Результат интеллектуальной деятельности: Система сооружений для очистки дренажного стока

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при очистке дренажных вод перед использованием их для орошения или отведения в водоприемник.

Известен способ очистки дренажного стока и устройство для его осуществления, которое включает кассетоудерживающее устройство, оснащенное пазами для установки фильтрующей кассеты, выполненной в виде жесткого металлического каркаса с закрепленной на ней металлической сеткой, заполненного высушенными растениями тростника и камыша (Пат. РФ №2505486, МПК Е02В 13/00, опубл. 27.02.2014, Бюл. №3).

Недостатком этого устройства является неравномерность использования сорбирующего материала, заполняющего кассеты, в связи с тем, что при поддержании уровня заполнения канала до отметки верха кассеты скорость и качество фильтрации будут неравномерны по высоте кассеты. Это приведет к неполному использованию наполнителя в верхней части кассеты и выносу части солей через нижний слой заполняющего кассету фильтрационного материала.

Наиболее близким предлагаемому является устройство для осуществления способа очистки дренажного стока, включающее кассетоудерживающую матрицу в виде установленного в русле дренажно-сбросного канала жесткого каркаса, оборудованного сороудерживающей решетчатой передней стенкой и последовательно размещенными в нем съемными фильтрующими кассетами. (Пат. РФ №2401804, МПК Е02В 11/00, опубл. 20.10.2010, Бюл. №29.)

Недостатком этого устройства является также неравномерность использования заполняющего кассеты сорбирующего материала в связи с тем, что при поддержании уровня заполнения канала до отметки верха кассет нагрузка на нижнюю часть кассеты будет значительно больше, что также приведет к неполному использованию реагента в верхней части кассет и к снижению качества фильтрации. Кроме того, в верхней части передней решетчатой стенки устройства скапливается наиболее крупный плавающий сор - листья, водоросли, обломки веток, затрудняющий работу фильтрующего материала, резко снижая его водопропускную способность.

Устранить указанные недостатки позволит предлагаемая система сооружений для очистки дренажного стока, включающая закрепленное в русле канала кассетноудерживающее устройство в виде металлического каркаса с решетчатой передней стенкой и размещенными в нем кассетами с фильтрующим материалом, в которой, согласно предлагаемому изобретению, каркас снабжен решетчатой задней стенкой, выполненной наклонной с возможностью поворота в вертикальной плоскости, кассеты уложены в виде вертикальной усеченной призмы рядами, ширина которых последовательно уменьшается от дна канала к его поверхности, при этом на наружной поверхности передней стенки размещен экран из гибкой полимерной сетки, сопряженный с лотком для сбора мусора, установленным в верхней части кассетоудерживающего устройства, за которым ниже по уклону канала смонтирована закрепленная в его русле шандорная подпорная стенка с пропускным патрубком в нижней части, оборудованным запорным вентилем со стороны нижнего бьефа.

Новый положительный результат от применения предложенной системы сооружений состоит в том, что обеспечивается равномерная нагрузка на фильтрующий материал и, соответственно, более высокое качество очистки дренажной воды. Этот результат достигается тем, что подпорная шандорная стенка позволяет выровнять динамический напор потока дренажной воды на фильтрующий материал. Увеличение ширины рядов кассет от верха к низу обеспечивает равномерную работу всей массы фильтрующего материала, компенсируя статический напор слоя воды. При этом экран из полимерной сетки задерживает и позволяет периодически удалять плавающий сор, что предотвращает кольматаж кассет.

Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен вид системы сооружений для очистки дренажного стока в разрезе, на фиг. 2 - вид сооружений сверху, на фиг. 3 - вид сооружения с нижнего бьефа, на фиг. 4 - вид сооружения с верхнего бьефа.

В дренажном канале 1 установлена система сооружений для очистки дренажного стока, состоящая из кассетоудерживающего устройства 2, включающего вертикальную решетчатую переднюю стенку 3 и решетчатую заднюю стенку 4, выполненную наклонной с возможностью поворота в вертикальной плоскости. Между этими стенками уложены кассеты 5 с фильтрующим материалом. В качестве фильтрующего материала используют, например, «Агроионит», производимый в промышленных масштабах и позволяющий связывать практически все тяжелые металлы. Ширина рядов этих кассет увеличивается от верх к низу. Решетчатая стенка 4 установлена на оси 6 с возможностью поворота в вертикальной плоскости. На поверхности передней решетки 3 закреплен экран 7 из гибкой полимерной сетки. В верхней части кассетоудерживающего устройства 2 смонтирован лоток 8, служащий для сбора мусора с экрана 7. В нижнем бьефе устройства 2 на расстоянии, не менее высоты задней наклонной стенки 4, установлена шандорная стенка 9, снабженная сбросным патрубком 10 с запорным вентилем 11, установленным со стороны нижнего бьефа. Кассетоудерживающее устройство 2 вмонтировано в железобетонную стенку 12. Шандорный затвор 9 вмонтирован в стенку 13. Сетчатый экран 7 снабжен тросиками 14, закрепленными одним концом в его нижней части. Другие концы тросиков выведены на берму канала 1.

Работа системы сооружений для очистки дренажного стока осуществляется следующим образом:

Перед загрузкой кассет 5 с фильтрующим материалом заднюю стенку 4 поворачивают на оси 6 в сторону шандорной стенки 9. На дно кассетоудерживающего устройства 2 укладывают несколько рядов кассет 5, и далее от дна канала к его верху количество рядов кассет будет уменьшаться до одного ряда. После укладки кассет 5 решетчатую стенку 4 переводят в ее рабочее наклонное положение. На поверхности передней стенки 3 размещают экран 7 из полимерной сетки. Наверху устройства 2 помещают лоток 8, сопряженный с верхним краем экрана 7. Шандоры 9 вставляют в пазы стенки 13 до верхнего уровня укладки кассет 5. Вентиль 11 на патрубке 10 закрывают. При этом происходит подъем уровня воды перед шандорной стенкой 9 и затопление кассетоудерживающего устройства 2. При достижении уровнем отфильтровавшейся воды верха шандорной стенки 9 происходит ее перелив в нижний бъеф стенки 9. Для регулирования нагрузки на нижние ряды кассет 5 используют вентиль 11, пропуская через него часть отфильтровавшейся воды. По мере засорения сетки 7 плавающим сором и водорослями скорость фильтрации снижается, это приводит к снижению уровня воды перед шандорной стенкой 9. Дренажная вода в процессе фильтрации через кассеты 5 очищается от ила и солей. При большом количестве сора в дренажной воде и падении скорости фильтрации производят очистку экрана 7. Для этого с помощью тросиков 14 поднимают нижний край экрана 7 и перемещают накопившийся на нем сор в лоток 8. Затем экран 7 возвращают в исходное положение. При снижении очищающего действия фильтрующего материала до заданного уровня очистки производят замену кассет. Для этого вентиль 11 открывают полностью, спуская накопившуюся перед стенкой 9 воду. Затем стенку 4 на оси 6 поворачивают в вертикальной плоскости, укладывая ее на дно канала 1. Извлекают использованные кассеты 5 и заменяют их новыми, после чего стенку 4 возвращают на место. Вентиль 11 закрывают, возобновляя цикл очистки дренажной воды в кассетах 5 и накопления отфильтрованной воды перед шандорной стенкой с последующим переливом через нее.

Таким образом, предложенная система сооружений для очистки дренажного стока обеспечивает равномерность использования фильтрующего материала благодаря тому, что подпорная шандорная стенка выравнивает динамический напор потока дренажной воды на фильтрующий материал, а увеличение ширины рядов кассет от верха к низу регулирует статический напор слоя воды, обеспечивая работу всей массы фильтрующего материала и необходимую степень очистки дренажного стока, при этом экран из синтетической сетки позволяет периодически удалять плавающий сор, препятствуя кольматажу кассет.