EA024300B1 - Устройство для очистки грунтовой воды на основе процессов биологического окисления и восстановления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к искусственному водоносному слою для снижения содержания металлов, металлоидов, нитратов, нитритов, пестицидов и органических микрозагрязнений в природной грунтовой воде или в искусственно полученной грунтовой воде, просочившейся с поверхности. Система содержит резервуар (1) с заполняющим материалом, создающим реакционную зону (5); подающий трубопровод (3); одну или более вспомогательных скважин (4); по меньшей мере одну основную скважину (6) и насосную скважину (7); при этом подающий трубопровод (3) проложен по верхнему внешнему периметру резервуара (1) и основная скважина (6) соединена с насосной скважиной (7) посредством нижнего выпускного канала, снабженного регулирующим клапаном для поддержания в водоносном слое заданного уровня воды. Изобретение также относится к способу очистки воды.

Description

Данное изобретение относится к искусственно созданному водоносному слою для очистки необработанной воды, и в частности для создания в этом искусственном водоносном слое по меньшей мере одной реакционной зоны для циркуляции и очистки грунтовой и необработанной воды, в частности для применения ее в качестве питьевой воды, и этот искусственный водоносный слой содержит несколько вспомогательных скважин и по меньшей мере одну насосную скважину.

Предпосылки создания изобретения и уровень техники

Очистка воды становится все более и более важной вследствие загрязнений, имеющихся в резервуарах грунтовых вод, называемых природными водоносными горизонтами.

Обычно очистку воды осуществляют, сначала проводя реакцию воды с различными окислительными агентами, а затем пропуская ее через специально созданные слои гравия, песка и других материалов, с последующей подачей очищенной таким образом воды потребителю по системе трубопроводов, возможно снабженной повышающими давление насосными станциями и/или водонапорными башнями.

Грунтовая вода и неочищенная вода, которые используют для получения питьевой или водопроводной воды, часто содержат значительные количества железа, марганца, мышьяка, фторида и других следовых элементов. Высокие уровни вышеупомянутых следовых элементов следует снизить перед тем, как воду можно будет использовать в качестве водопроводной воды (для питьевых целей) из соображений безопасности для здоровья и вкусовых качеств. В ЕР-А-0160774 описано использование зоны окисления и осаждения железа и марганца, в которую периодически добавляют воду, содержащую кислород или производящие кислород соединения, из вспомогательных скважин, организованных вокруг насосных скважин. Таким образом, воду подают только в несколько вспомогательных скважин, и одновременно воду извлекают из расположенных рядом с ними вспомогательных скважин. Воду, обогащенную кислородом и не содержащую воздушных пузырьков, закачивают во вспомогательные скважины. Добавление растворенного кислорода создает подходящую среду для роста микроорганизмов, присутствующих в грунте, и эти микроорганизмы совместно с химическими и/или биологическими процессами обеспечивают осаждение железа и марганца в зоне/грунтовом слое, который может служить в качестве реакционноспособного фильтра для удаления мышьяка, фторида и других следовых элементов. Окисляющие железо бактерии способствуют окислению ионов железа (II) в необработанной воде. Это действие повторяют через конкретные интервалы времени, получая чистую воду. Однако проблемой являются не только железо и марганец, но и другие металлы, металлоиды, нитраты, нитриты, пестициды и микрозагрязнения из органических источников, которые следует устранить, чтобы получить полезную для здоровья воду, особенно если необходимо обеспечивать качество водопроводной воды.

В более раннем патенте (И8 475304) применяли другой способ усовершенствования описанного выше процесса, который включает работу с тремя так называемыми основными скважинами, которые были размещены на линейном расстоянии от 600 до 1000 м от каждой скважины. Грунтовую воду выкачивали из одной скважины, часть этой воды обогащали кислородом и снова закачивали в две другие скважины. Организация циркуляции оксигенированной воды вокруг скважин, в которые ее снова закачивали, позволяла отбирать ограниченное количество очищенной воды до того, как снова будет необходимо осуществить закачивание. Эта система продемонстрировала ряд недостатков в работе, потреблении энергии и удалении следовых элементов, отличных от железа. Кроме того, при этом не использовали искусственный водоносный слой, но систему встраивали в природный водоносный слой.

ЕР-А-0154105 описывает восстановление нитратов в грунтовой воде посредством денитрификации в зоне восстановления, созданной между инжекционными/вспомогательными скважинами, также расположенными вокруг одной или более откачных скважин.

В соответствии со способом и системой, описанными в ЕР-А-0154105, был разработан и осуществлен другой способ создания окислительных и восстановительных зон. Систему обогащения кислородом размещают выше уровня земли, чтобы она закрывала вспомогательные скважины, таким образом оксигенируя выкачиваемую воду перед ее протеканием обратно во вспомогательные скважины. В каждой из этих скважин присутствовал сепаратор, который разделял скважину на верхнюю и нижнюю часть. Подвод сжатого воздуха осуществляют по первой трубе - в верхнюю половину скважины и по второй трубе в нижнюю половину скважины. Воду можно выкачивать из верхней половины скважины в течение некоторого времени, после чего ее можно откачивать из нижней половины скважины в течение оставшегося времени. В описании подачу воды ограничивают лишь некоторыми скважинами, чтобы создать зону денитрификации. Таким образом, не весь водоносный слой применяют для целей денитрификации.

Ранее было известно о создании реакционных зон в водоносных слоях для получения зоны окисления и осаждения или зоны восстановления между некоторым количеством инжекционных или вспомогательных скважин, расположенных вокруг одной или более откачных скважин в таких реакционных зонах, в результате чего желаемую зону создают, периодически или непрерывно, между каждой парой расположенных по соседству инжекционных скважин путем введения кислорода, кислородсодержащего газа или выделяющих кислород соединений в воду двух инжекционных скважин при создании зоны окисления и осаждения, или вводят поглощающее кислород соединение в инжекционные скважины, чтобы получить зону восстановления, и при этом закачивают воду из одной из вспомогательных скважин в

- 1 024300 соседнюю вспомогательную скважину таким образом, что в водоносном слое между двумя вспомогательными скважинами создают систему циркуляции.

Однако в некоторых областях земного шара природные слои разрушены загрязняющими веществами, или же отсутствуют природные однородные слои с соответствующим составом по материалам. Из этих соображений были предложены искусственные водоносные слои; при этом искусственный водоносный слой состоит из резервуара, обычно покрытого непроницаемой тканью или полотном, чтобы обеспечить определенный объем. Затем резервуар заполняют гравием и песком и снабжают трубами и скважинами для того, чтобы: а) добавлять в резервуар грунтовую воду или любую другую неочищенную воду; б) создавать необходимую реакционную зону для осаждения и в) удалять воду, обработанную в резервуаре.

Данное изобретение основано на известном процессе ίη κίΐιι. называемом Уутебох или Νίίτβάοχ. Искусственно созданное устройство будет работать в таких же условиях, какие созданы в природных ίη κίΐιι устройствах. Дно данной установки затянуто непроницаемой мембраной, чтобы изолировать устройство от природного водоносного пласта и обеспечить возможность применения специальных промытых или непромытых материалов наполнителя природного происхождения с целью создания идеальных условий для наиболее быстрого распространения активированной реакционной зоны, а также для поддержания соответствующих условий течения и гидрологических условий.

ЕР 1436469 относится к определенной конструкции труб вспомогательной скважины, а также описывает применение искусственных водоносных слоев, в которых подающие трубопроводы помещены в средней по глубине части реакционной зоны из гравия и песка.

Для преодоления проблем, возникающих вследствие засорения в более ранних примерах воплощения, были разработаны система и способ, такие как описаны в патенте ЕР 1436469. Напорные подводящие трубы были введены в верхнюю, а также в нижнюю половину скважин. Верхняя и нижняя половина были определены путем введения надувного тела, которое действовало как сепаратор. В каждой половине напорные подводящие трубы поддерживали трубопроводы. Циркуляционная емкость была обеспечена над поверхностью земли, над каждой скважиной. Сначала смесь воздух/вода подавали в верхнюю половину скважины и воду закачивали вверх, в циркуляционную емкость, чтобы ее деаэрировать. Затем вода стекала под действием силы тяжести в нижнюю половину скважины под надувным телом. Эту процедуру проводили в течение некоторого времени в одной или более вспомогательных скважин. В другой вспомогательной скважине или в течение оставшегося времени воздух подавали под давлением в нижнюю половину скважины под надувным телом. Направленный снизу вверх поток воды подавали в емкость для аэрации и устранения пузырьков. Эта не содержащая пузырьков вода стекает обратно в верхнюю половину скважины, перед тем, как она выходит через фильтр скважины в землю.

\νϋ 2006/014126 описывает другой искусственный водоносный слой, работающий при отрицательном давлении и, таким образом, использующий оболочку, полностью непроницаемую для воздуха и воды. И в этом случае подающая труба также опущена на половину глубины водоносного слоя, а вспомогательные скважины сконструированы специальным образом.

Дополнительные усовершенствования в νθ 2006/014126 включали размещение множества вспомогательных скважин в виде круга или прямоугольника, а также одной откачной скважины в их центре. Вблизи вспомогательных скважин была организована система инфильтрации. Система обогащения кислородом была помещена над землей. Эти скважины и система инфильтрации были размещены в искусственных водоносных слоях, устроенных путем помещения под землей фильтрующего материала с целью ограничения искусственного резервуара водоносного слоя. Было необходимо герметически изолировать все эти скважины и все покрытия. Вследствие такого специфичного выполнения по сторонам искусственного водоносного слоя возникали застойные зоны. Эти застойные зоны возникали ввиду отсутствия циркуляции воды в этих зонах. При обычной работе вода поступала во вспомогательные скважины через проницаемые фильтры перед тем, как ее выводили в систему обогащения кислородом. Обогащенная кислородом вода снова поступает во вспомогательные скважины и, таким образом, в водоносный слой в целом. Таким образом устанавливается основной поток воды: очищенная вода поступает в откачную скважину в центре, и ее можно оттуда откачивать для использования. Для предполагаемой работы при отрицательном давлении необходима герметизация водоносного слоя. Серьезным моментом является неоднородность между активированными зонами и застойными зонами. Работа при отрицательном давлении требует очень больших затрат энергии и осуществления очень высокотехнологичной герметизации. Таким образом, она требует большого количества энергии и высоких затрат.

Таким образом, в этих известных конструкциях будут возникать застойные зоны, в частности, над подающей трубой, и эти застойные зоны будут нарушать активность в реакционной зоне, поскольку различия окружающих условий между застойными зонами и реакционной зоной являются слишком большими.

Другой решаемой задачей является поддержание среды для роста микроорганизмов, осуществляющих очистку воды в водоносном слое. Таким образом, водоносный слой нельзя осушить, то есть полностью опустошить, изменяя гидрологию вокруг микроорганизмов.

- 2 024300

Сущность изобретения

Данное изобретение относится к искусственным водоносным слоям, в которых устранены застойные зоны. Таким образом, данное изобретение относится к искусственному водоносному слою для снижения содержания металлов, металлоидов, нитратов, нитритов, пестицидов и органических микрозагрязнений в природной грунтовой воде или в искусственно полученной грунтовой воде, просочившейся с поверхности, а также способу снижения содержания металлов, металлоидов, нитратов, нитритов, пестицидов и органических микрозагрязнений в природной грунтовой воде или в искусственно полученной грунтовой воде, просочившейся с поверхности, с использованием такого искусственного водоносного слоя.

Согласно данному изобретению предложен искусственный водоносный слой для снижения содержания металлов, металлоидов, нитратов, нитритов, пестицидов и органических микрозагрязнений в природной грунтовой воде или в искусственно полученной грунтовой воде, просочившейся с поверхности, включающий резервуар с материалом наполнителя, создающим реакционную зону, подающий трубопровод, одну или более вспомогательных скважин, по меньшей мере одну основную скважину и по меньшей мере одну насосную скважину, отличающийся тем, что подающий трубопровод состоит из проложенной по верхнему внешнему периметру резервуара перфорированной трубы, по которой подают воду, подлежащую обработке, и по которой она проникает в реакционную зону, при этом основная скважина соединена с насосной скважиной посредством нижнего выпускного канала, снабженного регулирующим клапаном, для поддержания заданного уровня воды в водоносном слое.

Искусственный водоносный слой может иметь форму, выбранную из группы форм, состоящей из круглой, овальной, шестигранной, восьмигранной и формы, которую диктует окружающая местность.

В предлагаемом искусственном водоносном слое вспомогательные скважины могут быть расположены по кругу внутри подающего трубопровода.

В искусственном водоносном слое по изобретению подающий трубопровод может быть помещен на расстоянии от внешнего периметра резервуара, составляющем менее 1/40 диаметра водоносного слоя, предпочтительно менее 1/50 диаметра, особенно менее 1/60 диаметра и более предпочтительно - менее 1/100 диаметра.

В искусственном водоносном слое по изобретению дно указанного резервуара может быть дополнительно покрыто непроницаемым полотном для снижения потери воды из резервуара.

В искусственный водоносном слое по изобретению указанный материал наполнителя резервуара может представлять собой природный мытый или немытый материал для очистки грунтовой воды.

В искусственном водоносном слое по изобретению указанная основная скважина может представлять собой вертикальную основную скважину, включающую перфорированную трубу, заключающую в себе материал наполнителя окружающего водоносного слоя, с обеспечением проникновения воды в скважину.

В искусственном водоносном слое по изобретению поверх указанного водоносного слоя может быть наложена в виде покрытия непроницаемая геомембрана.

В соответствии с данным изобретением предложен также способ снижения содержания металлов, металлоидов, нитратов, нитритов, фторида, пестицидов и органических микрозагрязняющих веществ в природной грунтовой воде или в искусственно полученной грунтовой воде, просочившейся с поверхности, с использованием раскрытого выше искусственного водоносного слоя. Согласно предлагаемому способу воду, подлежащую обработке, подают в резервуар с материалом наполнителя, образующим реакционную зону, по перфорированному подающему трубопроводу подвергают обработке в одной или более вспомогательных скважин, после обработки очищенную воду отбирают из водоносного слоя посредством основной скважины, которая соединена с насосной скважиной посредством нижнего выпускного канала, снабженного регулирующим клапаном для поддержания заданного уровня воды в водоносном слое.

Согласно предлагаемому способу воду из указанных вспомогательных скважин в указанную реакционную зону можно направлять по кругу для обеспечения возможности попеременного восстановления реакционной зоны и создания сбалансированного рабочего давления на микроорганизмы, действующие в указанной зоне.

Подробное описание изобретения

Данное изобретение относится, в частности, к искусственному водоносному слою для снижения содержания металлов, металлоидов, нитратов, нитритов, пестицидов и органических микрозагрязнений в природной грунтовой воде или в искусственно полученной грунтовой воде, просочившейся с поверхности, включающий резервуар с материалом наполнителя, создающим реакционную зону, подающий трубопровод, одну или более вспомогательных скважин, по меньшей мере одну основную скважину и по меньшей мере одну насосную скважину, отличающийся тем, что подающий трубопровод состоит из проложенной по верхнему внешнему периметру резервуара перфорированной трубы, по которой подают воду, подлежащую обработке, и по которой она проникает в реакционную зону, при этом основная скважина соединена с насосной скважиной посредством нижнего выпускного канала, снабженного регулирующим клапаном, для поддержания заданного уровня воды в водоносном слое.

- 3 024300

Вспомогательные скважины могут быть расположены предпочтительно по кругу, в пределах подающего трубопровода.

Обычно исходную необработанную воду или необработанную природную грунтовую воду вводят в устройство по его периметру, создавая таким образом круглый водоем, в соответствии с круговым расположением вспомогательных скважин устройства в водоносном слое. Кроме того, некоторое количество вспомогательных скважин применяют для поддержания реакционной зоны в обитаемой форме, для создания среды, оптимальной в отношении условий существования для соответствующих микроорганизмов.

Другой аспект данного изобретения относится к способу снижения содержания металлов, металлоидов, нитратов, нитритов, пестицидов и органических микрозагрязнений в природной грунтовой воде или в искусственно полученной грунтовой воде, просочившейся с поверхности, с использованием искусственного водоносного слоя, посредством которого вода, подлежащая обработке, просачивается в резервуар с заполняющим материалом, создающим реакционную зону, по подающему трубопроводу; ее подвергают обработке в одной или более вспомогательных скважин и пропускают в по меньшей мере одну основную скважину и насосную скважину; при этом подающий трубопровод располагают по верхнему внешнему периметру резервуара, таким образом избегая возникновения так называемых застойных зон в водоносном слое и обеспечивая более высокую степень очистки; и очищенную воду отбирают из водоносного слоя посредством основной скважины, которая соединена с насосной скважиной через нижний выпускной канал, снабженный регулирующим клапаном для поддержания заданного уровня воды в водоносном слое.

Основная скважина может находиться в контакте с окружающей атмосферой, таким образом исключая возникновение в водоносном слое какого-либо отрицательного давления.

Данное изобретение будет далее описано более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи, изображающие предпочтительный пример воплощения данного изобретения, на которых фиг. 1 изображает вид водоносного слоя согласно изобретению в поперечном сечении, фиг. 2 изображает вид сверху водоносного слоя согласно фиг. 1 и фиг. 3 изображает детали основной скважины и насосной скважины.

Таким образом, данное изобретение относится к искусственно созданному резервуару, полностью заполненному природным промытым или непромытым материалом, который используют для очистки грунтовой воды. В результате очистки снижают содержание металлов, металлоидов, нитратов, нитритов, пестицидов и микрозагрязнений органического происхождения. Для процесса очистки исходную грунтовую воду направляют в резервуар по периферийной инфильтрационной линии. Исходная грунтовая вода на пути в основную скважину проходит так называемую реакционную зону, в которой могут присутствовать кислород, вещества, выделяющие кислород, или природные органические вещества. Эта реакционная зона обеспечивает оптимальную окружающую среду для химических и метаболических реакций, осуществляемых естественным образом существующими микроорганизмами. Эту оптимальную окружающую среду в реакционной зоне поддерживают работой вспомогательных скважин. Выпуск очищенной воды со дна основной скважины в насосную скважину позволяет всегда поддерживать водоносный слой полным воды, что называют искусственным замкнутым водоносным слоем, и вокруг основной скважины отсутствует отрицательное давление. Данное изобретение относится к устройству для осуществления способа в условиях замкнутого водоносного слоя с несколькими вспомогательными скважинами и с комбинацией по меньшей мере одной основной скважины и по меньшей мере одной насосной скважины.

Водоносный слой согласно изобретению состоит из резервуара 1, который обычно выкопан в земле и в данном случае имеет круглую форму, если смотреть сверху, и образует усеченный конус в боковом сечении. Дно резервуара покрыто непроницаемым полотном 2, чтобы снизить потери воды из резервуара. Круговой инфильтрационный трубопровод 3, который служит подающим трубопроводом, расположен в непосредственной близости к внешнему и верхнему периметру резервуара 1. Резервуар 1 заполнен природным промытым или непромытым материалом, который обычно используют для очистки грунтовой воды. Такой материал обычно представляет собой песок и гравий и образует реакционную зону 5 водоносного слоя. С внутренней стороны подающего трубопровода 3 вспомогательные скважины 4, установленные по кругу, расположены, по существу, на равном расстоянии друг от друга. Вспомогательные скважины 4 расположены в материале вертикально.

Подающий трубопровод 3 состоит из перфорированной трубы, по которой воду, подлежащую обработке, подают и продавливают в реакционную зону.

В середине водоносного слоя расположена вертикальная основная скважина 6, и эта скважина 6 состоит из перфорированной трубы, содержащей заполняющий материал, такой же, как в водоносном слое снаружи, но позволяющей воде проникать в скважину. Основную скважину опорожняют через насосную скважину 7, которая соединена с основной скважиной 6 посредством выпускной трубы 8 (показана на фиг. 3). Отверстие нижнего выпускного канала из основной скважины 6 в насосную скважину 7 соответствующим образом контролируют регулирующим клапаном 13, чтобы всегда поддерживать высокий уровень воды в водоносном слое для оптимизации условий роста микроорганизмов. Верхняя часть ос- 4 024300 новной скважины 6 покрыта негерметичной крышкой 9, что обеспечивает воздействие давления окружающей атмосферы на уровень воды в основной скважине 6, тем самым предотвращая возникновение в системе какого-либо отрицательного давления.

В насосной скважине 7 расположены один или более насосов (не показаны) для питания транспортного трубопровода (не показан), связанного с потребителями, жилыми зданиями, промышленными предприятиями и т.д.

Верхнюю часть водоносного слоя покрывают непроницаемой геомембраной 10 или другим покрытием, с целью предотвращения попадания поступающих сверху загрязнений в реакционную зону, состоящую из заполняющих материалов. Любые такие загрязнения могут серьезно нарушить активность реакционной зоны, если они будут содержать соединения, которые отрицательно влияют на рост флоры микроорганизмов, применяемых для восстановления или окисления продуктов, подлежащих устранению. Затем поверх геомембраны 10, с целью удержания ее на месте, наносят слой 11 почвы, гравия или песка.

К системе присоединен управляющий блок 12 процесса (УБП), обеспечивающий регулирование контролируемым образом подачи и вывода воды, а также поступления воды из вспомогательных скважин 4 в реакционную зону посредством одной или более расположенных рядом вспомогательных скважин. Обычно подачу воды осуществляют по кругу, что дает возможность попеременного восстановления реакционной зоны и создает сбалансированное рабочее давление на микроорганизмы, работающие в указанной зоне. Управляющий блок процесса (УБП) 12 также контролирует выпуск воды из основной скважины 6 через насосную скважину 7 в распределительный трубопровод. Следует понимать, что управляющий блок 12 приведен в контакт с подачей грунтовой или неочищенной грунтовой воды.

Искусственный водоносный слой, изображенный на чертеже, может содержать объем более 5000 кубических метров и имеет радиус более 30 м и глубину порядка 8 м или более. Такой водоносный слой будет существовать в течение многих лет и обслуживать располагающиеся вокруг население и промышленность. Рассчитано, что производительность такого водоносного слоя за 24 ч составляет около 2500 кубических метров чистой воды, в расчете на обычно применяемый размер частиц заполняющего материала. Рассчитано, что такая производительность сохраняется в течение 100 лет.

В зависимости от диаметра искусственного водоносного слоя, который может изменяться от 5-7 до 50 м или более, производительность будет составлять от 100 до 5000 м³/сутки.

Для отбора воды из природного водоносного горизонта/горизонтов и подачи этой воды в подающий трубопровод искусственного водоносного слоя (слоев) можно использовать более чем одну скважину исходной воды (отбирающую неочищенную воду из водоносного слоя/слоев).

Для откачивания очищенной воды из искусственного водоносного слоя можно использовать более чем одну основную скважину и насосную скважину (эксплуатационную скважину).

Исходная грунтовая вода на пути к основной скважине 6 проходит так называемую реакционную зону 5, в которой могут присутствовать кислород, выделяющие кислород вещества или природные органические вещества. Эта реакционная зона обеспечивает оптимальную окружающую среду для химических и метаболических реакций, осуществляемых существующими в природе микроорганизмами. Оптимальную окружающую среду в реакционной зоне поддерживают путем работы вспомогательных скважин 4. Выпуск очищенной воды из основной скважины в ее нижней части в насосную скважину позволяет сохранять искусственный водоносный слой всегда полным воды, что называют замкнутым искусственным водоносным слоем, и вокруг основной скважины всегда отсутствует отрицательное давление.

Работа установки заключается в том, что исходная необработанная природная грунтовая вода или искусственно полученная грунтовая вода, просочившейся с поверхности, просачивается в устройство по горизонтально расположенной трубе, размещенной по самому периметру установки, чтобы избежать образования зон, где вода не движется (так называемых застойных зон). Трубы здесь расположены на расстоянии менее 1 м от внешнего периметра водоносного слоя, имеющего диаметр от 35 до 40 м. В случае, если искусственный водоносный слой имеет меньший диаметр, трубопровод может отстоять от периметра менее чем на 1 м, например на 0,5 м или менее, во избежание появления в водоносном слое какой-либо застойной области. Во втором внутреннем параллельном ряду можно разместить ряд вспомогательных скважин, которые используют для создания оптимальной окружающей среды в отношении условий обитания соответствующих микроорганизмов. В центре установки расположена основная скважина, которую используют как скважину для сбора, и без применения какого-либо насоса воду направляют в расположенную рядом насосную скважину 7 через отверстие в нижней части основной скважины. Это позволяет оператору поддерживать водоносный слой в замкнутом состоянии, при котором не будет возникать отрицательное давление, и вследствие этого весь находящийся в водоносном слое материал будет полностью пропитан водой. Отверстие в нижнем выпускном канале насосной скважины 7 регулируют с помощью регулирующего клапана, так, чтобы всегда поддерживать высокий уровень в водоносном слое. Основной уровень покрыт непроницаемой геомембраной или другим материалом, а верх скважины открыт для атмосферных колебаний и, таким образом, водоносный слой не является полностью герметичным. Для удаления частиц, например, в пыльных областях, в верхней части конструкции основной скважины можно поместить воздушный фильтр. Насосная скважина снабжена насосом и устройством для

- 5 024300 контроля уровня.

Таким образом, подающий трубопровод 3 расположен на некотором расстоянии от внешнего периметра, составляющем менее 1/40 диаметра водоносного слоя, предпочтительно менее 1/50 диаметра, предпочтительнее менее 1/60 диаметра и более предпочтительно менее 1/100 диаметра.

Основными положениями данного изобретения является то, что установка работает, предотвращая образование так называемых застойных зон; не нуждается в герметизации сверху благодаря контролируемому выпуску, который при работе поддерживает водоносный слой в виде замкнутого водоносного слоя; и то, что вокруг основной скважины не будет создаваться какое-либо отрицательное давление. Водоносный слой может иметь любую форму.

Конструкция искусственного водоносного слоя была показана выше в виде круглого резервуара, однако является очевидным, что можно использовать любую форму; иногда форма определена естественной окружающей местностью и тем, что она может позволить. Таким образом, искусственный водоносный слой может быть круглым, овальным, шестиугольным, восьмиугольным или принимать любую форму, продиктованную окружающей местностью.

Преимущества:

1) Отсутствие средств создания отрицательного давления. Устройство, описанное в данном изобретении, не имеет какого-либо искусственного оттока воды, что обеспечивает лучшее использование заполняющего материала и более низкую и более постоянную скорость поступления воды в основную скважину, что снижает риски внезапного блокирования основной скважины небольшими частицами.

2) Отсутствие застойных зон. Устройство, раскрытое в соответствии с данным изобретением, не имеет зон, где вода всегда неподвижна и может произойти неконтролируемый рост бактерий, способный нарушить качество воды.

3) Не требуется герметичного покрытия для предотвращения возникновения отрицательного давления вокруг основной скважины.

4) Использование основной скважины совместно с так называемой насосной скважиной согласно устройству, раскрытому в данном изобретении обеспечивает безопасность искусственного водоносного слоя во время работы, всегда одинаковую скорость воды и, следовательно, значительно лучшие характеристики в отношении фильтрации и общих эффектов очистки.

Claims (10)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Искусственный водоносный слой для снижения содержания металлов, металлоидов, нитратов, нитритов, пестицидов и органических микрозагрязнений в природной грунтовой воде или в искусственно полученной грунтовой воде, просочившейся с поверхности, включающий резервуар (1) с материалом наполнителя, создающим реакционную зону (5), подающий трубопровод (3), одну или более вспомогательных скважин (4), по меньшей мере одну основную скважину (6) и по меньшей мере одну насосную скважину (7), отличающийся тем, что подающий трубопровод (3) состоит из проложенной по верхнему внешнему периметру резервуара (1) перфорированной трубы, по которой подают воду, подлежащую обработке, и по которой она проникает в реакционную зону, при этом основная скважина соединена с насосной скважиной (7) посредством нижнего выпускного канала, снабженного регулирующим клапаном (13), для поддержания заданного уровня воды в водоносном слое.
2. 2. Искусственный водоносный слой по п.1, который имеет форму, выбранную из группы форм, состоящей из круглой, овальной, шестигранной, восьмигранной и формы, которую диктует окружающая местность.
3. 3. Искусственный водоносный слой по п.1 или 2, в котором вспомогательные скважины (4) расположены по кругу внутри подающего трубопровода (3).
4. 4. Искусственный водоносный слой по любому из пп.1-3, в котором подающий трубопровод (3) помещен на расстоянии от внешнего периметра резервуара, составляющем менее 1/40 диаметра водоносного слоя, предпочтительно менее 1/50 диаметра, особенно менее 1/60 диаметра и более предпочтительно менее 1/100 диаметра.
5. 5. Искусственный водоносный слой по любому из пп.1-4, в котором дно указанного резервуара дополнительно покрыто непроницаемым полотном для снижения потери воды из резервуара.
6. 6. Искусственный водоносный слой по любому из пп.1-5, в котором указанный материал наполнителя резервуара представляет собой природный мытый или немытый материал для очистки грунтовой воды.
7. 7. Искусственный водоносный слой по любому из пп.1-6, в котором указанная основная скважина представляет собой вертикальную основную скважину, включающую перфорированную трубу, заключающую в себе материал наполнителя окружающего водоносного слоя, с обеспечением проникновения воды в скважину.
8. 8. Искусственный водоносный слой по любому из пп.1-7, в котором поверх указанного водоносного слоя наложена в виде покрытия непроницаемая геомембрана.
9. 9. Способ снижения содержания металлов, металлоидов, нитратов, нитритов, фторида, пестицидов

   - 6 024300 и органических микрозагрязняющих веществ в природной грунтовой воде или в искусственно полученной грунтовой воде, просочившейся с поверхности, с использованием искусственного водоносного слоя по пп.1-8, в котором воду, подлежащую обработке, подают в резервуар (1) с материалом наполнителя, образующим реакционную зону (5), по перфорированному подающему трубопроводу (3), подвергают обработке в одной или более вспомогательных скважин (4), после обработки очищенную воду отбирают из водоносного слоя посредством основной скважины (6), которая соединена с насосной скважиной (7) посредством нижнего выпускного канала, снабженного регулирующим клапаном для поддержания заданного уровня воды в водоносном слое.
10. 10. Способ по п.9, в котором воду из указанных вспомогательных скважин в указанную реакционную зону направляют по кругу для обеспечения возможности попеременного восстановления реакционной зоны и создания сбалансированного рабочего давления на микроорганизмы, действующие в указанной зоне.