 7 та флокулянту 8, патрубка відводу осаду 9, фільтра 10 із зернистим завантаженням 11, до якого приєднані трубопровід відводу фільтрату 12 і трубопровід відводу промивної води 13, утилізаційний трубопровід 14 подачі води на фітоочищення, відстійник 15 із патрубком відводу осаду 16, верхнього дренажу 17 дренажного боксу 18 з мінеральним завантаженням 19, в якому висаджені вищі водні рослини-макрофіти і/або вологолюбиві дерева і кущі, і/або плаваючі водні рослини, зокрема типу ейхорнія (Eichhornia crassipes) 20, патрубок 21 нижнього дренажу 26, який з'єднаний з додатковим верхнім дренажем 22 фільтраційного боксу 23, заповненого сипучим завантаженням, що містить кліноптилоліт і/або брусит, і/або кварцит, і/або туф, з найбільш ймовірною кристалографічною формулою (Na, K) 4CaAl6Si30О72×24Н2О, і/або кизельгур 2 UA 97418 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 24 з висадженими в ньому вищими водними рослинами і/або вологолюбивими деревами і кущами 25, додатковий нижній дренаж 27, додатково встановлено аератори 28, розміщені в нижньому дренажі 26, додатковому нижньому дренажі 27 і в електрофлотаторі-коагуляторі 5, пневматично з'єднані з окремим пристроєм подачі стиснутого повітря 29, трубопровід відводу фітоочищеної води 30. Споруди сезонного очищення води ELION-BIOPLATO.49 працюють наступним чином. В холодний період року вода після грубого механічного очищення проціджуванням і після видалення піску і жиру подається на очищення по трубопроводу 1 і по підводу 2 надходить в електрореактор 4, де провадиться іонізація струмопровідних матеріалів електродів з утворенням іонізованого коагулянту, утворення газоводяної суміші з електролізними газами і здійснюється підвищення редокс-потенціалу води і далі вода перетікає в електрофлотаторкоагулятор 5, в якому домішки під впливом електрогенерованого коагулянту, електролізних газів і біомаси переводяться у флотошлам і періодично відводяться з пристрою. Інтенсифікується процес очищення води в електрофлотаторі-коагуляторі 5 тим, що додатково встановлено аератори 28, пневматично з'єднані з окремим пристроєм подачі стиснутого повітря 29 і які інтенсивно насичують воду бульбашками повітря, обумовлюють утворення агрегатів флотошламу і сприяють утворенню біокоагулюючих агрегатів мікроорганізмів очищувачів води і активного мулу. Далі флотаційно очищена вода по відповідному трубопроводу надходить в флокулятор-освітлювач 6, в який, за допомогою пристроїв введення біореагентів-коагулянту 7 та флокулянту 8 вводяться у воду відповідні реагенти, в результаті чого розчинені домішки активно переводяться в колоїдний і зважений стан і осідають в нижній частині елемента 6, звідки через патрубок відводу осаду 9 періодично вилучаються. Залишки забруднень разом із водою надходять у фільтр 10 і осаджуються фільтруванням на зернистому завантаженні 11. Чистий фільтрат відводиться по трубопроводу 12. Для періодичної регенерації фільтруючого завантаження 11 і відводу затриманого осаду (разом із промивною водою) слугує трубопровід 13. Для реалізації енергоекономної схеми очищення може використовуватись утилізаційний трубопровід 14 подачі води на фітоочищення, через який вода надходить в комплекс фітобіологічного очищення з подальшою її фільтрацією і доочищенням фіторослинами. В теплий період пори року, коли можуть бути задіяними вищі водні рослини, вода з трубопроводу подачі води на очистку 1 по підводу 3 надходить в комплекс фітобіологічного очищення і потрапляє у відстійник 15, в якому осаджуються зважені речовини, які періодично видаляються через патрубок 16, а освітлена вода по з'єднуючому трубопроводу надходить у верхній дренаж 17 дренажного боксу 18. Фільтруючись крізь мінеральне завантаження 19 (кварцит, щебінь, пісок, гравій, брусит, шлак), вода із забрудненнями контактує з кореневою системою висаджених вищих водних рослин-макрофітів і/або вологолюбивих дерев і кущів (наприклад, вільхою, вербою), і/або плаваючих водних рослин, зокрема типу ейхорнія (Eichhornia crassipes) 20, за рахунок чого фітопоглинаються домішки, що містять азот, фосфор та інші розчинені і колоїдні біомінеральні домішки, а також сама вода, за рахунок чого відбувається підвищення редокс-потенціалу води, порушується стабільність розчинів забруднень, тому спостерігається активне переведення розчинених домішок у зважений стан і накопичення забруднень в зеленій біомасі вищих водних рослин-макрофітів. Через патрубок 21 нижнього дренажу 26, в якому відбувається інтенсивне насичення води повітрям завдяки тому, що в нижньому дренажі 26 додатково встановлено аератори 28, пневматично з'єднані з окремим пристроєм подачі стиснутого повітря 29, вода надходить у додатковий верхній дренаж 22 фільтраційного боксу 23. Повітря із нижнього дренажу 26 інтенсифікує процес фітоочищення води дренажному боксі 18 із підвищенням редокс-потенціалу води. Протікаючи крізь завантаження фільтрувального боксу, заповненого сипучим завантаженням, що містить кліноптилоліт і/або брусит, і/або кварцит, і/або туф, з найбільш ймовірною кристалографічною формулою (Na, K)4CaAl6Si30О72×24Н2О, і/або кизельгур 24 із одночасним контактом із кореневою системою висадженими в ньому вищими водними рослинами і/або вологолюбивими деревами і кущами іншого виду 25, провадиться подальше ступеневе фітовилучення забруднень із води, а також осадження їх в фільтраційному завантаженні. Повітря із додаткового нижнього дренажу 27 інтенсифікує процес знезараження і фітоочищення води в фільтрувальному боксі 24 з підвищенням редокс-потенціалу води. Очищена вода направляється на повторне використання або для скиду в водойму. Звичайно, що вода з нижньої частини фільтрувального боксу 24 може і повертатися в голову споруд для її використання після додаткового фільтрування і знезараження або для фітоопріснення. Технічне рішення, що пропонується, відрізняється від пристроїв аналогічного призначення тим, що синергетично поєднує технологію інтенсивної обробки води і вилучення забруднень із методом фітобіологічної сорбції речовин із води. Технологією використовується природний 3 UA 97418 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 синергетичний спосіб підвищення редокс-потенціалу, шляхом порушення балансу між кількісними показниками вода - домішки. Робота пристрою базується на використанні природних явищ, коли речовини, які шкідливі для людини є необхідними поживними речовинами для фіторослин і поглинаються ними. Разом із підвищенням ефективності та забезпеченням підвищеної продуктивності за рахунок більш високої швидкості очищення в пристрої, створюються умови, при яких стає неможливим процес загнивання затриманих забруднень. Тому пристрій є більш екологічно безпечнішим у порівнянні із іншими очисними спорудами. Запропоновані споруди сезонного очищення води ELION-BIOPLATO.49 дозволяють одержати якісно новий результат в результаті комплексного використання запропонованих рішень, які не є підсумовуванням технологічного обладнання, адже явища, що використовуються пристроєм взаємоузгоджені, здатні не тільки доповнювати, але й створювати взаємний вплив на кожну із стадій проведення процесу очистки і фітоочищення води. Принцип робота споруд сезонного очищення води ELION-BIOPLATO.49 базується, в першу чергу, на синергетичному використанні природних явищ фітомасообміну, вилучення природними матеріалами шкідливих для людини речовин, шляхом їх поглинання рослинами і лісоматеріалами, а сама технологія є безпечною у використанні. Практичне застосування споруд сезонного очищення води ELION-BIOPLATO.49 можливе не тільки шляхом виготовлення і введенням в дію нового пристрою, але й шляхом реконструкції діючих очисних споруд, їх переобладнання, доповнення технологічними елементами, які входять до складу конструкції. Сама блок-установка не є складною як у виготовленні, так і при її експлуатації, не потребує додаткового персоналу із більш високим фаховим рівнем. Тому по капітальних і експлуатаційних витратах пристрій не перевищує обладнання аналогічного призначення. Враховуючи високу ефективність і продуктивність роботи блочної установки фітоочистки стічних вод, запропоновані технічні і фітотехнологічні рішення споруди сезонного очищення води ELION-BIOPLATO.49 є екологічно і економічно привабливими. Реалізація запропонованого технічного рішення споруди сезонного очищення води ELIONBIOPLATO.49 дозволить прискорити процес фітовилучення забруднень, а економічний ефект від впровадження пристрою споруди сезонного очищення води ELION-BIOPLATO.49 можуть забезпечити значну економію витрат, спростити процес очищення води, особливо при водопідготовці з відкритих джерел водопостачання. Пристрій при впровадженні дозволить створити оптимальні умови використання площадок для будівництва очисних споруд і рекуперації "дармового" тепла води і біокультури, зокрема, при використанні вищих водних рослин типу ейхорнія (Eichhornia crassipes), для фітовилучення забруднень біогенних сполук азоту і фосфору, біонейтралізації токсичних гомеопатичних "хвостів" залишків в воді ліків, пестицидів, гормонів, меркаптанів, присадок до палива, антибіотиків, барвників, ПАР, СПАР і нафтопродуктів у поєднанні, наприклад, з максимальним використанням електрохімічного очищення води "безхвостими" коагулянтами і водоочищення вищими водними рослинамимакрофітами і фітофільтраційних властивостей різних видів зернистого завантаження блоккорпусу типу біоплато і самопромивного гідро робота-фільтра за рахунок синергетичнорезонансного співсполучення кожного з елементів пристрою, які функціонально пов'язані і взаємозалежні, що і дозволяє повторно використовувати тепло води і одержати якісно новий екологічний, економічний і технічний результат і гарантовано підвищити редокс-потенціал води, відновляти природні властивості води. Річний економічний ефект від впровадження запропонованого пристрою споруди сезонного очищення води ELION-BIOPLATO.49 вже після одного-двох років впровадження фітоспоруд, зокрема, після впровадження вищих водних рослин-макрофітів типу ейхорнія (Eichhornia crassipes), може скласти 58 000,0…67 000,0 тис. грн./рік при продуктивності очищення води 150 000,0…180 000,0 куб. м. на добу для кліматичних регіонів Європи, Азії, Африки та Індії. Використана інформація 1. Использование высших водных растений для биологической очистки эвтрофных водоемов. К. Янкявичюс и др. ЦООНТИ-ИНИОН, г. Вильнюс. 2. Патент України № 65001, кл. С 02 F 1/00; 1/24; В 01 D36/04. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Споруда сезонного очищення води, що складається з вузла інтенсивного очищення, котрий включає послідовно встановлені електрореактор, електрофлотатор-коагулятор, відстійник і фільтр, які гідравлічно з'єднані між собою, трубопроводів підводу води на очищення і відводу 4 UA 97418 U 5 10 фільтрату, трубопроводу відводу промивної води, при цьому вузол інтенсивного очищення обладнаний комплексом фітобіологічного очищення, гідравлічно приєднаним до трубопроводу підводу води на очищення і трубопроводу відводу фільтрату, який складається з послідовно встановлених відстійника, дренажного боксу, заповненого мінеральним завантаженням, в якому розміщено верхній і нижній дренаж і висаджено вищі водні рослини-макрофіти і/або вологолюбиві дерева і кущі, і/або плаваючі водні рослини, зокрема типу ейхорнія (Eichhornia crassipes), фільтрувального боксу, заповненого сипучим завантаженням, що містить кліноптилоліт і/або брусит, і/або кварцит, і/або туф, з найбільш ймовірною кристалографічною формулою (Na,K)4CaAl6Si30О72×24Н2О, і/або кизельгур, в якому розміщено додатковий верхній і додатковий нижній дренаж, а також з висадженими в ньому окремими вищими водними рослинами і/або вологолюбивими деревами і кущами, яка відрізняється тим, що в нижньому дренажі, а також в додатковому нижньому дренажі і в електрофлотаторі-коагуляторі додатково встановлено аератори, пневматично з'єднані з окремим пристроєм подачі стиснутого повітря. 5 UA 97418 U Комп’ютерна верстка М. Шамоніна 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 6