PL160576B1

PL160576B1 - Device for water cleaning in the meliorated rural regions

Info

Publication number: PL160576B1
Application number: PL27845489A
Authority: PL
Priority date: 1989-03-22
Filing date: 1989-03-22
Publication date: 1993-03-31

Abstract

A device for purifying water on rural areas subject to drainage, composed of a mechanical filter filled with a filtering bed in the form of a few layers of gravel with various grain size distribution from coarse- to fine-grained gravel with a layer of aluminium-and-sand material placed on them characterised in that, on the drainage ditches (1) draining water from the rural areas subject to drainage to receiving reservoirs, it has installed a draining filter composed of a mechanical filter (2), whose top aluminium-and-sand layer contains the sorbent of active phosphorus in the form of aluminium or iron hydroxides, and of a biofilter (3) in the form of a shallow storage reservoir overgrown with wetland vegetation, in which the remnants of the chemical substances contained in the drained water are decomposed.<IMAGE>

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do oczyszczania wód na meliorowanych obszarach wiejskich, oraz zasady jego lokalizacji na tych obszarach celem ochrony środowiska wodnego jezior i rzek przed procesem eutrofizacji.The subject of the invention is a device for water purification in drained rural areas, and the principles of its location in these areas in order to protect the aquatic environment of lakes and rivers against the eutrophication process.

Znane i stosowane rozwiązania w zakresie zabezpieczenia środowiska wodnego przed zanieczyszczeniami dotyczą wyłącznie ścieków miejskich i przemysłowych odprowadzonych do odbiorników naturalnych w postaci jezior i rzek. Wody z funkcjonujących systemów melioracyjnych na obszarach wiejskich odprowadzane są do odbiorników bez oczyszczenia. Wody te transportują przy tym szereg aktywnych biologicznie składników wywołujących eutrofizację odbiorników naturalnych. Dotyczy to głównie resztek ponawozowych w postaci aktywnych związków azotu, potasu, magnezu, wapnia i fosforu.The solutions known and applied in the field of protection of the aquatic environment against pollution apply only to municipal and industrial wastewater discharged to natural reservoirs in the form of lakes and rivers. Water from the functioning drainage systems in rural areas is discharged to the receivers without treatment. These waters transport a number of biologically active ingredients causing eutrophication of natural receivers. This applies mainly to post-fertilization residues in the form of active nitrogen, potassium, magnesium, calcium and phosphorus compounds.

Z polskiego opisu patentowego nr 117 391 znany jest filtr ze złożem ziarnistym do oczyszczania cieczy w przemyśle i gospodarce komunalnej. W zbiorniku wypełnionym złożem ziarnistym wprowadzono specjalną wkładkę w postaci segmentów montowanych między ścianą zbiornika i złożem filtru. Na wewnętrzną powierzchnię wkładki jest naniesiona warstwa ziarnistego materiału o granulacji odpowiadającej granulacji złoża tworząc jednorodną warstwę naniesioną na wkładkę i warstwy złoża filtru.Polish patent specification No. 117 391 describes a filter with a granular bed for purifying liquids in industry and municipal economy. A special insert in the form of segments mounted between the wall of the tank and the filter bed was introduced in the tank filled with the granular bed. A layer of granular material with a granulation corresponding to the granulation of the bed is applied to the inner surface of the insert, creating a uniform layer applied to the insert and the layers of the filter bed.

Z innego polskiego opisu patentowego nr 109 763 znane jest urządzenie do filtrowania wody, które posiada usytuowaną wewnątrz osadnika i rozłożoną szczelnie na płycie podłoża podstawową warstwę filtracyjną, którą stanowią prefabrykowane wielowarstwowe płyty o zróżnicowanej porowatości z umieszczoną na nich warstwą piasku. Dolna warstwa każdej prefabrykowanej płyty filtracyjnej posiada kanałki drenażowe, najlepiej równolegle usytuowane.From another Polish patent specification No. 109 763 a device for filtering water is known, which has a basic filter layer situated inside the settling tank and spread tightly on the base plate, which consists of prefabricated multilayer plates of different porosity with a layer of sand placed on them. The bottom layer of each prefabricated filter plate has drainage channels, preferably in parallel.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego urządzenia, które przestrzennie zabezpieczy wody odbiorników naturalnych jak jeziora i rzeki przed zanieczyszczeniem spowodowanym intensyfikacją produkcji rolniczej i leśnej.The aim of the invention is to develop a device that will spatially protect the waters of natural receivers, such as lakes and rivers, against pollution caused by the intensification of agricultural and forestry production.

Cel ten został osiągnięty według wynalazku przez budowę filtrów mechaniczno-biologicznych na rowach melioracyjnych, doprowadzających do odbiorników wodę z meliorowanych obszarów wiejskich.According to the invention, this aim has been achieved by the construction of mechanical-biological filters on drainage ditches supplying water from drained rural areas to receivers.

Filtr mechaniczny wypełniony złożem filtracyjnym w postaci kilku warstw żwiru o różnym uziarnieniu od gruboziarnistego do drobnoziarnistego z umieszczoną na nich warstwą materiału glinowo-piaskowego charakteryzuje się tym, że warstwa glinowo- piaskowa zawiera sorbent aktywnego fosforu w postaci wodorotlenków glinu lub żelaza. Za filtrem mechanicznym zlokalizowany jest filtr biologiczny w postaci płytkiego wodnego zbiornika retencyjnego zaroś160 576 niętego roślinnością bagienną, w którym ulegają rozkładowi resztki substancji chemicznych zawartych w wodach melioracyjnych.A mechanical filter filled with a filter bed in the form of several layers of gravel of various grain sizes, from coarse-grained to fine-grained with a layer of aluminum-sand material placed on them, is characterized by the fact that the sand-aluminum layer contains an active phosphorus sorbent in the form of aluminum or iron hydroxides. Behind the mechanical filter, there is a biological filter in the form of a shallow water retention reservoir covered with marsh vegetation, in which the remains of chemical substances contained in the drainage waters are decomposed.

Wody melioracyjne, odprowadzone do jezior i rzek, zawierają od kilkudziesięciu do kilkunastu razy więcej związków azotu, potasu i magnezu niż związków fosforu. Zabezpieczenie odbiorników wód meliorowanych przed eutrofizacją polega więc głównie na dalszym zmniejszeniu ilości aktywnego fosforu w doprowadzanych do odbiornika wodach. Pożądany efekt uzyskuje się dzięki zastosowaniu sorbentów aktywnego fosforu według wynalazku w filtrze mechanicznym.Melioration waters discharged into lakes and rivers contain from several dozen to several times more nitrogen, potassium and magnesium compounds than phosphorus compounds. Therefore, the protection of drainage water receivers against eutrophication consists mainly in further reduction of the amount of active phosphorus in the waters supplied to the receiver. The desired effect is achieved by using the active phosphorus sorbents according to the invention in a mechanical filter.

Skuteczne działanie filtru mechanicznego zależy od wielkości przepływu wód melioracyjnych. Z badań wynika, że filtr może pracować około 3-5 lat bez potrzeby prac związanych z jego renowacją, tj. bez potrzeby wymiany zawartości komory pochłaniacza w filtrze mechanicznym i potrzeby czyszczenia zbiornika retencyjnego. W okresie między renowacjami filtru stosuje się zabiegi oczyszczające górną warstwę pochłaniacza. Zabiegi te polegają na zdejmowaniu ewentualnej darni i bronowaniu wierzchniej warstwy pochłaniacza.The effective operation of a mechanical filter depends on the volume of drainage water flow. The research shows that the filter can work for about 3-5 years without the need for renovation works, i.e. without the need to replace the absorber chamber content in the mechanical filter and without the need to clean the retention tank. In the period between the renovation of the filter, treatments are applied to clean the top layer of the absorber. These treatments involve removing the possible turf and harrowing the top layer of the absorber.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia filtr mechaniczny w widoku z góry, fig.2 filtr mechaniczny w przekroju podłużnym, a fig.3 lokalizację filtru mechaniczno-biologicznego na meliorowanych obszarach wiejskich.The subject of the invention will be explained in more detail in the drawing, in which Fig. 1 shows a mechanical filter in a plan view, Fig. 2 shows a mechanical filter in a longitudinal section, and Fig. 3 shows the location of a mechanical-biological filter in drained rural areas.

Na rowie melioracyjnym 1 doprowadzającym wodę z meliorowanych obszarów wiejskich do odbiorników naturalnych jak: jeziora, rzeki zainstalowany jest filtr melioracyjny dla zlewni melioracyjnej o powierzchni 100-150 ha, który składa się z filtru mechanicznego 2 o użytkowej o^bjętoścⁱ pochłamacza V - ²⁵ m³ oraz filtru ^biolo^giczne^go ³ w postari ^pfytkie^go wo^dne^go zbiornika retencyjnego, zarośniętego roślinnością bagienną, w którym ulegają rozkładowi resztki substancji chemicznych zawartych w wodach melioracyjnych. Zbiornik 3 ma głębokość okołoAt the drainage ditch 1 in the water supply of meliorowanych rural receivers natural as lakes, rivers filter is installed for the drainage basin of the drainage area of 100-150 ha, which consists of a mechanical filter 2 with use of ^b jętośc ^and pochłamacza V - ²⁵ m ³ and filter ^depth olo ^g handwriting ^g of ³ postari ^p fytkie ^g of beef ^d ne ^g of the reservoir, the overgrown vegetation bog in which decompose residues of chemical substances contained in the drainage water. The reservoir 3 has a depth of approx

I m, powierzchni w granicach 0,15-0,25% powierzchni zlewni i objętości wody V - 2500 m3 Filtr mechaniczny 2 ma komorę przelewową 4 w postaci koryta zakończonego zastawką 5 umieszczoną w prowadnicach 6 oraz komorę pochłaniacza 7 zakończoną metalową kratownicą 8 umieszczoną przy poziomie dna filtru, na osi rowu 1 odprowadzającego wodę. Sposób zamocowania zastawki 5 w prowadnicach 6 pozwala na poziome jej ustawienie po zamontowaniu filtru w terenie.I m, the area within 0.15-0.25% of the catchment area and the water volume V - 2500 m3 Mechanical filter 2 has an overflow chamber 4 in the form of a trough ending with a valve 5 placed in guides 6 and an absorber chamber 7 ending with a metal grid 8 located at level of the filter bottom, on the axis of the drainage ditch 1. The method of mounting the valve 5 in the guides 6 allows its horizontal positioning after the filter has been installed in the field.

Komora pochłaniacza 7 wypełniona jest do poziomu zastawki 5 trzema warstwami 9,10, 11, przy czym warstwę 9 stanowi żwir gruboziarnisty, warstwę 10 żwir drobnoziarnisty i warstwęThe absorber chamber 7 is filled to the level of the valve 5 with three layers 9, 10, 11, where the layer 9 is coarse-grained gravel, the layer 10 is fine-grained gravel and the layer

II materiał glinowo-piaskowy z sorbentem aktywnego fosforu w postaci czerwonej gliny zwałowej. Zakończeniem konstrukcji filtru mechanicznego 2 jest płyta betonowa 12 umacniająca dno rowu odprowadzającego przefiltrowaną wodę.II clay-sand material with active phosphorus sorbent in the form of red tuck clay. The construction of the mechanical filter 2 is completed with a concrete slab 12 strengthening the bottom of the filtered water drainage ditch.

Woda z filtru mechanicznego 2 przepływa następnie przez filtr biologiczny 3, po przepłynięciu którego oczyszczona woda może być odprowadzona do odbiorników takich jak: jeziora lub rzeki. Dodatkowym zabezpieczeniem odbiornika wód meliorowanych przed zjawiskiem przenawożenia resztkami nawozów wykorzystywanych do produkcji rolnej jest obudowa biologiczna odbiornika 13.The water from the mechanical filter 2 then flows through the biological filter 3, after which the purified water can be discharged to receivers such as: lakes or rivers. An additional protection of the drainage water receiver against the phenomenon of over-fertilization with the remains of fertilizers used for agricultural production is the biological housing of the receiver 13.

160 576160 576

fig 2fig 2

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 złDepartment of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price: PLN 10,000

Claims

Patent claim

A device for purifying water in drained areas, having a mechanical filter filled with a filter bed in the form of several layers of gravel of various grain sizes, from coarse to fine-grained, with a layer of clay-sand material placed on them, characterized by the fact that it has water on drainage grooves (1) supplying the receivers from drained rural areas, a drainage filter consisting of a mechanical filter (2), the upper aluminum-sand layer of which contains active phosphorus sorbent in the form of aluminum or iron hydroxides and a biological filter (3) in the form of a shallow water retention reservoir overgrown with marsh vegetation, in which residues of chemicals contained in drainage waters decompose.