RU2061663C1 - Способ биологической очистки сточных вод - Google Patents

Способ биологической очистки сточных вод Download PDF

Info

Publication number
RU2061663C1
RU2061663C1 RU93040890A RU93040890A RU2061663C1 RU 2061663 C1 RU2061663 C1 RU 2061663C1 RU 93040890 A RU93040890 A RU 93040890A RU 93040890 A RU93040890 A RU 93040890A RU 2061663 C1 RU2061663 C1 RU 2061663C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
plants
sewage
treatment
plant
Prior art date
Application number
RU93040890A
Other languages
English (en)
Other versions
RU93040890A (ru
Inventor
И.А. Золотухин
Е.А. Балахонова
Original Assignee
Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности filed Critical Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности
Priority to RU93040890A priority Critical patent/RU2061663C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2061663C1 publication Critical patent/RU2061663C1/ru
Publication of RU93040890A publication Critical patent/RU93040890A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Abstract

Использование: для очистки бытовых и промышленных сточных вод, а также стоков животноводческих комплексов. Сущность применения: эффективность очистки достигается путем контакта очищаемых сточных вод с корневой системой одного из видов сухопутных растений, способных развивать большую адсорбирующую поверхность, например, тополя черного, зебрины висячей, гибискуса китайского, причем в зависимости от вида растений количество сырой массы корней составляет 3,3-18 кг/м3 обрабатываемой воды. 2 табл.

Description

Изобретение относится к способам очистки сточных вод с помощью высших растений и может быть использовано для очистки промышленных и бытовых сточных вод, а также стоков животноводческих комплексов.
Известен способ биологической очистки сточных вод путем биоокисления органических загрязнений гетеротрофными микроорганизмами активного ила в аэротенках или биофильтрах с последующей доочисткой во вторичных отстойниках.(а.с.NN 1301790,1444305,кл.C 02 F 3/32).
Недостатками этого способа являются неполное осаждение в отстойнике активного ила и вынос части активного ила с очищенной водой, а также вынос части минерализованного азота и фосфора, переведенных микроорганизмами из нерастворимой органической в растворимую минеральную форму. Кроме того, указанный биологический способ не может быть применен, для очистки сточных вод с низким содержанием органических веществ и сточных вод не содержащих органических загрязнений таких, например, как сточные воды горно-добывающих предприятий и предприятий по производству стройматериалов.
Указанные недостатки устраняются применением биологических способов, использующих в качестве очищающих систем сооружения с высшими растениями в виде ботанических площадок, канав, каналов, водотоков, отстойников и других различных резервуаров, засаженных высшими водными растениями. Высшие водные растения для своего развития не нуждаются в готовых органических соединениях, а синтезируют их из минеральных веществ, поглощаемых из окружающей среды. Адсорбция и поглощение загрязнения высшими растениями осуществляется за счет развивающейся большой адсорбирующей поверхности, большая часть которой приходится на корневые системы. Поэтому наилучшим эффектом очистки обладают очистные сооружения с высшими растениями, корневые системы которых размещаются свободно висящими в толще обрабатываемой воды. Изобретениями, использующими такое решение, являются заявки Японии 62-2787, 62-28719, 62-28720; ЕПВ 0243678; ГДР 277905; РСТ (WО) 90/11255; а.с. СССР 1346588.
В перечисленных изобретениях, как правило, используются различные виды водно-болотных растений таких, например, как тростник обыкновенный Phragmites australis L камыш озерный Scirpus Lacustris L и др.
Недостатком применения указанных видов растений является сезонность развития и наличие длительного периода зимнего покоя, при котором полностью отмирают зеленые части, а также значительная часть корневой системы. Это приводит к тому, что значительно падает эффективность очистки сточных вод в холодные периоды года.
Недостаток сезонности работы очистных сооружений устраняется в способе по а.с. СССР 1719320, кл. СО 2 F 3/32, являющимся наиболее близким по решению к заявляемому способу и принятый качестве прототипа.
По прототипу сооружение для очистки воды представляет собой канал, размещенный в здании оранжерейного типа со стенами и крышей из светопроницаемых материалов. Размещение канала в здании позволяет обеспечить относительно равномерный температурный режим вегетации растений в течение всего года. Канал, по которому протекает очищаемая сточная вода, содержит в верхней части сетки из инертного материала, погруженные в воду, на которые высаживается тропическое многолетнее вечнозеленое болотное растение циперус очереднолистный Cyperus alternifollus Z Корни циперуса прорастают сквозь ячейки сетки и заполняют водный объем канала. Корни своей поверхностью активно поглощают необходимые растению, растворенные в воде, компоненты, а также способствуют формированию на высокоразвитой поверхности микробиологического сообщества, которое за счет своей биохимической активности обеспечивает дополнительное поглощение и разложение загрязняющих воду компонентов, выполняя таким образом функцию активного ила.
Основным недостатком этого способа, также как и других способов с использованием болотных растений, является то, что все виды растений, экологически адаптированные к условиям развития корневых систем в воде или при постоянно высокой влажности в области ризосферы (гидрофиты) не обладают способностью развивать относительно большую корневую поверхность, величина которой, в первую очередь, и определяет эффективность поглощения загрязнений.
Задача изобретения повышение эффективности процесса очистки сточных вод. Доставленная задача решается путем контакта в проточных условиях очищаемых сточных вод с корневой системой одного из нижеперечисленных видов сухопутных растений (мезофитов): тополь черный Populus nigral, зебрина висячая Zebrina pendula Schil, гибискус китайский Hibiscus zosa sinensis L, махорка Nicotiana rustica L., руэлия прекрасная Ruellia formosa Andr.,фикус вишнелистный Ficus cerasufillum L., гинура золотая Gynura aurantica(Bl.)DC., пейреския комочная Peireskia aculeata Mill, причем в зависимости от вида растения количество сырой массы корней составляет 3,3-18 кг/м3 обрабатываемой воды.
Способностью развивать относительно большую адсорбирующую поверхность обладают многие сухопутные растения, произрастающие на почвах с умеренной влажностью. Недостаточно высокая обеспеченность растений водой является стимулирующим фактором, благодаря которому в течение длительной эволюции выработалась способность максимально развивать корневые системы, создавая большую поглощающую поверхность. Использование более развитых корневых систем мезофитов способствует устранению недостатка, которым обладают гидрофиты, и обеспечивает более высокий эффект очистки воды. Предлагаемые для использования виды были установлены путем проведения специальных экспериментов по выращиванию сухопутных растений (мезофитов) методом водной культуры. В результате проведенных исследований были выявлены виды мезофитов, способные развивать в водной среде корневые системы, которые по адсорбирующей способности не уступали или превосходили корневые системы используемого в прототипе циперуса очереднолистного, выращенного в этих же условиях. Такими свойствами обладали следующие виды тополь черный
Figure 00000001

Способ осуществляют следующим образом. Сточные воды, загрязненные органикой и прошедшие биологическую очистку в аэротенках и вторичных отстойниках, или минерализованные сточные воды, например, шахтные или карьерные воды с предварительным отстаиванием, или без него подаются в резервуар, объем которого определяется из расчета пребывания в нем очищаемой воды 2-4 часа. Резервуар располагается в здании оранжерейного типа с прозрачными стенами и крышей, что обеспечивает хорошую освещенность. При недостаточной освещенности дополнительно используется искусственное освещение. Температурный режим поддерживается в зависимости от сезона года и выбранного вида растения в пределах 15-3ОoС. На уровне поверхности воды в резервуаре устанавливаются пластмассовые решетки, на которые высаживаются черенки, отводки или проростки одного из перечисленных выше видов растений. В резервуаре поддерживается постоянный ток воды со скоростью, обеспечивающей заданное время очистки. В течение наращивания массы корневых систем периодически через установленные промежутки времени, например, 1 раз в месяц контролируется эффект очистки воды по одному из основных показателей, например, по БПК или концентрации взвешенных веществ. По мере нарастания массы и увеличения поверхности корневых систем в течение нескольких месяцев наблюдается увеличение эффекта очистки с постепенным достижением максимальной в данных условиях величины. После достижения максимального устойчивого эффекта при последующей длительной эксплуатации постоянно нарастающая зеленая масса надводных частей растений периодически удаляется в количестве, соответствующем приросту и утилизируется предварительно установленным способом в зависимости от вида выбранного растения и свойств образующейся биомассы.
Возможны следующие пути утилизации: использование в качестве корма для скота, птицы, в рыбоводном хозяйстве; использование в качестве зеленого удобрения или удобрения после предварительного компостирования, использование в качестве биотоплива при сбраживании с утилизацией тепла для собственных нужд очистных сооружений, использование после сушки в качестве обычного горючего материала. Возможны и другие более сложные пути утилизации, такие как выработка биологически активных веществ, использование в качестве промышленного сырья и т.д.
Пример 1. На экспериментальной установке в лабораторных условиях очищали имитат карьерной воды, полученный размешиванием мелкодисперсных глинистых частиц в водопроводной воде. Экспериментальная установка представляла собой набор стеклянных емкостей вместимостью 1,5 дм3 каждая. Каждая емкость была оборудована аэролифтной системой, обеспечивающей постоянную аэрацию и циркуляцию воды. В каждую емкость высаживали черенок или полученный из семени проросток одного из подготовленных к исследованию видов растений, в том числе и вид циперус очереднолистный, используемый в прототипе. Перечень видов представлен в табл.1.
Растения культивировали на водопроводной воде в течение -ми месяцев с целью получения развитых корневых систем при замене воды 1 раз в неделю. Дополнительно к естественному комнатному освещению использовалось освещение люминисцентными лампами дневного света 16 ч/сутки. Максимальная освещенность на уровне верхнего края емкостей находилась в пределах 2-3 тыс.лк. Первые три месяца вегетации в воду добавляли азотные, фосфорные и калийные удобрения в количествах, рекомендуемых при выращивании растений методом водных культур. Температура воздуха и воды в течение периода наращивания корневой массы Находилась в пределах 15-30oС.
После истечения указанного срока вегетации Были проведены эксперименты по оценке поглощающей способности развившихся корневых систем. Поглощающую способность оценивали по степени снижения концентрации глинистых частиц.
Эксперимент проводили следующим образом.
В каждом сосуде устанавливается строго одинаковый расход воздуха 100 см3/мин, обеспечивающий среднюю скорость движения воды 10 м/с. Воду из сосудов сливали и в каждый сосуд заливали глинистую суспензию с исходным содержанием взвешенных веществ 500 мг/дм3. Через 30, 60, 90 и 120 мин после заливки из каждого сосуда отбирали пробу воды и измеряли концентрацию твердой фазы фотоэлектрическим методом с помощью фотоколориметра КФК-2 по предварительно построенным градуировочным кривым. Был также проведен контрольный эксперимент по осветлению глинистой суспензии методом отстаивания в покое в емкости без корневых систем. Результаты, представленные в табл.1, показывают, что независимо от продолжительности обработки воды в течение 30, 60, 90 и 120 мин эффект удаления взвешенных веществ корневыми системами заявляемых видов растений в подавляющем большинстве случаев превосходит эффект циперуса очереднолистного, взятого за прототип.
После проведения экспериментов корневая система каждого растения была отмыта от осадка и методом Сабинина-Колосова изморен объем корней. Результаты представлены в табл.1. Принимая плотность тканей корня приблизительно 1 г/см3, можно заключить, что масса корней во время опытов находилась в пределах от 5 до 27 г на сосуд или 3,3-16 г/дм3 обрабатываемой воды.
Пример 2. После наращивания массы корневых систем по методике, изложенной в примере 1, в емкостях производили очистку воды от микроэлементов следующим образом.
В каждую емкость с корневой системой заливали водопроводную воду искусственно загрязненную микроэлементами, перечень которых представлен в табл. 2. Микроэлементы вводили в воду в виде растворимых солей из расчета концентрации каждого элемента 1 мг/дм3 с последующим аналитическим определением фактической концентрации каждого элемента. Залитая вода принудительно циркулировала через корневые системы за счет работы аэролифтных аэраторов. Через 4 часа работы в режиме постоянной циркуляции из каждой емкости отбирали пробу воды и определяли остаточную концентрацию микроэлементов. Концентрацию микроэлементов в исходной и очищенной воде определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. По результатам измерений рассчитывали эффект удаления каждого элемента.
Из результатов, представленных в табл. 2, следует, что эффективность удаления каждого из 4-х исследованных микроэлементов с помощью корневых систем заявляемых видов растений превышает эффективность их удаления в присутствии корневой системы прототипа. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3

Claims (1)

  1. Способ биологической очистки сточных вод, включающий их контакт с корневой системой высших растений в проточных условиях, отличающийся тем, что в качестве высших растений используют сухопутные растения одного из перечисленных видов: тополь черный Populus nigra L. зебрина висячая Zebrina pendula Schizl, рибискус китайский Hibiscus rosa sinensis L. махорка Nicotiana rustika L, руэлия прекрасная Ruellia formosa Andr. фикус вишнелистный Ficus cerasufillum L. гинура золотая Gynura aurantica (BL). DC. пейреския комочая Peireskia aculeata Mill. в количестве 3,3 18 кг/м3 сырой массы корней в зависимости от вида растений.
RU93040890A 1993-08-10 1993-08-10 Способ биологической очистки сточных вод RU2061663C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93040890A RU2061663C1 (ru) 1993-08-10 1993-08-10 Способ биологической очистки сточных вод

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93040890A RU2061663C1 (ru) 1993-08-10 1993-08-10 Способ биологической очистки сточных вод

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2061663C1 true RU2061663C1 (ru) 1996-06-10
RU93040890A RU93040890A (ru) 1997-01-20

Family

ID=20146475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93040890A RU2061663C1 (ru) 1993-08-10 1993-08-10 Способ биологической очистки сточных вод

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2061663C1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2111178C1 (ru) * 1997-01-10 1998-05-20 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности Способ биологической очистки сточных вод
RU2133711C1 (ru) * 1996-12-03 1999-07-27 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности Способ биологической очистки олиготорфных сточных вод
RU2193532C1 (ru) * 2002-01-14 2002-11-27 Лялин Сергей Владимирович Способ выращивания эйхорнии при гидроботанической очистке загрязненных вод
CN107720972A (zh) * 2017-11-21 2018-02-23 中南林业科技大学 一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统
RU2683522C1 (ru) * 2018-06-06 2019-03-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Способ биологической очистки сточных вод

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2133711C1 (ru) * 1996-12-03 1999-07-27 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности Способ биологической очистки олиготорфных сточных вод
RU2111178C1 (ru) * 1997-01-10 1998-05-20 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности Способ биологической очистки сточных вод
RU2193532C1 (ru) * 2002-01-14 2002-11-27 Лялин Сергей Владимирович Способ выращивания эйхорнии при гидроботанической очистке загрязненных вод
CN107720972A (zh) * 2017-11-21 2018-02-23 中南林业科技大学 一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统
RU2683522C1 (ru) * 2018-06-06 2019-03-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Способ биологической очистки сточных вод

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lu et al. Removal of water nutrients by different aquatic plant species: An alternative way to remediate polluted rural rivers
Craggs et al. A controlled stream mesocosm for tertiary treatment of sewage
US5389257A (en) Method for treating water
US5863433A (en) Reciprocating subsurface-flow constructed wetlands for improving wastewater treatment
Thut Utilization of artificial marshes for treatment of pulp mill effluents
Mandi et al. Application of constructed wetlands for domestic wastewater treatment in an arid climate
Ellis et al. Stabilization ponds: design and operation
Lin et al. Removal of solids and oxygen demand from aquaculture wastewater with a constructed wetland system in the start‐up phase
Bouali et al. Pilot study of constructed wetlands for tertiary wastewater treatment using duckweed and immobilized microalgae
CN104944711B (zh) 基于水生态系统的水处理方法及其装置
Monnet et al. Treatment of domestic wastewater using the nutrient film technique (NFT) to produce horticultural roses
Magar et al. Waste water treatment using water hyacinth
RU2061663C1 (ru) Способ биологической очистки сточных вод
Bawiec et al. Seasonal changes in the reduction of biogenic compounds in wastewater treatment plants based on hydroponic technology
CN111252995A (zh) 一种污水脱氮除磷方法
RU2219138C1 (ru) Способ очистки сточных вод с использованием элементов естественной экологической системы
RU2120418C1 (ru) Способ очистки сточных вод
KR100306539B1 (ko) 토양 유효 미생물군을 이용한 오폐수 처리장치
Kettab et al. Urban wastewater treatment plants
CN207435252U (zh) 自然接触氧化塘
ES2251286B1 (es) Depuracion de aguas continentales mediante cultivos de macroalgas verdes filamentosas que absorban y reciclen nutrientes y/o fijen metales pesados generando biomasa vegetal.
CN116750900B (zh) 一种火电厂废水生态处理系统
RU2359924C1 (ru) Способ обезвреживания сточных вод и устройство для его осуществления
RU2700474C1 (ru) Способ гидроботанической очистки водных сред, загрязненных мышьяксодержащими соединениями
Khan et al. Sewage/Wastewater Treatment Technologies with Special Reference to Oxidation Pond: A Tool For Waste Water Treatment