Гравитационно-биологический отстойник для очистки загрязненных вод

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ГРАВИТАЦИОННО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТСТОЙНИК ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ВОД(71) Заявитель Белорусская государственная сельскохозяйственная академия(72) Авторы Желязко Владимир Иосифович Михальченко Николай Николаевич Копытовский Виктор Владимирович(73) Патентообладатель Белорусская государственная сельскохозяйственная академия(57) Гравитационно-биологический отстойник для очистки загрязненных вод, выполненный в виде выемки в грунте и включающий искусственно созданную мелководную акваторию, на которой культивируется высшая водная растительность, содержащий входной и выходной каналы, отличающийся тем, что отстойник выполнен в виде двух совмещенных секций, причем первая секция в плане выполнена в виде одной или нескольких окружностей, которые ось входного канала пересекает по хорде длиной меньше их диаметра, а вторая секция в плане выполнена сужающейся к выходному каналу, в вертикальной плоскости вторая секция выполнена глубже, чем выходной канал, а первая секция глубже, чем вторая, причем высшая водная растительность культивируется только во второй секции.(56) 1. Желязко В.И., Захарова О.А., Кирейчева Л.В., Мажайский Ю.А., Михальченко Н.Н. Утилизация сточных вод и животноводческих стоков. - М. Из-во ООО Эдель-М, 2001. С. 137. 1107 Предлагаемое устройство может быть использовано в сельском хозяйстве или промышленности как составная часть средств производства, а именно для очистки загрязненных в процессе производства вод, в том числе загрязненных поверхностных и дренажных вод, стекающих с земледельческих полей, орошаемых сточными водами и стоками животноводческих комплексов. Известен горизонтальный гравитационный отстойник, представляющий собой выемку в грунте - уширенный и углубленный участок канала 1. Вследствие резкого увеличения площади живого сечения потока в отстойнике происходит снижение скорости движения воды и под действием сил тяжести взвешенные в воде вещества выпадают на дно. Недостатком известной конструкции является то, что она плохо очищает воду от растворенных в ней химических соединений. Известен также отстойник, представляющий собой мелководную акваторию, на которой культивируется высшая водная растительность (макрофиты) 1. Недостатком известной конструкции является то, что если в очищаемой воде содержатся взвешенные вещества, то они выпадают на дно отстойника, что приводит к его заилению. Причем механическая очистка приводит к значительному повреждению высшей водной растительности. Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, - повышение качества очистки загрязненных вод и улучшение условий эксплуатации сооружения. Поставленная задача решается тем, что гравитационно-биологический отстойник для очистки загрязненных вод, выполненный в виде выемки в грунте и включающий искусственно созданную мелководную акваторию, на которой культивируется высшая водная растительность, содержащий входной и выходной каналы, выполнен в виде двух совмещенных секций, причем первая секция в плане выполнена в виде одной или нескольких окружностей, которые ось входного канала пересекает по хорде длиной меньше их диаметра, а вторая секция в плане выполнена сужающейся к выходному каналу, в вертикальной плоскости вторая секция выполнена глубже, чем выходной канал, а первая секция глубже, чем вторая, причем высшая водная растительность культивируется только во второй секции. Таким образом, предлагаемое устройство имеет следующие отличия от прототипа. 1. Отстойник выполнен в виде двух совмещенных секций. 2. Первая секция в плане выполнена в виде одной или нескольких окружностей. 3. Ось входного канала пересекает окружности, в виде которых выполнена первая секция отстойника, по хорде длиной меньше диаметра этих окружностей. 4. Вторая секция отстойника в плане выполнена сужающейся к выходному каналу. 5. В вертикальной плоскости вторая секция отстойника выполнена глубже, чем выходной канал. 6. Первая секция отстойника выполнена глубже, чем вторая. 7. Высшая водная растительность культивируется только во второй секции. Конструкция устройства и принцип его действия поясняется чертежом (в качестве примера показан вариант симметричного гравитационно-биологического отстойника с первой секцией, выполненной в плане в виде двух взаимно пересекающихся по оси входного канала окружностей), где на фиг. 1 показан вертикальный разрез отстойника вдоль продольной его оси (вдоль оси входного канала), а на фиг. 2 - его план. Устройство состоит из входного канала 1 и выходного канала 2, первой секции 3 отстойника, выполненной в плане в виде окружностей, пересекающихся по хорде с осью входного канала 1, и второй секции 4 отстойника, в плане выполненной сужающейся к выходному каналу 2 и в которой культивируется высшая водная растительность 5. Сопряжение первой секции 3 отстойника со второй секцией 4 образует струенаправляющую грань 6. Предлагаемое устройство работает следующим образом. 2 1107 Загрязненная вода через входной канал 1 подается в первую секцию 3 отстойника. Вследствие резкого увеличения площади живого сечения потока скорость движения воды уменьшается и взвешенные вещества выпадают на дно первой секции 3. В связи с тем, что первая секция 2 отстойника выполнена глубиной большей, чем вторая секция 3, а также с тем, что первая секция 3 в плане выполнена в виде окружностей,сопряжение секций отстойника 3 и 4 образует струенаправляющую грань 6. Ось входного канала пересекает окружности, образующие первую секцию 3 отстойника по хорде длиной меньше их диаметра, поэтому во время движения воды по первой секции 1 поток воды отклоняется в стороны струенаправляющей гранью 6. Возникает медленное круговое движение воды. Путь ее прохождения по первой секции 3 отстойника значительно увеличивается, что способствует более полному выпадению взвешенных частиц в осадок. По мере заполнения первой секции 3 отстойника верхний (наиболее очищенный) слой воды переливается через струенаправляющую грань 6 и поступает во вторую секцию 4 с высшей водной растительностью 5, где происходит биологическая очистка воды от растворенных в ней химических соединений. При пропуске промывных расходов (например, наименее загрязненных химическими соединениями паводковых вод - при использовании отстойника в качестве конструктивного элемента гидромелиоративных систем) повышенные скорости потока с круговым движением способствуют промывке первой секции 3 отстойника. При ее недостаточности можно периодически подчищать эту секцию экскаваторами, причем высшая водная растительность 5 не повреждается, так как она культивируется только во второй секции 4 отстойника. Вторая секция 4 отстойника в плане выполнена сужающейся к выходному каналу 2,что приводит к постепенному увеличению скорости потока и препятствует заилению этой секции 4. Вторая секция 4 отстойника в вертикальной плоскости выполнена глубже, чем выходной канал 2. Поэтому в ней будет поддерживаться необходимый для нормальной жизнедеятельности высшей водной растительности 5 уровень воды даже при кратковременном прекращении ее подачи в отстойник (по технологическим причинам или природным факторам). Таким образом, предлагаемый отстойник значительно улучшает экологическую обстановку и может быть использован как в качестве самостоятельного очистного сооружения, так и в качестве конструктивного элемента комплекса сооружений по очистке загрязненных в процессе производства вод. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3