Устройство для биологической очистки морских вод от техногенных загрязнений
Заявляется устройство для биологической очистки морских вод от техногенных загрязнений, которое относится к области охраны окружающей среды и предназначено для очистки поверхностных вод в прибрежных районах моря, бухтах и других зонах возможного промышленного загрязнения нефтепродуктами, путем биологической обработки воды с использованием бурых водорослей в сочетании с микроорганизмами.
Устройство, представляющее собой санитарную водорослевую плантацию, состоит из силовых синтетических канатов диаметром 30-40 мм, удерживаемых в требуемом направлении металлическими тросами. Тросы прикреплены к гравитационным якорям через крепежные элементы плавучих буев, соединенных с силовыми канатами. На силовых канатах закреплены снабженные грузами вертикальные канаты-поводцы, являющиеся субстратами для ламинариевых водорослей. При этом устройство снабжено удерживаемыми на поверхности рабочими модулями для размещения фукусовых водорослей размером 2×1,5 м. Модули сформированы из синтетических канатов диаметром 10-20 мм, прикрепленными к силовым полипропиленовым канатам или металлическим тросам посредством поплавков-кухтылей.
Отличается от известных тем, что на поверхностных горизонтальных канатах вплотную друг к другу насажены наплава с закрепленными в отверстиях, выполненных в нижней части наплавов на расстоянии 3 см между ними, талломами фукусовых водорослей таким образом, чтобы верхние ряды фукусов соприкасались с поверхностью морской воды.
Отличается также тем, что наплава размером не менее 20×15 см выполнены из пористого материала с центральным сквозным отверстием, при этом глубина отверстий для размещения талломов фукусовых водорослей составляет 2-3 см.
Устройство способствует повышению эффективности биологической очистки морских вод от техногенных загрязнений, в первую очередь от нефтепродуктов, которые в виде пленки достаточно быстро распространяются по поверхности воды.
Полезная модель относится к области охраны окружающей среды и предназначена для очистки поверхностных вод в прибрежных районах моря, бухтах и других зонах возможного промышленного загрязнения нефтепродуктами, путем биологической обработки воды с использованием бурых водорослей в сочетании с микроорганизмами.
Интенсивная производственная деятельность в прибрежной зоне сопровождается усилением загрязнения, что отрицательно сказывается в первую очередь на прибрежных биоценозах.
Естественный выход из этого положения - введение компенсационных мер, одной из которых является санитарная марикультура. Во многих исследованиях была показана способность бурых водорослей аккумулировать тяжелые металлы, радионуклиды. В последние годы выявлена уникальная способность фукусовых водорослей включать в метаболизм нефтяные углеводороды.
В известном способе очистки морских прибрежных вод от пленочных и диспергированных в поверхностном слое воды нефтепродуктов по патенту РФ 
2375315 в качестве сорбирующей среды используют плавучую водорослевую плантацию, основу которой составляет система соединенных между собой синтетических канатов, засаженных ламинарией и фукусовыми водорослями.
Экспериментальными и натурными наблюдениями показана возможность удержания нефтяной пленки поверхностью фукуса в течение длительного времени. Результаты экспериментов свидетельствуют, что один квадратный метр плантации может за 4-5 дней нейтрализовать пленку, образующуюся при разливе на этой площади 100 мл нефти. Естественно, что во многом результаты зависят от погодных условий, обеспечивающих испарение пленки.
Известна санитарная водорослевая плантация (СВП) для биологической очистки морских вод от техногенных загрязнений (заявка на изобретение 2010151490 от 16.12.2010 - наиболее близкий к заявляемому решению аналог), предназначенная для финишной очистки морских прибрежных вод, сорбирующая после механической очистки акватории от попавших в морскую среду в результате аварийных разливов нефтепродуктов (НП), неконтролируемого сброса отходов производства судоремонтными предприятиями. Данное устройство - плантация включает в себя силовые синтетические канаты диаметром 30-40 мм, удерживаемые в требуемом направлении металлическими тросами, прикрепленными к гравитационным якорям через крепежные элементы плавучих буев, соединенных с силовыми канатами, между которыми закреплены синтетические канаты диаметром 10-20 мм, играющие роль субстратов для фукусовых и ламинариевых водорослей, размещенных на различных глубинах в очищаемом прибрежном пространстве. При этом ламинарию размещают в толще воды на вертикальных канатах-поводцах, снабженных грузами, обеспечивающими их натяжение, а фукусы размещают на горизонтальных канатах в поверхностном слое воды. Канаты с высаженными на них фукусовыми водорослями компонуют в виде поверхностных рабочих модулей размером 2×1,5 м, удерживаемых на поверхности силовыми полипропиленовыми канатами диаметром 30-40 мм и дополнительными поплавками-кухтылями, снабженными крепежными элементами, допускающими крепление модулей к синтетическим силовым канатам или к металическим тросам в требуемом по погодным условиям положении по отношению к направлению перемещения загрязненных вод. Недостатком указанной плантации является ее низкая эффективность даже при небольшой силе ветра. В этом случае вода, содержащая пленку нефтепродуктов (НП), перекатывается через верхние горизонтальные канаты, которые являются субстратами для фукусовых водорослей, что ведет к распространению по поверхности нефтяной пленки.
Еще один весьма существенный недостаток - сравнительно низкая плотность рабочей среды высаженных вдоль субстратов обоих видов водорослей и, соответственно, низкая эффективность санитарной водорослевой плантации.
В предлагаемой в настоящей заявке - устройство для биологической очистки морских вод от техногенных загрязнений представляет собой санитарную водорослевую плантацию, состоящую из силовых синтетических канатов диаметром 30-40 мм, удерживаемых в требуемом направлении металлическими тросами, прикрепленными к гравитационным якорям через крепежные элементы плавучих буев, соединенных с силовыми канатами, на которых закреплены снабженные грузами вертикальные канаты-поводцы, являющиеся субстратами для ламинариевых водорослей. При этом устройство снабжено удерживаемыми на поверхности образованными горизонтальными канатами рабочими модулями для размещения фукусовых водорослей размером 2×1,5 м, сформированными из синтетических канатов диаметром 10-20 мм, являющихся субстратами для фукусовых водорослей, прикрепленными к силовым полипропиленовым канатам или металлическим тросам посредством поплавков-кухтылей.
Задачей, решаемой данной полезной моделью, является повышение эффективности биологической очистки морских вод от техногенных загрязнений, в первую очередь от нефтепродуктов которые в виде пленки достаточно быстро распространяются по поверхности воды.
Технический результат заключается в создании устройства, позволяющего с наибольшей эффективностью использовать способности водорослей - ламинариевых и фукусовых в качестве сорбирующей среды.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве на поверхностных горизонтальных канатах вплотную друг к другу насажены наплава с закрепленными в отверстиях, выполненных в нижней части наплавов на расстоянии 3 см между ними, талломами фукусовых водорослей таким образом, чтобы верхние ряды фукусов соприкасались с поверхностью морской воды.
Технический результат достигается также тем, что наплава размером не менее 20×15 см выполнены из пористого материала с центральным сквозным отверстием, при этом глубина отверстий для размещения талломов фукусовых водорослей составляет 2-3 см.
Заявляемая система поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1 представлена общая схема устройства, на фиг.2 - общий вид наплава. Устройство выполнено из силовых синтетических канатов 1 диаметром 30-40 мм, удерживаемых в требуемом направлении металлическими тросами 2, прикрепленными к гравитационным якорям 3 через крепежные элементы плавучих буев 4. На силовых канатах 1 закреплены вертикальные канаты-поводцы 5, снабженные грузами 6, которые являются субстратами для ламинариевых водорослей. Устройство снабжено рабочими модулями размером 2×1,5 м, образованными горизонтальными канатами 7 диаметром 10-20 мм. Эти модули прикреплены к силовым полипропиленовым канатам 1 посредством поплавков-кухтылей (на черт. не показаны), удерживаются на поверхности воды и служат субстратами для фукусовых водорослей. На поверхностных горизонтальных канатах 7 вплотную друг к другу насажены наплава 8, выполненные из пористого материала размером 20-15 см и имеющие центральное отверстие 9. На их нижней поверхности выполнены отверстия 10 с шагом в 3 см, при этом глубина отверстий составляет 2-3 см. В эти отверстия размещают талломы фукуса в возрасте 2-3 лет 4-6 дихотомий и закрепляют в них. Подготовленные таким образом наплава насаживают на полипропиленовые канаты 7. Пористая поверхность наплавов обеспечивает оптимальные условия для прикрепления и развития микроорганизмов на поверхности.
Размещение на поверхности наплавов талломов фукусовых водорослей позволяет покрыть поверхность воды водорослями, что ведет к увеличению эффективности устройства для биологической очистки морских водорослей от техногенных загрязнений, а именно к поглощению и нейтрализации нефтепродуктов, распространяющихся по поверхности воды. Повышается эффективность плантации, как бонового заграждения, в плане противодействия распространению пленки при усилении ветра, что отсутствовало в предыдущих конструкциях.
Устройство просто в изготовлении и эксплуатации, поскольку модули - ламинариевый и фукусовый изготавливаются отдельно и могут периодически заменяться на новые.
1. Устройство для биологической очистки морских вод от техногенных загрязнений, представляющее собой санитарную водорослевую плантацию, состоящую из силовых синтетических канатов диаметром 30-40 мм, удерживаемых в требуемом направлении металлическими тросами, прикрепленными к гравитационным якорям через крепежные элементы плавучих буев, соединенных с силовыми канатами, на которых закреплены снабженные грузами вертикальные канаты-поводцы, являющиеся субстратами для ламинариевых водорослей, при этом устройство снабжено удерживаемыми на поверхности образованными горизонтальными канатами рабочими модулями для размещения фукусовых водорослей размером 2×1,5 м, сформированными из синтетических канатов диаметром 10-20 мм, являющихся субстратами для фукусовых водорослей, прикрепленными к силовым полипропиленовым канатам или металлическим тросам посредством поплавков-кухтылей, отличающееся тем, что на поверхностных горизонтальных канатах вплотную друг к другу насажены наплавы с закрепленными в отверстиях, выполненных в нижней части наплавов на расстоянии 3 см между ними, талломами фукусовых водорослей таким образом, чтобы верхние ряды фукусов соприкасались с поверхностью морской воды.
2. Устройство для биологической очистки морских вод от техногенных загрязнений по п.1, отличающееся тем, что наплавы размером не менее 20×15 см выполнены из пористого материала с центральным сквозным отверстием, при этом глубина отверстий для размещения талломов фукусовых водорослей составляет 2-3 см.
