Комплекс очисних біоінженерних споруд (біс) для господарсько-побутових стічних вод

Реферат: Комплекс очисних біоінженерних споруд (БІС) для господарсько-побутових стічних вод містить каналізаційний колектор і відстійник, який зв'язаний з басейном типу біоплато, на окремій ділянці місцевості басейн типу біоплато поміщений у каскад із декількох біоінженерних споруд, які разом складають, наприклад БІС1-біоплато, БІС2 та БІС3 (або БІС1, БІС2 та БІС3-біоплато), поверхня яких засаджена вищими водними рослинами, наприклад очерет звичайний у суміші з рослинами рогозу або комишу озерного та іншими; з метою первинного очищення стічних вод. Відстійник розташований на трасі каналізаційного колектора та виконаний трисекційним, між секціями якого встановлений "трійник-патрубок", а між БІС1-біоплато, БІС2 та БІС3 встановлені скидні колодязі, всередині яких виконаний пристрій для регулювання рівнем води, а трубчасті дефлектори-розподільники встановлені з ухилом для самопливного надходження стічних вод із БІС1 у БІС2, із БІС2 у БІС3, причому на ділянці місцевості біля очисних біоінженерних споруд виконані режимно-наглядові свердловини для відбору проб ґрунтової води на хімічний аналіз. UA 75321 U (12) UA 75321 U UA 75321 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі очищення господарсько-побутових забруднених стічних вод в каскаді із декількох очисних біоінженерних споруд (БІС), дія яких базується на використанні вищої водної рослинності. Відомий біоенергетичний комплекс"БЮЧЕК" (див. патент Російської Федерації № 2 448 913, кл. С02Р 3/32, опубл. 27.04.2012 р.) містить модуль очисних споруд, де виконані відстійники для стічних вод, у яких під дією сили тяжіння відбувається осадження забруднення при малих швидкостях потоку; з виходів відстійників стічні води надходять у біопруди, поверхня яких заселена макрофітами, наприклад водним гіацинтом Ейхорнія, яка поглинає забруднення та потім швидко нарощує біомасу, яка подається у подрібнювач тому, що він зв'язаний з біопрудами, куди не хотілося б надходження роздробленої суміші з відходами до температури 70 °С - 90 °С. Недоліком аналога є те, що гіацинт Ейхорнія - це теплолюбна рослина, у якій може бути скручування кореневища рослини - гіацинту Ейхорнія. Відома споруда для очищення господарсько-побутових стічних вод (див. патент Російської Федерації № 2397149, кл. С02Р 3/32, опубл. 20.08.2010 р.) містить скидний трубопровід подачі стічних вод на біоплато, яке оснащено водорозподільними каналами, глибина яких 0,7-1,0 м, а як біоплато вибрана попереду осушувана торф'яна поклада з міцністю торфа не менш 1,0 м; біоплато за допомогою з'єднувального каналу зв'язується з скидним колектором, відкіля очищена вода надходить у річку-приймальник. Недолік аналога полягає у тому, що використовується тільки процес фільтрації стічних вод через осушувальні приймальні канали, які можуть заглушуватися забрудненням від стічних вод, які недостатньо очищені. Відома установка (або комплекс) для очищення забруднених місцевих стічних (або ливневих) вод (див. патент Російської Федерації № 2 404 137, кл. C02F 3/32, oпyбл. 20.11.2010 р.) містить існуючий каналізаційний (водостічний) колектор та відстійник у вигляді камери, який зв'язаний через фільтраційну дамбу з басейном типу біоплато з мілиною, де насаджена водна рослинність, причому між басейном типу біоплато та водним об'єктом розташовані обвідні канали з такою же водною рослинністю, де відбувається очищення надлишкових стоків, а секція доочищення виконана у вигляді глибоководного басейну. Даний комплекс приймається за найближчий аналог. Недоліками аналога можливо врахувати наступне: - можливе постійне забруднення поверхневих та підземних вод із-за великої площі обвідних каналів, де недостатньо очищені стічні води можуть становити загрозу для навколишнього середовища, - у відстійнику не відбувається попереднє очищення стічних вод тому, що він зв'язаний з фільтраційною дамбою і муловий осад не відкачується. В основу корисної моделі поставлена задача створення умов для очищення будь-яких 3 забруднених стічних вод в обсязі до 700 м /на добу до норм якості води після впровадження комплексу очисних біоінженерних споруд, який складається з трисекційного відстійника та каскаду з трьох біоінжнерних споруд, наприклад БІС1-біоплато, БІС2 та БІС3, у яких 100 % площа покриття вищими водними рослинами, наприклад очерет звичайний у суміші з рослинами рогозу або комишу озерного та іншими, таким чином при виході комплекса очисних біоінженерних споруд (БІС) на запроектовану потужність, як правило цей період складає 1,5 років, буде досягнута максимальна очистка стічних вод, яка основана на самоочищенні під впливом біогеоценозу у вищих водних рослин, що потрібні для роботи біоінженерних споруд (БІС), тому що це сприяє нарощуванню підземної біомаси у вищих водних рослин, коренева система яких необхідна для самовідновлення їх фітоценозів. Вирішення поставленої задачі може забезпечити комплекс очисних біоінженерних споруд (БІС) для господарсько-побутових стічних вод, що містить каналізаційний колектор і відстійник, який зв'язаний з басейном типу біоплато, за рахунок того, що на окремій ділянці місцевості басейн типу біоплато поміщений у каскад із декількох біоінженерних споруд, які разом складають, наприклад БІС1-біоплато, БІС2 та БІС3 (або БІС1, БІС2 та БІС3-біоплато), поверхня яких засаджена вищими водними рослинами, наприклад очерет звичайний у суміші з рослинами рогозу або комишу озерного та іншими; з метою первинного очищення стічних вод, відстійник розташований на трасі каналізаційного колектора та виконаний трисекційним, між секціями якого встановлений "трійник-патрубок", а між БІС1-біоплато, БІС2 та БІС3 (або БІС1, БІС2 та БІС3-біоплато) встановлені скидні колодязі, всередині яких виконаний пристрій для регулювання рівнем води, а трубчасті дефлектори-розподільники встановлені з ухилом для самопливного надходження стічних вод із БІС1 у БІС2, із БІС2 у БІС3, причому на ділянці місцевості біля очисних біоінженерних споруд (БІС) виконані режимно-наглядові свердловини для відбору проб ґрунтової води на хімічний аналіз. 1 UA 75321 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Для неможливого проникнення забруднених каналізаційних стічних вод у ґрунтові води, по дну очисних біоінженерних споруд (БІС1-біоплато, БІС1 і БІС3) вкладаний протифільтраційний екран, фільтраційна піщано-щебенева товща висотою 0,5-0,6 м та пластово-трубчастий дренаж. Для більш надійного виконування очисних біоінженерних споруд (БІС2 та БІС3), дрени пластово-трубчастого дренажу влаштовані в фільтраційній піщано-щебеневій товщі та вони в щебеневій обсипці обгортаються фільтруючою тканиною типу геотекстиль Руно LD20. Технічний результат, який досягається корисною моделлю: - використана комбінація різних видів біоінженерних споруд (БІС) дозволила більш раціонально використовувати рельєф ділянки місцевості, що сприяє невисокій вартості будівництва комплексу БІС1-БІС3, які забезпечать екологічно прийнятний результат по очищенню забруднених стічних вод, що відводяться від селища, де основні джерела утворення господарсько-побутових забруднених стічних вод, 2 - так як розрахункова площа очисних біоінженерних споруд (БІС1-БІС3) складає 20000 м (або до 2 га), то забезпечена необхідна ефективність процесу самоочищення у БІС1-БІС3 за рахунок інтенсифікації роботи природного біогеоценозу вищих водних рослин, при цьому очищена вода після БІС1-БІС3 надходить у скидний колектор та самопливом відводиться на водовідведення до найближчої річки місцевості, - каскад з трьох очисних біоінженерних споруд БІС1-БІС3 простий в експлуатації та не може потребувати використання коагулянтів та енергетичних витрат; БІС1-БІС3 є простими в будівництві та обслуговуванні, тому що вони знаходяться у санітарно-захищеній зоні, а муловий осад може потрапляти на мулові майданчики біля БІС1. Заявлений комплекс очисних біоінженерних споруд (БІС) пояснюється технічним описом та кресленнями, де: Фіг. 1 - загальний план розташування комплексу очисних біоінженерних споруд (БІС1-басейн типу біоплато, БІС2 та БІС3), Фіг. 2 - загальна схема руху забруднених каналізаційних стічних вод через трисекційний відстійник та через біоінженерні споруди (БІС1-басейн типу біоплато, БІС2 та БІС3), Фіг. 3 - загальний вид очисних біоінженерних споруд (БІС2 і БІС3), де в щебеневу обсипку фільтраційної піщано-щебеневої товщі вкладаються дрени пласто-трубчастого дренажу, Фіг. 4 - загальний вид очисних біоінженерних споруд (БІС2 і БІС3), де дрени в щебеневій обсипці обгортаються фільтруючою тканиною типу геотекстиль Руно LD20, Фіг. 5 - загальний вид очисних біоінженерних споруд (БІС2 і БІС3), траншеї яких засипають фільтруючою піщано-щебеневою товщею, Фіг. 6, Фіг. 7 - загальний вид розташування скидних колодязів між каскадом очисних біоінженерних споруд, наприклад між БІС1 і БІС2, між БІС2 і БІС3, біля якого є скидний колектор, Фіг. 8, Фіг. 9 - загальний вид трисекційного відстійника, який встановлений на монолітну бетонну плиту, Фіг. 10 - загальний вид режимно-наглядової свердловини, Фіг. 11 - виноска А за Фіг. 10; вид фільтра всередині свердловини. Корисна модель - Біоінженерні споруди (БІС) можуть являти собою каскад із трьох очисних біоінженерних споруд 1, 2, 3, які відкриті в ґрунті та з'єднані між собою системою самотічних трубчастих дефлекторів-розподільників 4, 5, 6; на окремій ділянці 7 місцевості очисні біоінженерні споруди 1, 2, 3 разом складають, наприклад БІС1-басейн типу біоплато, БІС2 та БІС3 (або БІС1, БІС2 та БІС3-біоплато), поверхня яких засаджена вищими водними рослинами (не показані), наприклад очерет звичайний у суміші з рослинами рогози або комишу озерного та іншими; рельєфні відмітки поверхонь очисних біоінженерних споруд 1, 2, 3 (БІС1-БІС3) розраховані на самопливне надходження до них стічних вод. Біоінженерна споруда 1 (БІС1) - це басейн типу біоплато, рівень води у якому підтримується до 5,1 м (див. Фіг. 1, Фіг. 2). Поряд з біоінженерною спорудою 1 (БІС1) влаштовується біоінженерна споруда 2 (БІС2), тому після БІС2 стічні води надходять до біоінженерної споруди 3 (БІС3); між БІС1 - басейном типу біоплато, БІС2 та БІС3 встановлені скидні колодязі 8, 9, 10, всередині яких виконаний пристрій 11 для регулювання рівнем води, а трубчасті дефлектори-розподільники 4, 5, 6 встановлені з ухилом для самопливного надходження стічних вод із БІС1 у БІС2, із БІС2 у БІС3; очисні біоінженерні споруди 1, 2, 3 (БІС1-БІС3) мають противофільтраційний екран 12 та фільтруючу піщано-щебеневу товщу 13 висотою 0,5-0,6 м у основі (тобто по дну); а очисні біоінженерні споруди 2, 3 (БІС2 і БІС3) мають дрени 14 пластово-трубчастого дренажу15, причому дрени 14 поміщені в фільтраційній піщано-щебеневій товщі 13 та вони в щебеневій обсипці обгортаються фільтруючою тканиною 16 типу геотекстиль Руно LD20 і потім засипаються щебенем; у біоінженерних спорудах 1, 2, 3 (БІС1-БІС3) рух стічних вод відбувається у двох напрямках - горизонтально через зарості вищих водних рослин (не 2 UA 75321 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 показані) та вертикально через фільтруючу піщано-щебеневу товщу 13 до дренажу (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 3, Фіг. 4, Фіг. 5, Фіг. 6, Фіг. 7). Для первинного очищення стічних вод пропонується трисекційний відстійник 17, кожна секція якого виконується із збірних залізобетонних кілець 18, наприклад діаметром 1500 мм і глибиною 3,3 м, які встановлені на монолітну бетонну плиту 19, причому відстійник 17 розташований на трасі існуючого каналізаційного колектора 20 та секції 18 якого з'єднані між собою за допомогою "трійника-патрубка" 21 з метою забору стічних вод із нижнього шару потоку забруднених стоків; загальний час відстоювання стічних вод у відстійнику 17 не менш 2 годин, причому його конструкція сприяє більшому осіданню завислих речовин (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 8, Фіг. 9). Для очищення мулового осаду з відстійника 17 пропонується використання мулових майданчиків 22 для осаду, які розташовані біля біоінженерної споруди 1 (БІС1); термін експлуатації одного майданчика 22 до 2,5 років, а другий - випаровується; очисна біоінженерна споруда 1(БІС1)через скидні колодязі 23 зв'язана з муловими майданчиками 22 (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 8, Фіг. 9). На ділянці 7 місцевості біля очисних біоінженерних споруд 1, 2, 3 (БІС1-БІС3) виконані режимно-наглядові свердловини 24 для відбору проб ґрунтової води на хімічний аналіз; оголовок режимно-наглядовій свердловини 24 має металеву кришку 25 і бетонне вимощення 26, а фільтр 27 у вигляді нержавіючої сітки встановлений всередині свердловини 24 на перфоровану трубу 28 (див. Фіг. 1, Фіг. 10, Фіг. 11). Очищена вода після біоінженерних споруд 1, 2, 3 (БІС1-БІС3) надходить у скидний колодязь 10 та самопливом через скидний колектор 29 відводиться до лівнего лотка 30 і далі у найближчу річку (не показана) (див. Фіг., Фіг. 2). У зимовий період можливе підвищувати рівень води у біоінженерних спорудах 1, 2, 3 (БІС1БІС3) до 0,8 м за допомогою пристрою 11 всередині скидних колодязів 8, 9, 10 для виключення промерзання кореневищ вищих водних рослин (не показані) (див. Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 6, Фіг. 7). Заявлений комплекс дозволяє мінімізацію капітальних та експлуатаційних витрат та забезпечити потрібну ефективність процесу самоочищення стічних вод. Джерела інформації: 1. Патент Російської Федерації № 2 448 913, кл. С02F 3/32, опубл. 27.04.2012 р. 2. Патент Російської Федерації № 2 397 149, кл. С02F 3/32, опубл. 20.08.2010 р. 3. Патент Російської Федерації № 2 404 137, кл. С02F 3/32, опубл. 20.11.2010 р. (найближчий аналог). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Комплекс очисних біоінженерних споруд (БІС) для господарсько-побутових стічних вод, що містить каналізаційний колектор і відстійник, який зв'язаний з басейном типу біоплато, який відрізняється тим, що на окремій ділянці місцевості басейн типу біоплато поміщений у каскад із декількох біоінженерних споруд, які разом складають, наприклад БІС1-біоплато, БІС2 та БІС3 (або БІС1, БІС2 та БІС3-біоплато), поверхня яких засаджена вищими водними рослинами, наприклад очерет звичайний у суміші з рослинами рогозу або комишу озерного та іншими; з метою первинного очищення стічних вод, відстійник розташований на трасі каналізаційного колектора та виконаний трисекційним, між секціями якого встановлений "трійник-патрубок", а між БІС1-біоплато, БІС2 та БІС3 встановлені скидні колодязі, всередині яких виконаний пристрій для регулювання рівнем води, а трубчасті дефлектори-розподільники встановлені з ухилом для самопливного надходження стічних вод із БІС1 у БІС2, із БІС2 у БІС3, причому на ділянці місцевості біля очисних біоінженерних споруд виконані режимно-наглядові свердловини для відбору проб ґрунтової води на хімічний аналіз. 2. Комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що по дну очисних біоінженерних споруд (БІС) вкладений протифільтраційний екран, фільтраційна піщано-щебенева товща висотою 0,5-0,6 м та пластово-трубчастий дренаж. 3. Комплекс за п. 2, який відрізняється тим, що дрени пластово-трубчастого дренажу влаштовані в фільтраційній піщано-щебеневій товщі та вони в щебеневій обсипці обгартовуються фільтруючою тканиною типу геотекстиль Руно LD20. 3 UA 75321 U 4 UA 75321 U 5 UA 75321 U 6 UA 75321 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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 7