LT5496B - Augalinio nuotekų valymo įrenginys ir jo panaudojimo būdas - Google Patents

Abstract

Išradimas priklauso biotechnologijos ir aplinkos apsaugos sritims ir gali būti panaudotas mažų gyvenviečių (iki 2000 gyventojų) nuotekoms arba kitos kilmės, pavyzdžiui, maisto pramonės įmonių, verslo įmonių, nuotekoms valyti. Augalinio nuotekų valymo įrenginys apima pirminį nuotekų valymo rezervuarą, kuriame nuotekos apvalomos mechaniškai, vamzdžiu sujungtą su antrinio arba augalinio valymo rezervuaru, turinčiu stambiagrūdę filtruojančią įkrovą, suformuotą iš trijų sluoksnių, kurioje sluoksnius sudarančių elementų dydis kylant nuo apatinio sluoksnio į viršų mažėja, ir virš kurio įveisiami irauginami induočiai vandens augalai, nuotekų valymoįrenginio antrame rezervuare virš filtruojančios įkrovos suformuotas sėsdintų nuotekų ir inokulianto sluoksnis, jame panardinti ir įtvirtinti stangrios vandenyje netirpstančios medžiagos atviros rėmelio formos dariniai, sujungti jungiančiais elementais, o ant minėtų darinių ir juos jungiančių elementų, esančių nuotekų paviršiniame sluoksnyje pritvirtinti ir įveisti augalinio nuotekų valymo filtrai - induočiai vandens augalai, bei ant viso šių darinių paviršiaus papildomai suformuota biologinė plėvelė, antras rezervuaras sujungtas su trečio augalinio valymo rezervuaru, kuriame kaip antras ir visiško nuotekų išvalymo augalinis filtras patalpinti hidatofito tipo nuotekose visai panirę ir jose laisvai plūduriuojantys vandens augalai.

Description

Išradimas priklauso biotechnologijos ir aplinkos apsaugos sritims ir gali būti panaudotas mažų gyvenviečių (iki 2000 gyventojų) nuotekoms arba kitos kilmės, pavyzdžiui, maisto pramonės įmonių, verslo įmonių, nuotekoms valyti, jei teršalų kiekis nuotekose yra iki 2000 GE (1GE gyventojų ekvivalentas, tai organinė biologiškai skaidoma apkrova, kuriai oksiduoti deguonies poreikis BDSs yra 60 g per parą).

Lietuvai, kaip ir kitoms Europos Sąjungos (ES) narėms, būtina derintis prie reikalavimų ir nuostatų apie nuotekų tvarkymą (Europos Tarybos direktyva 91/271/EEC Dėl miestų nuotekų valymo) bei vandens valdymą (Bendroji vandenų politikos direktyva 2000/60/EEC Framework for Community Action in the Field of Water Policy) ir vadovautis LR Seimo, Vyriausybės, Aplinkos ministerijos priimtais įstatymais, nutarimais, įsakymais, patvirtintais teisės dokumentais.

Specialistams žinomos Lietuvoje naudojamos intensyvios valymo technologijos naudojant aerotankus, aerokanalus, biofiltrus, biodiskus, aeruojamuosius tvenkinius, o taip pat ir ekstensyvūs valymo būdai, kai nuotekų valymas vyksta lėtai.

Intensyvaus nuotekų valymo trūkumas yra tas, kad jam reikalinga sudėtinga technologinė įranga, apimanti kompresorius, siurblius, grandiklius, erliftus, kuriai funkcionuoti naudojama daug elektros energijos. Be to, įrangai valdyti būtini kvalifikuoti specialistai.

Ekstensyvūs valymo įrenginiai yra paprastesni. Juose nėra sudėtingos techninės įrangos, nenaudojama arba mažai naudojama elektros energija, taip pat nesudėtinga įrenginių priežiūra. Europoje, o ir visame pasaulyje, valant mažų ir vidutinio dydžio gyvenviečių nuotekas, vis didesnis dėmesys yra skiriamas ekstensyvaus valymo technologijoms, nes jos leidžia taupyti elektros energiją bet kartu šio būdo trūkumas tas, kad įrenginiams reikalingi nemaži žemės plotai.

Žinomi buitinių nuotekų valymo įrenginiai, kuriuose atliekamas buitinių nuotekų valymas keliais etapais. Juose pirminis valymas atliekamas septikuose. Septikas - tai gelžbetoninis ar stikloplasto gaminys, sudarytas paprastai iš 1-3 sekcijų. Nuotekos per jas prateka lėtai, ojose esančios suspenduotos dalelės per tą laiką nusėda. Nuotekose esantys mikroorganizmai nenutrūkstamai ardo tiek likusias suspenduotas, tiek nusėdusias organinių medžiagų daleles septikų dumblą. Dumblo septikuose susikaupia tiek, kad jis siurbiamas 1-2 kartus per metus. Nuotekos septike apvalomos negalutinai. Toliau jos valomos įvairaus tipo įrenginiuose, tarp jų ir augalinio nuotekų valymo įrenginiuose. Nuotekos savitaka patekusios į augalinio nuotekų valymo įrenginio žvyro bei skaldos ir smėlio sluoksnį mikroorganizmų toliau skaidomos. Čia mažai ar net visai nėra deguonies ir nuotekų monomerų (mono- ir oligosacharidą aminorūgščių, peptidą riebiųjų rūgščią glicerolio, paprastųjų aromatinių junginių) skaidymą vykdo anaerobiniai mikroorganizmai, tokie kaip Beggiatoa, Flexibacter, Leptothrix, Cytophaga, Polyangium, Desulphovibrio, Staphylococcus, Methanococcus, Methanobacterium ir kt. Šiame anaerobinio skaidymo (rūgimo) procese pasigamina propionatas, butiratas, piruvatas, laktatas, etanolis, propanolis, sukcinatas. Iš jų - formiatas, acetatas, metanolis, anglies dioksidas, vandenilis, o iš pastarųjų - metanas. Vykstant sulfatredukcijai pasigamina sieros vandenilis.

Žinomas ekstensyvaus - mažos nuotekų valyklos įrenginys, kurį sudaro lygiagrečiai išdėstytų negilių kanalų sistema, kurioje pirminėje nuotekų apvalymo fazėje naudojama sumedėjusių augalų rizosfera, o tolesnėje fazėje augaliniu filtru naudojamos kelios augalų rūšys: Alisma plantago (gyslotinis dumblialaiškis), Phragmites communis arba Phr. australis (paprastoji nendrė), Scirpus lacustris arba Schoenoplectus lacustris (ežerinis meldas), Juncus effusus (kęstasis vikšris), aprašytas FR patente Nr. 2 213 910.

Taip pat žinomas augalinis nuotekų valymo įrenginys (DE patentas Nr. 39 41 211 Al), kurį sudaro rezervuaras, užpildytas žvyro bei skaldos ir smėlio sluoksniais ir kuriame auginamas Scirpus lacustris (ežerinis meldas) ir Phragmites australis (paprastoji nendrė). Dalinai rezervuare apvalytos nuotekos nukreipiamos į augalinio valymo tvenkinį ir iš jo papildomam valymui siurbliais yra pumpuojamos į pirminį rezervuarą - augalinį filtrą.

Taip pat žinomas įrenginys, kurį sudaro lygiagrečiai išdėstytos talpos, kuriose patalpintuose substratuose auginami nuotekų valymui naudojami šakniastiebiniai augalai (FR patentas Nr. 2

858 610) o taip pat įrenginys, kuriame nuotekų filtravimui naudojamas smėlio filtras, kur į minėtą smėlio filtrą pasodintos Phragmites australis (paprastosios nendrės) (LT patentas Nr.

4786).

Aukščiau paminėtų ir kitų žinomų mažų augalinio nuotekų valymo įrenginių sprendimų trūkumas yra tas, kad juose naudojami kaip augalinio valymo filtrai šakniastiebiniai augalai yra sodinami į įrenginio substratą sudarytą iš smėlio arba stambaus smėlio bei smulkaus žvyro. Tokioje terpėje pasodinti šakniastiebiniai vandens augalai skursta. Jų filtracinės bei sorbcinės galios yra prislopintos, kadangi žvyro-skaldos ir smėlio substrate vyksta anaerobiniai procesai, jame pasigamina metanas bei sieros vandenilis, todėl į tokią terpę pasodinti čia aptarti šakniastiebiniai vandens augalai nepajėgūs duoti siekiamo naudingo efekto.

Artimiausias siūlomam techniniam sprendimui tiek techniniu požiūriu, tiek ir pagal normatyvinius reikalavimus bei gaunamus rezultatus yra autoriaus Billy C.Wolverton sprendimas, pateiktas patente US Nr. 4 415 450 (C02F 3/28, C02F 3/30, C02F 3/32). Pagal šį sprendimą sėsdintos nuotekos, po išankstinio jų apvalymo anaerobinėmis sąlygomis, tiekiamos į augalinį filtrą. Filtrą sudaro rezervuaras, užpildytas substratu, sudarytu iš trijų sluoksnių, kurio viršutinį sluoksnį sudaro žvyro arba viniplastiko dalelės, tarpinį sluoksnį sudaro žvirgždas, kurio dalelės yra stambesnės nei viršutiniojo sluoksnio dalelių dydis, o talpos pagrindas užpildytas stambiais uolienos gabalais. Substratas užsodintas vandens augalais, tokiais kaip Phragmites communis (paprastoji nendrė/ Juncus effusus (kęstasis vikšris) bei Typha latifolia (plačialapis švendras). Substrate nuotekų organinės medžiagos skaidomos, kaip jau aptarta, anaerobiniu ir tik dalinai aerobiniu būdu.

Šio techninio sprendimo trūkumas yra tas, kad tokiomis sąlygomis augalų augimas nėra normalus. Jų dalyvavimas kaip deguonies tiekėjo nuotekų apvalymo procese yra ribotas. Kaip žinoma, vandens augalai yra skirstomi į hidrofitus ir hidatofitus. Pirmųjų tik apatinė stiebo dalis yra vandenyje. Tokie yra visi mūsų aptartuose sprendimuose nurodyti augalai, tarp jų ir aukščiau aprašytame US Nr. 4 415 450 patento aprašyme. Hidrofitų apmirusios šakniastiebių bei šaknų dalys lieka įrenginio substrate ir tampa papildomu taršos šaltiniu.

Išradimo uždavinys - sukurti nesudėtingą augalinio nuotekų valymo įrenginį, skirtą nedideliems valomų nuotekų kiekiams valyti, nereikalaujantį papildomų elektros energijos sąnaudų bei aukštos kvalifikacijos specialistų priežiūros, užtikrinti įrenginio eksploatacijos paprastumą jo techninį patikimumą ir valymo procesų technologinį stabilumą pagreitinti nuotekų valymą bei padidinti nuotekų išvalymo kokybę ir efektyvumą.

Uždavinys išsprendžiamas tuo, kad augalinio nuotekų valymo įrenginio antrame rezervuare virš filtruojančios įkrovos sėsdintų nuotekų sluoksnis papildomas inokuliatu, o jo aukštis formuojamas toks, kad jame būtų galima panardinti ir įtvirtinti stangrios vandenyje netirpstančios medžiagos atviros rėmelio formos darinius, ant kurių įveisiami augalinio filtro funkcijas atliekantys induočiai vandens augalai bei susiformuoja biologinė plėvelė. Antras nuotekų valymo rezervuaras vamzdžiu sujungtas su trečiu rezervuaru, kuriame atliekamas pilnas nuotekų valymas kaip augalinį filtrą naudojant hidatofitus, kurie yra nuotekose visai panirę ir jose laisvai plūduriuojantys augalai, kurie neturi šaknų ir pasižymi didele mineralinių junginių sorbcine geba, kadangi šių junginių siurbimą atlieka augalo stiebai ir lapai, t. y. visas augalo paviršius.

Augalinio nuotekų valymo įrenginys, apimantis pirminį nuotekų valymo rezervuarą, kuriame nuotekos apvalomos mechaniškai, vamzdžiu sujungtą su antrinio arba augalinio valymo rezervuaru, turinčiu stambiagrūdę filtruojančią įkrovą, suformuotą iš trijų sluoksnių, kurioje sluoksnius sudarančių elementų dydis kylant nuo apatiniojo sluoksnio į viršų mažėja, ir virš kurio įveisiami ir auginami induočiai vandens augalai, o nuotekų valymo įrenginio antrame rezervuare virš filtruojančios įkrovos suformuotas sėsdintų nuotekų ir inokuliato sluoksnis, jame panardinti ir įtvirtinti stangrios vandenyje netirpstančios medžiagos atviros rėmelio formos darin&i, ant minėtų darinių ir juos jungiančių elementų, esančių nuotekų paviršiniame sluoksnyje pritvirtinti ir įveisti augalinio nuotekų valymo filtrai - induočiai vandens augalai, bei ant viso šių darinių paviršiaus papildomai suformuota biologinė plėvelė, antras rezervuaras sujungtas su tretinio augalinio valymo rezervuaru, kuriame kaip antras ir visiško nuotekų išvalymo augalinis filtras patalpinti hidatofito tipo nuotekose visai panirę ir jose laisvai plūduriuojantys vandens augalai.

Gerai yra tai, kad tokiame augalinio nuotekų valymo įrenginyje pirminiame nuotekų valymo rezervuare, kuriame, naudojant grotas, smėliagaudes arba septikus nuotekos apvalomos mechaniškai ir į jį patekusių nuotekų teršalų dalis nusėda į dugną. Toliau nuotekos vamzdžiu nukreipiamos į antrinio arba augalinio valymo antro rezervuaro apatinę dalį. Šiame rezervuare valymui panaudojami organines medžiagas (teršalus) skaidantys mikroorganizmai, esantys gamtinėje aplinkoje. Čia mikroorganizmams sudaromos palankios mitybos ir dauginimosi sąlygos. Šiam reikalui augalinio valymo rezervuare įrengiami ekstensyvaus valymo, kuriuos sudaro stambiagrūdė filtruojanti įkrova, suformuota iš trijų sluoksnių: apatinis sluoksnis formuojamas iš stambesnės akmenų skaldos, vidurinis sluoksnis iš stambaus žvyro, o viršutinis - iš rupaus smėlio taip, kad šiame rezervuare suformuotos įkrovos laidumas būtų nuo lxlO'³ ms'¹ (86 m/p) iki 3xl0'³ ms'¹ (25$ m/p). Įkrova atlieka dvi funkcijas: pratekant nuotekoms iš apatiniosios dalies ir kylant aukštyn ant įkrovos dalelių nusėda mikroorganizmai ir sudaro biologinę plėvelę. Pagal išradimą augalinio nuotekų antrojoje valymo įrenginio talpoje virš filtruojančio substrato viršutiniojo smėlio sluoksnio paviršiaus sėsdintų nuotekų sluoksnio lygis pakeliamas ir jame patalpinami pagaminti iš stangrios vandenyje netirpstančios medžiagos atviros rėmelio formos dariniai, ant kurių susiformuoja biologinė plėvelė, skirta planktoninių organizmų biocenozei susidaryti, o kartu ant šių darinių įveisiami augalinio filtro funkcijas atliekantys vandens augalai. Trečiame rezervuare atliekamas pilnas nuotekų valymas kaip augalinį filtrą naudojant nuotekose visai panirusį ir jose laisvai plūduriuojantį augalą, kuris neturi šaknų ir pasižymintį didele mineralinių junginių sorbcine geba, kadangi minėtų mineralinių junginių siurbimą atlieka augalo stiebai ir lapai, t. y. visas augalo paviršius.

Antrame nuotekų valymo įrenginio rezervuare sėsdintų nuotekų ir inokuliato sluoksnyje patalpinti minėti stangrios vandenyje netirpstančios medžiagos atviros rėmelio formos stikloplasto dariniai, yra įtvirtinti viršutiniajame filtruojančios įkrovos sluoksnyje, kur minėto sluoksnio aukštis virš filtruojančios įkrovos yra maždaug 55-60 cm.

Gerai yra tai, kad tokiame sluoksnyje ant minėto darinio (veisiamas augalinis filtras naudojant induočius vandens augalus Acorus calamus (balinį ajerą), jis gali augti ir atlikti nuotekų valymo funkcijas savo šaknis neįleisdamas į filmuojančią įkrovą. Be to, ant minėto darinio elementų formuojasi papildomas bioplėvelės sluoksnis.

Trečiame augalinio valymo rezervuare galutiniam nuotekų išvalymui augaliniu filtru naudoja Ceratophyllum demersum (paprastoji nertis) augalus.

Gerai yra tai, kad Ceratophyllum demersum (paprastoji nertis) augalai yra hidatofitų šeimos augalai, kuriems didesnioji dalis arba net visas augalas būna paniręs vandenyje (ar nuotekose). Augalinio valymo įrenginyje tokie augalai kur kas geriau tinka, nes hidatofitai arba pereinamojo tipo augalai fotosintezės eigoje gamina ir išskiria į nuotekas deguonį, kuris reikalingas aerobinių mikroorganizmų vykdomai organinių medžiagų destrukcijai. Juos lengva išimti iš valymo įrenginio ir pakeisti naujais sodmenimis.

Augalinio nuotekų valymo būdas, apimantis mechaninį nuotekų nusodinimą pirmame nuotekų valymo įrenginio rezervuare, nuotekų tiekimą į antrąjį augalinio valymo rezervuarą, turintį stambiagrūdę filtruojančią įkrovą, suformuotą kaip trijų sluoksnių substrato filtrą, biologinės plėvelės jame įveisimą ir formavimą, kur iš pirmo rezervuaro į antrą nuotekas vamzdžiu paduoda į jo apatiniąją sritį, jas praleidžia kylančiai aukštyn per minėtos stambiagrūdės filtruojančios įkrovos sluoksnius, pro filtrą praleistų sėsdintų nuotekų sluoksnį papildo inokuliatu, o minėto sluoksnio aukštį virš filtruojančio substrato formuoja tokį, kad jame būtų galima patalpinti stangrios vandenyje netirpstančios medžiagos atviros rėmelių formos darinius, juos tvirtina substrato viršutiniajame sluoksnyje taip, kad jie būtų panirę nuotekų viršutiniajame sluoksnyje, o ant minėtų darinių ir juos jungiančių elementų, esančių darinių viršutinėje dalyje, tvirtina ir įveisia augalinio nuotekų valymo filtrą - induočius vandens augalus, bei ant viso šių darinių paviršiaus papildomai formuoja biologinę plėvelę, antrame rezervuare apvalytas nuotekas toliau tiekia į trečią augalinio valymo įrenginio rezervuarą, kuriame galutiniam nuotekų valymui jose įveisia ir augina visai nuotekose panyrančius ir jose laisvai plūduriuojančius hidatofito tipo augalus, kurių perteklinę biomasę pašalina.

Gerai yra tai, kad ant antrame rezervuare nuotekų ir inokuliato sluoksnyje panardintų minėtų darinių pirmiausia įsitvirtina bakterijos, svarbiausias plėvelės - biocenozės komponentas. Tas užtrunka tik kelias valandas. Mikroorganizmams, sudarantiems plėvelę, priklauso Artrobacter, Achromobacter, Bacillus, Bacterium, Corynebacterium, Flavobacterium, Mycobacterium, Pseudomonas, Rhodococcus, Aspergillus, Penicillium rūšys. Kai kurioms bakterijų rūšims, jų normaliam augimui papildomai reikalingos fiziologiškai aktyvios medžiagos, tokios kaip vitaminai, aminorūgštys, kurių šios bakterijos - auksotrofai pačios nesugeba pasigaminti. Šias bakterijas tomis medžiagomis aprūpina plėvelės mikrodumbliai. Tai fiziologinė simbiozė, tačiau svarbiausia funkcija, kurią atlieka plėvelės mikrodumbliai, tai deguonies, vykstant simbiozei, gamyba. Jų dėka palaipsniui nuo rezervuaro dugno kylant aukštyn keičiasi nuotekų dujinis (deguonies) zoniškumas: nuo anaerobinės zonos pereinama į mikroaerobinę ir į aerobinę zoną.

Antrame nuotekų valymo rezervuare inokuliatu biologinei plėvelei formuoti kaip hidrobakterijų, o ypač mikrodumblių šaltinį naudoja gamtinį (tvenkinio, ežero, upės) vandenį santykiu: sėsdintos nuotekos-gamtinis vanduo 100:5.

Ί

Antrame nuotekų valymo rezervuare ant atviros rėmelių formos darinių ir juos jungiančių elementų viršutiniųjų dalių nuotekų ir inokuliato paviršiniame sluoksnyje maždaug 15 cm gylyje įveisia ir tvirtina Acorus calamus (balinio ajero) 2-3 cm storio ir 25-30 cm ilgio šakniastiebius.

Šio augalinio filtro pranašumas prieš žinomą klasikinį būdą kai į smėlio substratą įsodina augalus, kur filtruojančios įkrovos apatinis sluoksnis, vidurinis sluoksnis ir dalinai viršutinis sluoksnis yra anaerobiniai, juose nėra arba yra tik ribotas deguonies kiekis, dėl to į smėlio substratą įsodinti augalai skursta, nes juos veikia anaerobinių mikroorganizmą sudarančių biologinę plėvelę, nepilno organinių medžiagų skaidymo žalingi produktai (metanas, merkaptanas, sieros vandenilis ir kiti). Siūlomu būdu, kai augalinio filtro augalus įveisia ant minėtų darinią jie gauna pakankamą deguonies kiekį ir gerai atlieka augalinio filtro funkcijas.

Trečiame rezervuare galutiniam nuotekų valymui kaip augalinį filtrą naudoja neturintį šakną nuotekose visai panyrantį ir jose laisvai plūduriuojantį vandens augalą Ceratophyllum demersum (paprastąją nertį), pasižymintį didele mineralinių junginių sorbcine geba, kurį įveisia maždaug 100-120 cm gylio rezervuare santykiu: 8-10 litrų nerties biomasės 100 m³ nuotekų.

Siūlomas nuotekų valymo įrenginys pavaizduotas brėžiniuose, kur

Fig. 1 pavaizduotas bendras įrenginio vaizdas iš šono;

Fig. 2 pavaizduotas darinio, skirto augalinio filtro įrengimui antrame rezervuare, vaizdas iš viršaus;

Fig 3 pavaizduotas darinio pagal Fig.2 vaizdas iš šono.

Augalinio nuotekų valymo įrenginį sudaro pirminio nuotekų valymo rezervuaras sėsdintuvas 1, nuotekų nuleidimo tolimesniam valymui vamzdis 2, jungiantis pirmą rezervuarą 1 su antru rezervuaru 3, kuriame įrengta filtruojanti įkrova, sudaryta iš apatinio įkrovos sluoksnio 4, užpildyto akmens skalda, vidurinio įkrovos sluoksnio 5, kurį sudaro stambus žvyras ir viršutinio sluoksnio 6, kurį sudaro rupus smėlis. Virš minėtos filtruojančios įkrovos formuojamas 55-60 cm aukščio nuotekų sluoksnis 7, papildytas inokuliatu, kuriame yra panardinti ir įtvirtinti stangrios vandenyje netirpstančios medžiagos atviros rėmelio formos darinai 8, kurie sujungti jungiančiais elementais, o ant minėtų darinių 8 ir juos jungiančių elementų, esančių nuotekų paviršiniame sluoksnyje pritvirtinti ir įveisti augalinio nuotekų valymo filtrai - induočiai vandens augalai 9, bei ant viso šių darinių paviršiaus papildomai suformuota biologinė plėvelė, antras rezervuaras sujungtas su tretinio augalinio valymo rezervuaru vamzdžiu 10, kuriuo apvalytos nuotekos iš antro rezervuaro 3 galutiniam nuotekų valymui nukreipiamos į trečią rezervuarą 11, kuriame kaip visiško nuotekų išvalymo augalinis filtras įveisti hidatofito tipo nuotekose visai panirę ir jose laisvai plūduriuojantys vandens augalai 12. Išvalytos nuotekos iš trečio rezervuaro pašalinamos vamzdžiu 13.

Siūlomas augalinio nuotekų valymo įrenginys veikia tokiu būdu.

Augalinio nuotekų valymo įrenginyje nuotekos pirmiausia patenka į pirminio nuotekų valymo rezervuarą sėsdintuvą 1, iš kurio sėsdintos nuotekos savitaka per vamzdį 2 (fig. 1) patenka į antro rezervuaro 3 filtravimo įkrovos apatinę dalį. Taip daroma dėl to, kad sėsdintuve teršalo organinės medžiagos skaidymą vykdo anaerobinės bakterijos; tokios pat bakterijos sudaro mikrocenozę ir filtruojamo sluoksnio bazalinėje dalyje; filtro viršutinėje dalyje - aeracinėje zonoje funkcionuoja kita organizmų fiziologinė grupė - aerobai. Nuotekos kyla aukštyn, prateka per apatinį įkrovos sluoksnį 4, užpildytą akmens skalda, vidurinį įkrovos sluoksnį 5, kurį sudaro stambus žvyras, ir viršutinį sluoksnį 6, kurį sudaro rupus smėlis. Virš minėtos filtruojančios įkrovos formuojamas 55-60 cm aukščio nuotekų sluoksnis 7, papildytas inokuliatu. Į šį nuotekų ir inokuliato sluoksnį panardinti ir įtvirtinti stangrios vandenyje netiipstančios medžiagos atviros rėmelio formos dariniai 8, kurie paviršiaus plotui padidinti gali būti sudaryti iš dviejų laužytų, pavyzdžiui, armonikos dumplių tipo plokščių (Fig. 2), kurių aukštis maždaug 50 cm ir ilgis maždaug 90 cm, atstumas tarp plokščių 90 cm, plokštės 15 cm nuo viršaus tarpusavyje sujungiamos 90 cm ilgio, 3 cm pločio ir 3 mm storio tiltelių formos jungtimis (Fig. 3), kurių atstumas nuo plokštės krašto sudaro maždaug 10 cm. Ant kiekvienos jungties sodina induočių vandens augalų 9 Acorus calamus (balinio ajero) šakniastiebius, geriau po 4 šakniastiebius į 1 m², 30-35 cm ilgio, 20-30 mm storio (fig. 1). Ant minėtų darinių 8 paviršiaus susidaro biologinė plėvelė. Ji iš esmės skiriasi nuo šiuolaikiniuose augalinio valymo įrenginiuose esančių biologinių plėvelių. Stambiagrūdės filtruojančios įkrovos biologinė plėvelė yra sudaryta iš anaerobinių mikroorganizmų ir kai kurių zoorganizmų. Plastmasinio gaminio biologinė plėvelė, funkcionuojanti šviesoje, susidaro ne tik iš heterotrofinių, bet ir autotrofinių (mikrodumblių) organizmų. Eksperimentais nustatyta, kad tokiose plėvelėse be bakterijų vyrauja Oscilatoria (52 %), Scenadesmus ųuadricauda (16 %), Aphanizomenon flos aquae (10 %), Microcystis aeruginosa (10 %).

Bakterijos, svarbiausias plėvelės - biocenozės komponentas, įsitvirtina pirmiausia. Tas užtrunka tik kelias valandas. Mikroorganizmams, sudarantiems plėvelę, priklauso Artrobacter, Achromobacter, Bacillus, Bacterium, Corynebacterium, Flavobacterium, Mycobacterium, Pseudomonas, Rhodococcus, Aspergillus, Penicillium rūšys. Kai kurioms bakterijų rūšims, jų normaliam augimui papildomai reikalingos fiziologiškai aktyvios medžiagos, tokios kaip vitaminai, aminorūgštys, kurių šios bakterijos - auksotrofai pačios nesugeba pasigaminti. Šias bakterijas tomis medžiagomis aprūpina plėvelės mikrodumbliai. Tai fiziologinė simbiozė, tačiau svarbiausia funkcija, kurią atlieka plėvelės mikrodumbliai, tai deguonies, vykstant simbiozei, gamyba. Jų dėka palaipsniui nuo rezervuaro dugno kylant aukštyn keičiasi nuotekų dujinis (deguonies) zoniškumas: nuo^aerobinės zonos pereinama į mikroaerobinę ir į aerobinę zoną. Į biologinės plėvelės sudėtį taip pat įeina zooatstovai, tokie kaip Protozoa, Rotataria, Cladocera ir Copepoda rūšys. Šios bioplėvelės biocenozės biomasė kaupia apie 10 % azoto ir

1,5 % fosforo, kurį iš skaidomos organinės medžiagos (teršalo) išlaisvina anaerobiniai ir aerobiniai mikroorganizmai. Jei bioplėvelės sluoksnio storis 3 mm, tai 1 m² plėvelės biomasė sieks 3000 gramų ir ji sukaups 0,3 kg N ir 45 mg P. Tai didžiulė plėvelės kaupiamoji galia ir efektyvi nuotekų valymo priemonė. Plėvelė reguliariai, kas 55-60 parų pašalinama ir utilizuojama ją kompostuojant kartu su kitomis organinėmis atliekomis.

Acorus calamus (balinio ajero) kaip nuotekų filtro vaidmuo didėja jam augant ir didėjant jo filtruojamam paviršiui. Ajeras sodinamas šakniastiebiais po 4 šakniastiebius į 1 m². Jie intensyviai auga, išaugina ilgas šaknis bei lapus ir sparčiai didina šakniastiebių biomasę. Bandymais nustatyta, kad per 70-80 parų ajero kero svoris pasiekia 1540-1720 gramą o jo šakniastiebių su šaknimis tūris siekia 1170-1260 ml. Ajero augimui prieinamas nuotekų tūris įrenginyje ties 1 m (sodinama maždaug 40 cm aukštyje nuo substrato viršutinio sluoksnio smėlio paviršiaus) 400 000 cm³ arba 400 litrų. Jame išauga, viduriniais duomenimis, daugiau kaip 13-15 kg vien nuotekose panirusios ajero biomasės. Tas sudaro iki 1,5 kg sausos augalinės masės, kurioje yra 80 gramų N ir 12,5 gramų P/kg. Tai didžiulė šio augalo kaupiamoji galia. Jei nuotekų pradinis užterštumas pagal BDS5 siekia 300-600 mg/l, tai ajerais užsodinto filtro paviršiaus plotas turi siekti 10 m²/l GE (GE - gyventojų ekvivalentas, išreikštas BDS5; vienam gyventojui tenka 60 g BDS5 teršalų per parą). Jei užterštumas pagal BDS5 svyruoja 150-300 mg/l ribose, tuomet ajerais užsodinto filtro paviršiaus plotas - 5 m²/l

GE. Esant nuotekų užterštumai (pagal BDS5 rodmenis) iki 200 mg/1, o išradimu siūlomo filtro plotui esant 3-5 m²/l GE, filtro veikimo efektyvumas siekia ne mažiau 90 %.

Daugelio žinomų augalinių filtrų eksploatavimo patirtis rodo, kad jų efektyvumas pagal bendrą azotą siekia 40 % ir pagal bendrą fosforą apie 30 %. Siūlomame išradime šiems trūkumams pašalinti tolimesnis nuotekų valymas vykdomas trečiame nuotekų valymo rezervuare 11, kur augaliniam nuotekų valymui kaip augalinį filtrą įveisia hidatofito tipo nuotekose visai panirusius ir jose laisvai plūduriuojančius vandens augalus 12 Ceratophyllum demersum (paprastąją nertį). Šie augalai dauginasi vegetatyviniu būdu - šakelių fragmentacija. Sausos medžiagos 1 kg geba sugerti per 30 g azoto ir 9,0 g fosforo. C. demersum neturi šaknų, o jų vaidmenį - mineralinių junginių siurbimą atlieka stiebai ir lapai. Šis augalas ir skiriasi nuo balinio ajero tuo, kad mineralinių junginių siurbimą atlieka visas augalo paviršius. Augalams reikia šviesos, todėl rezervuaro 11 gylis yra ribojamas ir jis yra - 100-120 cm. Sodinamoji medžiaga - augalo biomasė. Augalo biomasės naudoja - 8-10 litrų biomasės/100 m² rezervuaro. Augalas jautrus bevandenei būsenai, kultivuojant jis pastoviai turi būti vandenyje. Kai augalo biomasė rezervuare pasiekia 6-8 kg/1 m³ nuotekų, tuomet 60 % šios augalų masės pašalinama iš rezervuaro. Ji panaudojama kartu su kitomis organinėmis atliekomis kompostavimui. Išvalytos nuotekos iš trečio rezervuaro pašalinamos vamzdžiu 13.

Eksperimentais nustatyta, kad ant stangrios vandenyje netirpstančios medžiagos atviros rėmelio formos darinių paviršių, skirtų planktoninių organizmų biocenozei susidaryti, ir juos jungiančių elementų susidariusi biologinė plėvelė iš esmės skiriasi nuo žinomuose šiuolaikiniuose augalinio valymo įrenginiuose esančių biologinių plėvelių. Stambiagrūdės filtruojančios įkrovos biologinė plėvelė yra sudaryta iš anaerobinių mikroorganizmų ir kai kurių zoorganizmų. Minėto darinio biologinė plėvelė, funkcionuojanti šviesoje, susidaro ne tik iš heterotrofinių, bet ir autotrofinių (mikrodumblių) organizmų, bet tokiose plėvelėse be bakterijų vyrauja mikrodumbliai Oscilhtoria (52 %), Scen?desmus ąuadricauda (16 %), Aphanizomenon flos aquae (10 %), Microcystis aeruginosa (10 %).

Antrame augalinio nuotekų valymo rezervuare augalinį filtrą įveisia trims vegetacijos periodams, o trečiame augalinio nuotekų valymo rezervuare nuotekų mineralinių junginių likučiams sorbuoti įveisto hidutofito tipo (visai panirusį) augalinio filtro biomasės prieauga šalinama reguliariai.

Acorus calamus (balinis ajeras)

Morfologiniai požymiai. Augalas daugiametis, 60-100 cm aukščio, šakniastiebiai stori, 15-30 mm diametro, šliaužiantys, akyti, turi oru pripildytas ertmes (aerenchimas), nariuoti, šakoti, su ilgomis pridėtinėmis šaknimis. Stiebas iš vienos pusės su briauna, iš priešingos - įlinkęs. Lapai bekočiai, ilgi, kardiški, pakraštys banguotas. Lapų ilgis - apie 100 cm, plotis - 10-20 mm. Žiedai smulkūs, dvilyčiai, susitelkę žaliose burbuolėse. Augalas dauginasi vegetatyviniu būdu, šakniastiebiais. Sėklos Lietuvos klimato sąlygomis nesubręsta.

Fiziologinės ir morfologinės savybės

Ajeras, kaip parodė bandymai, pasižymi didele mineralinių elementų kaupiamąja sorbcija dideliu biogeninių elementų kaupimo koeficientu (KK). Augalas savo fitomasėje sukaupia 6,45-11,30 %, o šakniastiebiuose daugiau nei 10 % peleninių elementų.

Svarbus produktas, kurį gamina augalas - eteriniai aliejai. Jų kiekis augalo biomasėje - 4,34,5 %. Eterinių aliejų sudėtyje yra terpenoidų, aromatinių junginių, organinių rūgščių. Šakniastiebiuose yra 0,2 % maltozės, 20,7 % gliukozės, fruktozės.

Ajeras - vaistinis augalas. Jo žaliava įtraukta į daugelio pasaulio šalių farmakopėjas.

Ajero ekologija. Ajeras mėgsta užpelkėjusius, uždumblėjusius upių slėnius. Čia auga tankiais sąžalynais. Jį randame tvenkinių, ežerų, nesraunių upių pakraščiuose.

Ajeras - gajus augalas, plačiai paplitęs Europoje, Azijoje, Šiaurės Amerikoje.

Ceratophyllum demersum (paprastoji nertis)

Morfologiniai požymiai. Stiebas lygus, 150 (300) cm ilgio, viršutinėje dalyje šakotas. Lapai siūliški, iki 2 cm ilgio, 0,5-1,0 mm pločio, po 4-12 menturėse, 1-2 kartus dvišakai šakoti.

v

Žydi liepos mėn., žiedai smulkūs, vienalyčiai, lapų pažastyse, formuojasi vandenyje. Kuokeliniams žiedams būdingi labai ilgomis dulkinėmis kuokeliai. Mezginė vienalizdė, purka vienašonė, apdulkinimas vyksta vandenyje. Vaisius pailgai ovalinis riešutėlis, pagrinde su 2 (1-4) žemyn atlenktais dygliukais, kuriais vaisiai įsitvirtina dugne arba prisikabina prie vandens gyvūnų. Sėklos sudygsta dugne. Šaknys neišsivysto, augalai laisvai plūduriuoja vandenyje. Augalai išaugina nedaug vaisią dažniausiai dauginasi vegetatyviniu būdu - šakelių fragmentacijos keliu, taip pat dauginasi žieminiais pumpurais. Jie susiformuoja vegetacijos periodo pabaigoje. Juos dengia platesni ir standesni nei vasariniai lapeliai.

Fiziologinės ir morfologinės savybės. Tyrimais nustatyta, kad viename sausos nerties masės kilograme yra 28-33 g N/kg, 175-206 g baltymą 12-26 g riebalą 120-280 g celiuliozės, 39012

460 g beazotinių ekstraktinių medžiagą 130-230 g peleninių elementų. Nerties baltymuose rasti tokie aminorūgščių kiekiai (g/kg): asparagininės rūgšties 24,10; treonino 8,79; serino 7,48; glutamininės rūgšties 16,26; glicino 9,27; alanino 12,07; valino 11,36; metionino 5,46; izoleucino 10,02; leucino 19,94; tirozino 6,94; fenilalanino 11,33; histidino 5,05; lizino 10,12; argininol5,23 Taip pat tyrimais nustatyta, kad nerties biomasė kaupia tokius mikroelementų kiekius mg/kg: kadmio (Cd) - 2,7; nikelio (Ni) - 56,0; chromo (Cr) - 50,0; chromo (Cr) 50,0; vario (Cu) - iki 250,0; švino (Pb) - 28,0; cinko (Zn) - iki 570,0; mangano (Mn) 2610,0; gyvsidabrio (Hg) - 0,2. Nurodyti mikroelementai (Cd, Ni, Cr, Pb, Mn, Hg) neviršija fitotoksinių (leistinų) koncentracijų. Išimtį sudaro varis (Cu) ir cinkas (Zn). Jų kiekiai, nors ir nežymiai, viršija didžiausias leistinas šių elementų koncentracijas. Čia nurodyta nerties biomasės kaupimo (absorbcijos) geba. Jei nerties augimo terpėje nurodytų elementų kiekis yra nedidelis, tai ir jų kaupimo koeficientas bus mažesnis.

Paprastosios nerties yra didelė mitybinė vertė. Ją ėda žuvys, ją lesa vandens paukščiai. Nertis yra geras pramoninių vandens graužikų pašaras. Smulkintas sausas augalas, sumaišytas su miltais, naudojamas vandens paukščiams lesinti.

Nerties ekologija. Paprastoji nertis ekspansyvus - sparčiai plintantis augalas. Per trumpą laiką jų priauga visas vandens baseinas. Jų biomasės produkcija yra didelė. Mėgsta stovinčius bei lėtai tekančius vandenis. Sutinkamas ežeruose, tvenkiniuose, upeliuose, grioviuose. Sudaro grynus sąžalynus arba auga fitocenozėse - kartu su kitais augalais (kas parodyta 3 pavyzdyje, nuorodant nerties ekologines sąlygas). Nertis sunkiai pakelia išdžiūvimą. Jos augimą slopina didesnis vandens bangavimas. Jos gyvybingumui žalingas įšalimas žiemos metu į ledą.

Augalinio ajerų-nerties filtro priežiūra nesudėtinga: reikalinga nuotekų pirminio sėsdintuvo priežiūra bei dumblo šalinimas, ajerų-nerties filtro priežiūra bei jų biomasės kiekio reguliavimas, valytų nuotekų lygio jų trečiame rezervuare reguliavimas, kadangi augaliniuose nuotekų valymo filtruose, kuriuose naudojami augalai, nuotekų lygis turi būti pakankamas. Bandymais nustatyta, kad esant pradiniam nuotekų užterštumei (pagal BDS5) apie 200mg/l, o filtro plotui 5 m²/lGE, augalinio nuotekų valymo ajerų-nerties filtro veikimo efektyvumas viršija 90 %.

Ajerų-nerties filtrų efektyvumą patvirtina tokie žemiau aprašytų bandymų pavyzdžiai.

pavyzdys. Mikroorganizmų aerobinės biologinės plėvelės, skaidančios nuotekų organines medžiagas (teršalus), formavimas.

Bandymai atlikti per du etapus. Pirmajame etape buvo panaudota tokios sudėties terpė (gamtinis vanduo): NH4 - 0,35 mg/1, NO3 - 0,06 mg/1, bendras fosforas - 0,05 mg/1, permanganatinė oksidacija - 6 mg02/l, bichromatinė oksidacija - 26 mg/1, deguonies kiekis 9,8-10,4 mg/1, CO2 kiekis - 2,3-3,0 mg/1, pH - 8, bendroji terpės mineralizacija - 220 mg/1. Terpėje identifikuota 140 mikrodumblių rūšių dominuoja diatominiai ir žalieji dumbliai. Jų kiekis - 48-278 tūkst. ląstelių/1. Mikrodumblių biomasė - 0,42-0,47 mg/1, chlorofilo koncentracija - 2,3 ųg/l. Proto- ir mezoplanktono terpėje rasta 53 taksonai. Hidrobakterijų koncentracija terpėje - 700 tūkst./ml terpės. Jų generacijos laikas - 7-10 vai, reprodukcijos (dauginimosi) greitis 20- 140 tūkst. ląstelių/ml per valandą. Šios bakterijos per 24 vai. terpės organinės substancijos mineraliz v ja 70-400 mg/m³ terpės ir iš jos atpalaiduoja 5 --30 mgN/m terpės ir 0,3-2,0 mgP/m terpės. Turtingesnėje organinėmis medžiagomis terpėje (nuotekose) nurodyti procesai, priklausomai nuo skaidomos (mineralizuojamos) medžiagos kiekio, pagreitėja.

Į aukščiau nurodytą terpę biologinės plėvelės formavimosi eigai tirti buvo patalpintas pleksiglazo (organinio stiklo, gaminamo iš polimetilmetakrilato), geležies ir vario plokštelės. Plokštelės eksponuojamos 17 ir 27 °C terpės temperatūroje. Jau per pirmąsias 6 vai. plokštelės apauga bakterijomis ir mikrodumbliais (vario plokštelė šiais organizmais padengiama po 24 vai., nes varis yra dalinai toksiškas, inhibuoja organizmų augimą). Bakteriocenozės sudėtis priklauso nuo substrato, pvz., ant geležies plokštelės pirmiausia įsikuria gelžbakterės (Galionella). Ant plokštelių nustatyta 65 mikrodumblių rūšys (vyrauja diatominiai). Aukštesnėje terpės temperatūroje (27 °C) organizmų dauginimasis vyksta 2 kartus greičiau. Antrajame tyrimų etape panaudota turtingesnė nei pirmajame etape terpė (jos bendroji mineralizacija 730 mg/1). Į ją patalpinome pleksiglazo ir pušies medienos plokšteles (0,1x0,1x0,01 m). Plokštelės apsauga hidrobakterijomis ir mikrodumbliais (melsvabakterėmis ir žaliaisiais dumbliais). Šie organizmai gamina ir į terpę (aplinką) išskiria fiziologiškai aktyvias medžiagas - aminorūgštis ir B grupės vitaminus. Bandymai parodė, kad ant pleksiglazo plokštelės susiformavusioje plėvelėje vyrauja glutamino rūgštis (susidaro 17 % visų aminorūgščių), biomasėje ant medienos pirmauja valinas (susidaro 15 % aminorūgščių). Aminorūgščių kiekis biomasėje yra didelis - 9300-27000 mg/100 g orasausės masės. Tas priklauso nuo bakterijų ląstelių plazmos sudėties. Joje yra 58-80 % baltymų. B grupės vitaminų kiekis ant pleksiglazo/medienos išaugusioje organizmų biomasėje (plėvelėje) nustatytas toks (mg/kg orasausės masės): inozito - 177/87; biotino - 0,3/2; pantoteno rūgšties

- 25/52; tiamino - 0,07/1,4; piridoksino - 0,6/1,6; nikotino rūgšties - 40/93; paminobenzoinės rūgšties - 0,02/0,04; vitamino B12 - 0,49/3,49 (skaitiklyje ant pleksiglazo, vardiklyje ant medienos biomasės duomenys). Bioplėvelės sluoksnio storis per 72 vai.

pasiekia 3 mm (1 m² plėvelės užaugina 3000 gramų biomasės).

Biologinės plėvelės mikrocenozės skaido nuotekų organines medžiagas, paverčia jas mineraliniais junginiais, kuriuos sugeria augalinis filtras Acorus calamus, o jos likučius Ceratophyllum demersum. Plėvelės mikrodumbliai, vykstant jų fotosintezei, gamina deguonį, kuris reikalingas aerobinių bakterijų fiziologinei veiklai, o taip pat gamina biologiniu požiūriu aktyvias medžiagas.

pavyzdys. Augalinio filtro Acorus calamus (balinio ajero) auginimas valomose nuotekose. Siekiant nustatyti, kokiame nuotekų gylyje dera auginti ajerus kaip augalinį filtrą atliktas tokio turinio bandymas. Akvariumai užpildyti mineraline mitybine terpe. Jos sudėtyje panaudoti NH4NO3, CaCl₂, K2HPO4, MgSO4 ir FeCb pėdsakai. Terpės mineralizacija - 500 mg/1. Į akvariumus buvo patalpinta ajero 25-30 cm ilgio šakniastiebiai: į pirmąjį akvariumąvandens paviršiuje, į antrąjį - 15-20 cm gylyje, į trečiąjį - 35-45 cm gylyje. 70 parų stebėtas šaknų ir lapų augimo intensyvumas parodė, kad ajerų šaknis ir lapus išaugina šakniastiebiai, pasodinti visuose trijuose terpės gyliuose, tačiau didžiausia šakniastiebių, šaknų ir lapų prieauga rastą kai šakniastiebiai sodinami 15-20 cm terpės gylyje. Jie 15-20 % pranoksta kitus variantus, tokius kaip paviršinis sodinimas bei giluminis sodinimas 35-45 cm gylyje. Nustatyta, kad ajero 25-30 cm ilgio ir 2-3 cm storio šakniastiebius augaliniuose filtruose dera sodinti nuotekų 15-20 cm gylyje.

Bandymais nustatyta, kad Ceratophyllum demersum (paprastoji nertis) gamtoje sutinkama ir gerai auga įvairiose fitocenozėse. Toliau kaip 3 pavyzdys pateikiama lentelė, kurioje parodyta, su kuriais vandens augalais šis augalas sutinkamas fitocenozėje ir kokiose gamtinėse sąlygose gerai auga.

pavyzdys. Ceratophyllum demersum (paprastosios nerties) auginimas kartu su kitais vandens augalais.

Žemiau pateiktoje lentelėje kaip indikatorinis augalas yra Ceratophyllum demersum (paprastoji nertis). Lentelės 1-oje skiltyje nurodyti augalai, su kuriais paprastoji nertis sutinkama fitocenozėje, 2-je skiltyje nurodytos augalų biotopo ekologinės sąlygos.

Augalas, su kuriuo Ceratophyllum demersum (paprastoji nertis) sutinkamas fitocenozėje	Augalų biotopo ekologinės sąlygos
1.	2.
Batrachium circinatum (stamdžialapė kurklė)	Auga stovinčiuose, lėtai tekančiuose vandenyse, ežeruose 0,5-2,0 m gylyje, sudaro savistovias bendrijas.
Chara rudis (stambusis maurabragis)	Auga ežeruose, pakrantėse, iki 1 m gylio, mėgsta kalcio turintį vandenį.
Elodea canadensis (kanadinė elodėja)	Auga stovinčiame ir lėtai tekančiame vandenyje, ežeruose, upėse, užutekiuose, tvenkiniuose, grioviuose.
Hydrilla verticillata (menturlupė ežerutė)	Auga ežeruose 0,7-4,5 m gylyje, sudaro bendrijas; auga gausiai ir vešliai.
Hydrocharis morsus-ranae (plūduriuojantysis vandenplūkis)	Auga stovinčiame ir lėtai tekančiame vandenyje, ežerų pakrantinėje juostoje, tvenkiniuose, grioviuose.
Lemna minor (mažoji plūdena)	Auga stovinčiame vandenyje, sudaro grupes iš 3-6 augalų; plūduriuojantis vandens paviršiuje augalas.
Lemna trisulca (trilypė plūdena)	Auga stovinčiuose ir lėtai tekančiuose vandenyse, dažnas
Lemna gibba (kuprotoji plūdena)	Auga stovinčiuose druskinguose ir užterštuose vandenyse.
Myriophyllum verticillatum (menturinė plunksnalapė)	Auga stovinčiame bei lėtai tekančiame nekalkingame iki 2 m gylio vandenyje: tvenkiniuose, ežeruose, pelkėse, pakrančių dumble, apsemtose pelkėse
Najas marina (didysis plukenis)	Auga ežeruose, tvenkiniuose ir jūrose 4,5 m gylio; sudaro povandenines vejas.
Nitellopsis obtusa (žvaigždėtasis maurašakis)	Auga ežeruose, pakrantėse, dažniausiai iki 4 m gylyje, mėgsta eutrofizuotus ežerus.
Nitella flexilis (lankstusis menturdumblis)	Auga tekančiuose vandenyse, mėgsta silicio turintį vandenį, kurio pH - 6-8.
Nuphar luteum (paprastoji lūgnė)	Auga lėtai tekančiuose vandenyse, ežeruose, iki 3,5 m gylio, dumblingose vietose sudaro grynas ar mišrias bendrijas.
Potamogeton crispus (garbiniuotoji plūdė)	Dažnas smulkiuose, ypač užterštuose, vandenyse. Skaidriuose ežeruose auga gana retai.
Potamogeton lucens (blizgančioji plūdėj	Auga ežeruose, tvenkiniuose, upėse. Visoje respublikoje labai dažnas.
Potamogeton natans (plūduriuojančioji plūdė)	Auga ežeruose, tvenkiniuose, pelkėse, kartais ir jūroje, masiškai išplitusi užželiančiuose vandenyse.
Potamogeton pectinatus (šukinė plūdė)	Auga stovinčiuose ir tekančiuose gėluose vandenyse, taip pat jūroje, kosmopolitinė rūšis.
Potamogeton perfoliatus (permautalapė plūdė)	Auga ežeruose, tvenkiniuose, kūdrose, upėse. Labai dažnas, kartais sudaro didelius sąžalynus.
Potamogeton pusillus (smulkioji plūdė)	Auga stovinčiuose ir tekančiuose vandenyse. Rūšis nėra išplitusi.
Potamogeton compressus (plokščioji plūdė)	Auga stovinčiuose ir ramiai tekančiuose vandenyse, dažnas; skaidriuose ežeruose randamas iki 6 m gylio
Spirodela polyrrhiza (daugiašaknė maure)	Auga stovinčiuose ir lėtai tekančiuose vandenyse, respublikoje dažnas.

Lentelės tęsinys

1.	2.
Stratiotes aloides (alavijinis aštrys)	Auga lėtai tekančiuose vandenyse, senvagėse, ežeruose, tvenkiniuose.
Ultricularia vulgaris (paprastasis skendenis)	Auga lėtai tekančiuose vandenyse, pelkėse, grioviuose, nuo seklumos iki 4 m gylio, dažnas.

Bandymų rezultatai parodė tuos hidrobiologinius procesus, kurie vyksta gamtoje, ir kuriuos galima panaudoti tobulinant augalinius nuotekų valymo filtrus. Siūlomu sprendimu sudaromos palankios sąlygos aerobinių mikroorganizmų vystymuisi. Šie mikroorganizmai palyginti su anaerobiniais kelis kartus paspartina organinių teršalų skaidymą kas įgauna ekonominę išraišką t. y. reikalinga mažiau rezervuarų, tuo pačiu reikalingas mažesnis žemės plotas jiems įrengti.

Pateikto augalinio nuotekų valymo įrenginio privalumus sudaro: geras nuotekų apvalymas pagal BDS5 ir biologinius elementus; valymo proceso technologijos stabilumas ir techninis patikimumas, paprasta ir nesudėtina įrenginio konstrukciją jo eksploatacija bei jo darbo kontrolė leidžia sumažinti valymo proceso savikainą Mažos išlaidos valymo įrenginio statybai, jo priežiūrai ir einamajam remontui, kadangi tokio tipo įrenginiuose nėra judančių dalią o tai užtikrina įrenginio ilgalaikį nepertraukiamą veikimą su paprasta minimalia priežiūra ir padidinti santykinį valymo proceso našumą. Siūlomu įrenginiu apdorojus nuotekas sudaroma puiki galimybė racionaliai įrenginyje susiformavusią augalinę biomasę ir bioplėvelę panaudoti kompostavimui bei apvalytų nuotekų vandenį panaudoti sodą daržą bei žolynų laistymui. Kartu reikia pastebėti, kad įrenginys nekelia triukšmo, neskleidžia nemalonaus kvapo, todėl jo poveikis aplinkai labai menkas bei gyventojų sveikatai nekenksmingas.

IŠRADIMO APIBRĖŽTIS

Claims (10)

1. IŠRADIMO APIBRĖŽTIS

   1. Augalinio nuotekų valymo įrenginys, apimantis pirminį nuotekų valymo rezervuarą kuriame nuotekos apvalomos mechaniškai, vamzdžiu sujungtą su antrinio arba augalinio valymo rezervuaru, turinčiu stambiagrūdę filtruojančią įkrovą suformuotą iš trijų sluoksnių, kurioje sluoksnius sudarančių elementų dydis kylant nuo apatiniojo sluoksnio į viršų mažėja, ir virš kurio įveisiami ir auginami induočiai vandens augalai, besiskiriantis tuo, kad nuotekų valymo įrenginio antrame rezervuare virš filtruojančios įkrovos suformuotas sėsdintų nuotekų ir inokuliato sluoksnis, jame panardinti ir įtvirtinti stangrios vandenyje netirpstančios medžiagos atviros rėmelio formos dariniai, sujungti jungiančiais elementais, o ant minėtų darinių ir juos jungiančių elementų, esančių nuotekų paviršiniame sluoksnyje pritvirtinti ir įveisti augalinio nuotekų valymo filtrai - induočiai vandens augalai, bei ant viso šių darinių paviršiaus papildomai suformuota biologinė plėvelė, antras rezervuaras sujungtas su tretinio augalinio valymo rezervuaru, kuriame kaip antras ir visiško nuotekų išvalymo augalinis filtras patalpinti hidatofito tipo nuotekose visai panirę ir jose laisvai plūduriuojantys vandens augalai.
2. 2. įrenginys pagal 1 punktą besiskiriantis tuo, kad minėti stangrios vandenyje netirpstančios medžiagos atviros rėmelio formos dariniai, kartu su juos jungiančiais elementais, yra panardinti antrame rezervuare sėsdintų nuotekų ir inokuliato sluoksnyje ir įtvirtinti viršutiniajame filtruojančios įkrovos sluoksnyje, kur minėto sluoksnio aukštis virš filtruojančios įkrovos yra maždaug 55-60 cm.
3. 3. Įrenginys pagal 2 punktą besiskiriantis tuo, kad stangrios vandenyje netirpstančios medžiagos atviros rėmelio formos dariniai bei juos jungiantys elementai, skirti augaliniam filtrui įveisti bei papildomai bioplėvelei formuoti, yra stikloplasto dariniai.
4. 4. Įrenginys pagal 1 punktą besiskiriantis tuo, kad antrame augalinio valymo rezervuare kaip augalinį filtrą naudoja vandens augalus Acorus calamus (balinį ajerą).
5. 5. Įrenginys pagal 1 punktą besiskiriantis tuo, kad trečiame augalinio valymo rezervuare galutiniam nuotekų išvalymui augaliniu filtru naudoja Ceratophyllum demersum (paprastoji nertis) augalus.
6. 6. Augalinio nuotekų valymo būdas, apimantis mechaninį nuotekų nusodinimą pirmame nuotekų valymo įrenginio rezervuare, nuotekų tiekimą į antrąjį augalinio valymo rezervuarą, turintį stambiagrūdę filtruojančią įkrovą, suformuotą kaip trijų sluoksnių substrato filtrą, biologinės plėvelės jame įveisimą ir formaviną besiskiriantis tuo, kad iš pirmojo rezervuaro į antrąjį nuotekas vamzdžiu paduoda į jo apatiniąją sritį, jas praleidžia kylančiai aukštyn per minėtos stambiagrūdės filtruojančios įkrovos sluoksnius, pro filtrą praleistų sėsdintų nuotekų sluoksnį papildo inokuliatu, o minėto sluoksnio aukštį virš filtruojančio substrato formuoja tokį, kad jame būtų galima panardinti stangrios vandenyje netirpstančios medžiagos atviros rėmelio formos darinius, juos sujungia jungiančiais elementais ir tvirtina substrato viršutiniajame sluoksnyje taip, kad jie būtų panirę nuotekų viršutiniajame sluoksnyje, o ant minėtų darinių ir juos jungiančių elementų, esančių nuotekų viršutiniajame sluoksnyje, tvirtina ir įveisia augalinio nuotekų valymo filtrą - induočius vandens augalus, bei ant viso šių darinių paviršiaus papildomai formuoja biologinę plėvelę, antrame rezervuare apvalytas nuotekas toliau tiekia į trečią augalinio valymo įrenginio rezervuarą, kuriame galutiniam nuotekų valymui jose įveisia ir augina visai nuotekose panyrančius ir jose laisvai plūduriuojančius hidatofito tipo augalus, kurių perteklinę biomasę pašalina.
7. 7. Būdas pagal 6 punktą, besiskiriantis tuo, kad antrame rezervuare inokuliatu biologinei plėvelei formuoti kaip hidrobakterijų, o ypač mikrodumblių šaltinį naudoja gamtinį (tvenkinio, ežero, upės) vandenį santykiu: sėsdintos nuotekos-gamtinis vanduo 100:5.
8. 8. Būdas pagal 7 punktą, besiskiriantis tuo, kad antrame nuotekų valymo rezervuare kaip augalinio filtro įveisimui naudoja vandens augalo Acorus calamus (balinio ajero) 2-3 cm storio ir 25-30 cm ilgio šakniastiebius.
9. 9. Būdas pagal 6 ir 8 ir punktus, besiskiriantis tuo, kad Acorus calamus (balinį ajerą) įveisia ir tvirtinta ant atviros rėmelių formos darinių ir juos jungiančių elementų viršutiniųjų dalių nuotekų ir inokuliato paviršiniame sluoksnyje maždaug 15 cm gylyje tvirtina prie minėtų darinių
10. 10. Būdas pagal 6 punktą besiskiriantis tuo, kad trečiame rezervuare galutiniam nuotekų valymui kaip augalinį filtrą naudoja neturintį šaknų, nuotekose visai panyrantį ir jose laisvai plūduriuojantį vandens augalą Ceratophyllum demersum (paprastąją nertį), pasižymintį didele mineralinių junginių sorbcine geba, kurį įveisia maždaug 100-120 cm gylio rezervuare santykiu: 8-10 litrų nerties biomasės 100 m³ nuotekų.