Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ БЕССТОЧНЫХ ВОДОЕМОВ

Изобретение относится к охране окружающей среды и методам экореабилитации водоемов, в частности к устройствам, предназначенным для сбора загрязняющих веществ из толщи воды бессточных водоемов.

Известен способ очистки воды естественных водоемов от загрязнений (заявка РФ №98101741, кл. A01K 63/04, C02F 3/32, 20.04.1999), преимущественно тяжелыми металлами, предусматривающий нагрев воды, ее аэрацию и сооружение сообщающегося с естественным водоемом канала, в который вселяют моллюсков, аэрацию воды осуществляют путем установки в месте сообщения канала с водоемом шлюза для создания в этом районе зоны повышенной концентрации планктонных организмов и рыб-планктонофагов, конец канала со стороны, противоположной месту его соединения с естественным водоемом, выполняют заглушенным, перегораживают канал переливной плотиной, а моллюсков вселяют на участок канала между переливной плотиной и заглушенным концом канала, при этом в канале размещают искусственные нерестилища для воспроизводства стада рыб-планктонофагов и периодически часть рыб-планктонофагов изымают из зоны их повышенной концентрации и переводят на участок, заселенный моллюсками, для очистки кишечников рыб от экскрементов, содержащих загрязнения, с последующим удалением из канала моллюсков, в панцире которых аккумулируются упомянутые загрязнения.

Недостатком такого способа является ограничение функциональных возможностей, обусловленное очисткой водоема только от тяжелых металлов и сложностью конструкции.

Известен способ очистки воды открытых водоемов (заявка РФ №95111925, кл. C02F 1/06, 10.07.1997) путем обработки воды реагентом, содержащим карбонат кальция, с различной крупностью частиц, в качестве реагента используют карбонатит с содержанием карбоната кальция 75-86 мас.% при суммарном содержании карбонатов в реагенте 80-95 мас.% и расходе реагента 0,05-10,00 кг/м³, а крупность частиц выбирают таким образом, чтобы их максимальная величина составляла не более 0,2 мм, а минимальная обеспечивала время оседания частицы на дно водоема в течение не более 1 часа.

Недостатком такого способа является ограничение функциональных возможностей, обусловленное отсутствием данных о специфике загрязнителей, от которых очищается водоем, и накоплением реагентов в донных отложениях.

Известен метод изоляции донных отложений (Б.Хендерсон - Селлерс, Х.Р.Маркленд. Умирающие озера. Причины и контроль антропогенного эвтрофирования. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1990 год, стр.72). Зимой после замерзания поверхности озера, она покрывается перфорированной пластиковой пленкой. Затем на эту пленку насыпается слой песка. Когда лед тает, это покрытие погружается на дно озера и закрывает донные, а песок становится новым отложением озера, обедненным биогенными веществами. Вместо песка можно использовать минеральную почву без биогенных веществ. В результате биогенные вещества из водной среды будут поступать в донные отложения.

Недостатком этого способа является ограничение функциональных возможностей, обусловленное использованием метода только для глубоких водоемов, в противном случае происходит уменьшение объема водоема. Рассмотренный метод позволяет только изолировать загрязняющие вещества, находящиеся в донных отложениях, но не извлекать их из воды.

Наиболее близким является устройство для очистки водоемов от загрязнений (патент РФ №2446248, кл. E02B 15/04, дата публикации 27.03.2012), предназначенное для сбора загрязнений с поверхности открытых водоемов. Устройство состоит из одной и более связанных с буксирными катерами емкостей, выполненных из полимерных материалов. Каждая емкость выполнена в виде мягкой рукавной оболочки с подводящим и отводящими отверстиями. Отводящие отверстия расположены в нижней и в верхней частях оболочки, предназначенной для сбора нефтесодержащих эмульсий с водной поверхности и отвода воды и нефти, выделенных из нефтесодержащей эмульсии. Подводящее отверстие выполнено щелевым, а отводящие отверстия выполнены в виде патрубков, расположенных на стороне, противоположной относительно стороны с щелевым отверстием оболочки. Верхний патрубок, отводящий нефть, выделенную из нефтесодержащей эмульсии, связан с нефтесборщиком. Причем в каждой емкости посредством буксирных катеров осуществляется создание движения частиц нефтесодержащей эмульсии со скоростью 0,05…1,0 м/с. Мягкая рукавная оболочка выполнена из полиэтилена низкого давления для маслосодержащей жидкости.

Недостатком такого способа является ограничение функциональных возможностей, обусловленное очисткой водоема только от нефтепродуктов и сложностью конструкции.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей за счет удаления загрязняющих веществ как органических, так и неорганических, из толщи воды без накопления донных отложений и уменьшения объема водоема.

Технический результат - очистка толщи воды бессточных водоемов от органических и неорганических веществ.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что устройство комплексной очистки бессточных водоемов, содержащее емкость из полимерного материала, согласно изобретению имеет металлический каркас, внутри которого расположена емкость с адсорбентом, имеющая застежку-молнию и прикрепленная к металлическому каркасу стяжками, а в верхней части металлического каркаса расположена фильтрующая сетка, причем устройство оборудовано подъемными стропами.

Существо заявляемого изобретения поясняется чертежом. На чертеже приведена схема устройства комплексной очистки бессточных водоемов.

Предлагаемое устройство содержит металлический каркас 1, внутри которого расположена емкость с адсорбентом 2, имеющая застежку- молнию 3 и прикрепленная к металлическому каркасу 1 стяжками 4. В верхней части металлического каркаса 1 расположена фильтрующая сетка 5, также устройство оборудовано подъемными стропами 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Согласно предложенному изобретению в период летней стратификации устройство комплексной очистки бессточных водоемов с маломерного судна опускается с помощью строп 6 в придонный слой воды (гиполимнион) на глубину 0,1…0,15 м от дна. Адсорбент, находясь в воде, поглощает своей поверхностью органические и неорганические вещества. После истечения 5…48 часов, т.е. до наступления момента проскока, конструкцию поднимают из воды. При подъеме конструкции вода проходит через фильтрующую сетку 5, и взвешенные вещества оседают на ее поверхности.

Все грани металлического каркаса 1 представляют собой сетку, выполненную из нержавеющей стали. Размер ячейки сетки составляет 1…3 см², что обеспечивает фильтрование воды через всю конструкцию и защиту емкости с адсорбентом от механического повреждения.

Емкость с адсорбентом 2 выполнена из полимерной сетки с размером ячейки 0,5…1,5 мм². Емкость заполняется адсорбентом. Объем заполнения зависит от степени набухания адсорбента. В качестве адсорбентов предлагается использовать ионообменные смолы (катиониты и аниониты) и бентониты (натриевый монтмориллонит). Ионообменные смолы способны поглощать органические и неорганические вещества из воды, обладают такими свойствами, как селективность, механическая прочность, осмотическая и химическая стабильность и температурная устойчивость. Натриевый монтмориллонит имеет характерную особенность набухать в воде и образовывать рыхлые гели, адсорбирующие значительные количества растворенных в воде неорганических и органических веществ.

Застежка-молния 3, расположенная на емкости с адсорбентом, позволяет оперативно заменить адсорбент. Стяжки 4, придающие форму емкости с адсорбентом, выполнены из металла.

Фильтрующая сетка 5 выполнена из полимерного материала. Размер ячейки составляет 0,1…1 см², что обеспечивает улавливание взвешенных веществ из толщи воды. Стропы 6, прикрепленные к устройству, предназначены для подъема и спуска конструкции.

Итак, заявляемое изобретение позволяет оперативно очистить бессточный водоем от органических и неорганических веществ.