Комплексное сооружение для биологической очистки сточных вод

Сооружение предназначено для очистки ливневых и производственных нефтесодержащих сточных вод. Задачей изобретения является увеличение эффекта очистки производственного и ливневого стока. Комплексное сооружение для биологической очистки сточных вод, включающее подводящий и отводящий лотки, решетки, водоем с приямком, водоем с высшей водной растительностью, сорбционный фильтр, согласно полезной модели дополнительно включает коалесцирующий фильтр, водоем с геохимическим барьером, причем сооружения располагаются в следующем порядке по ходу движения воды: решетки, коалесцирующий фильтр, водоем с приямком, водоем с геохимическим барьером, водоем с высшей водной растительностью, сорбционный фильтр, при этом в верхней части сорбционного фильтра расположена сетка из электроотрицательного металла, а в нижней части - сетка из электроположительного металла. В качестве загрузки коалесцирующего фильтра использованы гранулы полистирола, а в качестве геохимического барьера используется зернистый минеральный фильтрующий материал - карбонат кальция фракции 2-5 мм; в качестве сорбента используется активированный уголь АГ-3, в качестве электроотрицательного металла применяют алюминий, а электроположительного металла - медь.

Сооружение предназначено для очистки ливневых и производственных нефтесодержащих сточных вод.

Известно устройство - комплекс сооружений для биологической очистки сточных вод, содержащий последовательно соединенные пруды с высшими растениями, отличающийся тем, что пруды комплекса снабжены одним или более блоками инокуляции. (Патент РФ 210419 кл. C02F 3/32, опубликован 20.10.1998).

Данное устройство не дает достаточной степени очистки сточных вод от тяжелых металлов и минеральных солей.

Наиболее близким к заявляемой модели является устройство, включающее подводящий лоток, водоем с приямком, участок, засаженный высшей водной растительностью, фильтр, лоток для последующего отвода сточной воды, фильтр с загрузкой сорбентом, ионообменный материал, плавающие мостики, в качестве растительности используется камыш, рогоз широколистный, тростник, элодея канадская (Патент РФ 2262488 кл. C02F 3/32, опубликован 20.10.2005).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность очистки от тяжелых металлов, сложность регенерации ионообменных материалов минеральными кислотами или щелочами.

Задачей полезной модели является увеличение эффекта очистки производственного и ливневого стока.

Поставленная задача решается тем, что комплексное сооружение для биологической очистки сточных вод, включающее подводящий и отводящий лотки, решетки, водоем с приямком, водоем с высшей водной растительностью, сорбционный фильтр, согласно полезной модели дополнительно включает коалесцирующий фильтр, водоем с геохимическим барьером, причем сооружения располагаются в следующем порядке по ходу движения воды: решетки, коалесцирующий фильтр, водоем с приямком, водоем с геохимическим барьером, водоем с высшей водной растительностью, сорбционный фильтр, при этом в верхней части сорбционного фильтра расположена сетка из электроотрицательного металла, а в средней части - сетка из электроположительного металла. В качестве загрузки коалесцирующего фильтра использованы гранулы полистирола, а в качестве геохимического барьера используется зернистый минеральный фильтрующий материал - карбонат кальция фракции 2-5 мм; в качестве сорбента используется активированный уголь АГ-3, в качестве электроотрицательного металла применяют алюминий, а электроположительного металла - медь.

На фигуре представлена схема комплексного сооружения.

Комплексное сооружение включает расположенные последовательно по ходу движения воды следующие сооружения: подводящий лоток 1, решетки 2, коалесцирующий фильтр 3, водоем с приямком 4, водоем с геохимическим барьером 5, водоем с высшей водной растительностью 6, сорбционный фильтр 7, отводящий лоток 8. На поверхности воды в водоеме 4 расположен скиммер 9, соединенный с накопителем нефтепродуктов 10. В водоеме 5 расположен поперечно потоку воды геохимический барьер 11. В этом же водоеме расположена система обратной промывки геохимического барьера, включающая заборное устройство 12, промывной насос 13, промывное устройство 14, дренажную систему 15, иловые площадки 16, дренажный насос 17.

Сорбционный фильтр 7 загружен активированным углем, в верхнем слое которого находится алюминиевая сетка 18, а в среднем слое - медная сетка 19.

Полезная модель работает следующим образом. Ливневая или сточная нефтесодержащая вода подается с помощью лотка 1 на механические сороудерживающие решетки 2, а затем коалесцирующий фильтр 3, загруженный гранулами полистирола. В коалесцирующем фильтре происходит укрупнение мелких капель нефти с целью их дальнейшего извлечения в водоеме.

Далее вода поступает в водоем с приямком 4, в котором происходит осаждение твердых взвешенных веществ и всплытие капель нефтепродуктов. В водоеме происходит очистка воды природными механизмами самоочищения с помощью микроорганизмов. Нефтепродукты с поверхности удаляются скиммером 9, из которого подаются в накопитель 10.

Предварительно очищенная вода, содержащая, как правило, ионы тяжелых металлов, подается самотеком через водослив в водоем 5 с геохимическим барьером. Геохимический барьер 11 представляет собой зернистый фильтр, загруженный карбонатной породой - СаСО ₃ (Исаева О.Ю. Исследование перспективных методов очистки сточных вод от тяжелых металлов с целью создания эколого-геохимических барьерных зон. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. - Уфа, 2006, с.19-20). Карбонатная порода за счет подщелачивания воды способствует образованию гидроксидов металлов и их извлечению из воды при фильтровании. Излив воды через кромку водослива способствует обогащению воды кислородом, что способствует дальнейшей очистке воды биологическими сооружениями, а также способствует окислению металлов с повышением их валентности, что ускоряет процесс гидролиза металлов и осаждения гидроксидов при фильтровании.

Далее вода проходит доочистку в водоеме с высшей водной растительностью 6. В качестве растительности используется хаотично расположенные камыш для активного поглощения фенола, марганца, цинка, меди, рогоз широкополистный для активного поглощения нефтепродуктов, тростник и элодея для связывания биогенов.

Доочистка воды от органических растворенных веществ, в том числе от нефтепродуктов до ПДК водоемов рыбохозяйственного назначения (0,05 мг/л) происходит в сорбционном фильтре 7, загруженном активированным углем АГ-3. Для увеличения эффекта очистки воды в теле фильтра расположен электрохимический источник тока (Назаров М.В. Очистка природных и сточных вод с применением электрохимических методов. - Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Уфа, 2008 с.17-18). Электрохимический источник тока образован за счет горизонтального размещения алюминиевой и медной сеток внутри активированного угля. Создаваемое при этом электрическое поле поляризует гранулы активированного угля, что увеличивает сорбционную активность угля.

Регенерация геохимического барьера 11 осуществляется обратной промывкой. Вода забирается устройством 12 из водоема 5, промывным насосом 13 подается под давлением в промывное устройство 14. Фильтрующий материал геохимического барьера промывается обратным током воды, а промывная вода поступает в отстойную зону водоема 5. Взвешенные вещества осаждаются, поступают в приямок с дренажной системой 15, с помощью которой осадок удаляется под гидростатическим давлением на иловые площадки 16. Вода, отделившаяся на иловых площадках 16, дренажными насосами перекачивается «в голову» сооружений после решеток 2.

Пример реализации полезной модели.

В таблице 1 приводится степень удаления тяжелых металлов из водных растворов карбонатом кальция в геохимическом барьере. Опыты проведены на производственной сточной воде Уфимского моторостроительного производственного объединения.

Из таблицы следует, что эффективность извлечения всех металлов, находящихся в сточных водах предприятия, выше, чем в прототипе.

В таблице 2 приводятся результаты очистки сточных вод того же предприятия от нефтепродуктов.

Таблица 2
	Прототип	Полезная модель
Исходная	Конечная	Эффект, %	Исходная	Конечная	Эффект, %
1	2	3	4	5	6	7
Концентрация нефтепродуктов, мг/л	48,0	1,1	97,7	48,0	0,04	99,9

Из таблицы следует, что в прототипе и полезной модели достигнут высокий эффект очистки сточных вод от нефтепродуктов, однако в прототипе не достигнуто значение ПДК водоемов рыбохозяйственного назначения по нефтепродуктам, равная 0,05 мг/л.

1. Комплексное сооружение для биологической очистки сточных вод, включающее подводящий и отводящий лотки, решетки, водоем с приямком, водоем с высшей водной растительностью, сорбционный фильтр, отличающееся тем, что дополнительно включает коалесцирующий фильтр, водоем с геохимическим барьером, причем сооружения располагаются в следующем порядке по ходу движения воды: решетки, коалесцирующий фильтр, водоем с приямком, водоем с геохимическим барьером, водоем с высшей водной растительностью, сорбционный фильтр, при этом в верхней части сорбционного фильтра расположена сетка из электроотрицательного металла, а в средней части - сетка из электроположительного металла.

2. Комплексное сооружение по п.1, отличающееся тем, что в качестве загрузки коалесцирующего фильтра использованы гранулы полистирола.

3. Комплексное сооружение по п.1, отличающееся тем, что в качестве геохимического барьера используется карбонат кальция фракции 2-5 мм.

4. Комплексное сооружение по п.1, отличающееся тем, что в качестве сорбента используется активированный уголь АГ-3.

5. Комплексное сооружение по п.1, отличающееся тем, что в качестве электроотрицательного металла применяют алюминий, а электроположительного металла - медь.