RU2467958C1 - Method of cleaning surface run-off from heavy metal ions and biogenic substances - Google Patents

Method of cleaning surface run-off from heavy metal ions and biogenic substances Download PDF

Info

Publication number
RU2467958C1
RU2467958C1 RU2011124998/10A RU2011124998A RU2467958C1 RU 2467958 C1 RU2467958 C1 RU 2467958C1 RU 2011124998/10 A RU2011124998/10 A RU 2011124998/10A RU 2011124998 A RU2011124998 A RU 2011124998A RU 2467958 C1 RU2467958 C1 RU 2467958C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
metal ions
heavy metal
cleaning
botanical
Prior art date
Application number
RU2011124998/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Асонов
Алевтина Сергеевна Харлова
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС)
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 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС)
Priority to RU2011124998/10A priority Critical patent/RU2467958C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2467958C1 publication Critical patent/RU2467958C1/en

Links

Landscapes

  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to biochemistry. A method of cleaning surface run-off from heavy metal ions and biogenic substances is provided. Surface run-off is fed to a botanic platform with a non-filtering bottom and a filter charge from natural ion-exchange rocks - clinoptilolite, gaize. The surface run-off is cleaned using the latter from heavy metal ions and biogenic substances. The filter charge is regenerated with 0.1% ammonium sulphate solution for 30-60 calendar days. At the beginning of the vegetation period, water hyacinth plants are growth at the same time as the addition of ammonium sulphate solution to the water surface. After cleaning, the water hyacinth plants are collected from the water surface and taken to the dumping ground.
EFFECT: invention accelerates the process of regenerating filter charge of a botanic platform, cutting it from 3-4 vegetation periods to one.

Description

Изобретение относится к биологической обработке воды промышленных или бытовых сточных вод, а именно, с использованием растений, например водорослей.The invention relates to the biological treatment of water of industrial or domestic wastewater, namely, using plants, for example algae.

Известен способ (А.Н.Попов. Прогноз и регулирование качества поверхностных вод на примере Урала: Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. Екатеринбург.1995 г.; В.В.Бондаренко. Охрана водных объектов от загрязнения сточными водами и рассредоточенным стоком с помощью биоинженерных систем: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Екатеринбург. 2000 г.), включающий очистку ливневого стока на ботанических площадках с помощью высшей водной растительности. Недостатком указанного способа является достаточно большой срок очистки поверхностных стоков на ботанических площадках (до 10 суток).A known method (A.N. Popov. Forecast and regulation of surface water quality on the example of the Urals: Abstract for the degree of Doctor of Technical Sciences. Yekaterinburg. 1995; V.V. Bondarenko. Protection of water bodies from pollution by sewage and dispersed runoff using bioengineering systems: Abstract of a dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences (Yekaterinburg, 2000), including the treatment of rainfall runoff at botanical sites using higher aquatic vegetation. The disadvantage of this method is the relatively long term for cleaning surface effluents at botanical sites (up to 10 days).

Известен также способ (SU №1074836, МПК C02F 3/32. Система биологической очистки воды в каналах хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения. Опубл. 23.02.1984. Бюл. №7), заключающийся в пропуске сточных вод через площадку или канал с высаженной в грунт высшей водной растительностью, которая способствует выделению из воды взвешенных веществ, нефтепродуктов и частично тяжелых металлов. При этом вода проходит по ботанической площадке в горизонтальном направлении, фильтруясь через густую заросль высшей водной растительности: тростник, камыш, рогоз. Недостатком способа является его низкая эффективность во вневегетационный период, то есть практически весь весенний и осенний периоды.There is also known a method (SU No. 1074836, IPC C02F 3/32. The system of biological treatment of water in the canals of drinking water and technical water supply. Publ. 02.23.1984. Bull. No. 7), which consists in passing wastewater through a site or channel with a planted into the ground by higher aquatic vegetation, which contributes to the release of suspended solids, oil products and partially heavy metals from water. At the same time, water passes along the botanical site in the horizontal direction, being filtered through a dense thicket of higher aquatic vegetation: reeds, reeds, cattail. The disadvantage of this method is its low efficiency in the non-growing season, that is, almost the entire spring and autumn periods.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ (RU №2149836, МПК C02F 3/32. Фитофильтр для очистки сточных вод. Опубл 21.10.1998. Бюл. №15) очистки ливневых (поверхностных) сточных вод на ботанических площадках, в которых в качестве твердого субстрата используются природные ионообменные материалы - клиноптилолит или опока, в которые высаживается высшая водная растительность. В отличие от обычных конструкций ботанических площадок, в которых очищаемая вода фильтруется через заросли высшей водной растительности, двигаясь в горизонтальном направлении, в фитофильтре вода фильтруется через высшую водную растительность и ионообменный материал в вертикальном направлении, что позволяет значительно сократить время очистки поверхностных стоков, а за счет использования сорбционных свойств твердого субстрата осуществлять качественную очистку от биогенных загрязнений и ионов тяжелых металлов даже во вневегетационный период. Недостатком данного способа является относительно медленная (3-4 вегетационных периода) биорегенерация природных ионообменных материалов, исчерпавших сорбционную способность, корневой системой высшей водной растительности. На этот период ботаническая площадка должна быть исключена из рабочего режима.The closest in technical essence to the proposed method is the method (RU No. 2149836, IPC C02F 3/32. Phytofilter for wastewater treatment. Publ. 10.21.1998. Bull. No. 15) for treatment of storm (surface) wastewater at botanical sites in which as a solid substrate, natural ion-exchange materials are used - clinoptilolite or flask, in which higher aquatic vegetation is planted. In contrast to the usual designs of botanical sites in which the water to be purified is filtered through thickets of higher aquatic vegetation, moving in the horizontal direction, in the phytofilter, the water is filtered through higher aquatic vegetation and ion-exchange material in the vertical direction, which can significantly reduce the time of treatment of surface runoff, and through the use of the sorption properties of the solid substrate to carry out high-quality purification from nutrient pollution and heavy metal ions even in non-vegetation ny period. The disadvantage of this method is the relatively slow (3-4 growing periods) bioregeneration of natural ion-exchange materials that have exhausted sorption ability, by the root system of higher aquatic vegetation. For this period, the botanical site should be excluded from the working regime.

Цель изобретения - интенсификация биорегенерации природных ионообменных материалов фильтрующей загрузки.The purpose of the invention is the intensification of bioregeneration of natural ion-exchange materials of the filter charge.

Указанная цель достигается тем, что поглощенные фильтрующей загрузкой ионы тяжелых металлов и биогенные вещества десорбируются сульфатом аммония и поглощаются высшей водной растительностью.This goal is achieved in that the heavy metal ions and nutrients absorbed by the filter load are desorbed by ammonium sulfate and absorbed by higher aquatic plants.

Сущность изобретения заключается в том, что регенерацию фильтрующей загрузки из природных ионообменных пород - клиноптилолит, опока осуществляют 0,1% раствором сульфата аммония в течение 30-60 календарных дней, причем в начале вегетационного периода одновременно с введением раствора сульфата аммония на водную поверхность ботанической площадки высаживают растения эйхорнии, которые после очистки собирают с водной поверхности и отправляют на свалку.The essence of the invention lies in the fact that the regeneration of the filter charge from natural ion-exchange rocks - clinoptilolite, flask is carried out with a 0.1% solution of ammonium sulfate for 30-60 calendar days, and at the beginning of the growing season, simultaneously with the introduction of a solution of ammonium sulfate on the water surface of the botanical site Eichornia plants are planted, which, after cleaning, are collected from the water surface and sent to a landfill.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.

Предварительно осветленные поверхностные (талые и дождевые) стоки поступают на ботаническую площадку с нефильтрующим днищем, заполненную фильтрующей загрузкой из природных ионоообменных пород - клиноптилолит, опока, пропускаются через фильтрующую загрузку сверху вниз и очищенные от тяжелых металлов и биогенных веществ через дренажную систему отводятся в водный объект (водохранилища, реки). По исчерпании сорбционных и ионообменных свойств фильтрующей загрузки в тело последней вводят 0,1%-ный раствор сульфата аммония, с помощью которого сорбированные из поверхностного стока загрязнения десорбируются из фильтрующей загрузки в воду, заменяя ионы тяжелых металллов и биогенные вещества ионами

Figure 00000001
и восстанавливают тем самым ионообменные свойства фильтрующей загрузки. Одновременно в вегетационный период на водную поверхность данной ботанической площадки высаживают высшую водную растительность (эйхорния - водный гиацинт), которая благодаря биологическим особенностям поглощает из воды ионы тяжелых металлов и биогенные вещества, растения собираются с водной поверхности и вывозятся на свалку.Preliminarily clarified surface (thawed and rain) runoff enters the botanical site with a non-filtering bottom, filled with filter media from natural ion-exchange rocks - clinoptilolite, flask, are passed through the filter media from top to bottom and cleaned of heavy metals and nutrients through a drainage system and discharged into a water body (reservoirs, rivers). After the sorption and ion-exchange properties of the filter charge are exhausted, a 0.1% solution of ammonium sulfate is introduced into the body of the latter, with the help of which the contaminants adsorbed from the surface runoff are desorbed from the filter load into water, replacing heavy metal ions and nutrients with ions
Figure 00000001
and thereby restore the ion exchange properties of the filter media. At the same time, during the growing season, higher aquatic vegetation (eichornia - water hyacinth) is planted on the water surface of this botanical site, which, due to biological features, absorbs heavy metal ions and nutrients from the water, plants are collected from the water surface and transported to a landfill.

Пример выполнения способа. Поверхностные (талые и дождевые) стоки, пройдя сооружения механической очистки для выделения взвешенных веществ, поступают на ботаническую площадку с нефильтрующим днищем, заполненную на 0,5 м по высоте фильтрующей загрузкой из природных ионообменных пород - клиноптилолит, опока - крупностью зерен 1-3 мм, оборудованную дренажной системой для приема и отвода с площадки фильтрата. Кроме того, в процессе фильтрации сверху вниз через ионообменные породы со скоростью 0,3 м/ч стоки очищаются от ионов тяжелых металлов и биогенных веществ. Очищенные поверхностные стоки через дренажную систему отводятся в природный водный объект (водохранилища, реки). По исчерпании сорбционных и ионообменных свойств природных ионообменных пород ботаническая площадка выводится из рабочего режима, а стоки направляются на резервную ботаническую площадку. С наступлением вегетационного периода через дренажную систему в тело фильтрующей загрузки регенерируемой ботанической площадки вводится 0,1%-ный раствор сульфата аммония, с помощью которого в течение 30-60 календарных дней обеспечивается десорбция в воду ионов тяжелых металлов с фильтрующей загрузки, заменяя последние ионами аммония

Figure 00000002
и восстанавливая тем самым ионообменные свойства фильтрующей загрузки. При этом слой воды над фильтрующей загрузкой насыщается тяжелыми металлами (медь, железо, никель, цинк и др.). Для очистки его от ионов тяжелых металлов и биогенных веществ одновременно с введением раствора сульфата аммония на водную поверхность ботанической площадки высаживается высшая водная растительность в виде эйхорнии - водного гиацинта, которая благодаря своим биологическим особенностям - быстрое размножение, хорошо развитая корневая система, быстрое накопление биомассы и высокая способность концентрирования в биомассе тяжелых металлов - в течение вегетационного периода полностью поглощает ионы тяжелых металлов, а биогенные вещества используют для прироста биомассы. После очистки воды растения собирают с поверхности воды и вывозят на свалку твердых бытовых отходов. Регенерированная ботаническая площадка вводится в рабочий режим с началом таяния снега.An example of the method. Surface (thawed and rain) effluents, having passed the mechanical treatment facilities to isolate suspended solids, enter a botanical site with a non-filtering bottom, filled to the height of 0.5 m with filter media from natural ion-exchange rocks - clinoptilolite, flask - with a grain size of 1-3 mm equipped with a drainage system for receiving and removing from the filtrate site. In addition, in the process of filtering from top to bottom through ion-exchange rocks at a speed of 0.3 m / h, the effluents are cleaned of heavy metal ions and nutrients. Purified surface runoff through a drainage system is diverted to a natural water body (reservoirs, rivers). After exhaustion of the sorption and ion-exchange properties of natural ion-exchange rocks, the botanical site is removed from the operating mode, and effluents are directed to the reserve botanical site. With the onset of the growing season, a 0.1% solution of ammonium sulfate is introduced into the body of the filter charge of the regenerated botanical site through the drainage system, with the help of which, during 30-60 calendar days, the desorption of heavy metal ions from the filter charge is provided, replacing the latter with ammonium ions
Figure 00000002
and thereby restoring the ion exchange properties of the filter charge. In this case, the water layer above the filter load is saturated with heavy metals (copper, iron, nickel, zinc, etc.). To clean it of heavy metal ions and nutrients, simultaneously with the introduction of a solution of ammonium sulfate on the water surface of the botanical site, higher aquatic vegetation is planted in the form of eichornia - water hyacinth, which due to its biological characteristics - rapid reproduction, well-developed root system, rapid accumulation of biomass and high ability to concentrate heavy metals in the biomass - during the growing season it completely absorbs heavy metal ions, and biogenic substances used for biomass growth. After water treatment, plants are collected from the surface of the water and taken to a landfill for municipal solid waste. The regenerated botanical site is put into operation with the beginning of snow melting.

Таким образом, применение для регенерации фильтрующей загрузки 0,1%-ного раствора сульфата аммония в сочетании с использованием высшей водной растительности - эйхорнии (водного гиацинта) позволяет ускорить процесс регенерации фильтрующей загрузки ботанической площадки, снизив ее с 3-4 вегетационных периодов до одного.Thus, the use of a 0.1% solution of ammonium sulfate for the regeneration of the filter load in combination with the use of higher aquatic vegetation - eichornia (water hyacinth) allows you to accelerate the regeneration of the filter load of the botanical site, reducing it from 3-4 growing periods to one.

Claims (1)

Способ очистки поверхностного стока от ионов тяжелых металлов и биогенных веществ, включающий подачу поверхностного стока на ботаническую площадку с нефильтрующим днищем и с фильтрующей загрузкой из природных ионообменных пород - клиноптилолит, опока, очистку поверхностного стока с помощью последних от ионов тяжелых металлов и биогенных веществ, регенерацию фильтрующей загрузки с помощью биологического сорбента - высшей водной растительности, отличающийся тем, что регенерацию фильтрующей загрузки из природных ионообменных пород - клиноптилолит, опока, осуществляют 0,1%-ным раствором сульфата аммония в течение 30-60 календарных дней, причем в начале вегетационного периода одновременно с введением раствора сульфата аммония на водную поверхность ботанической площадки высаживают растения эйхорнии, которые после очистки собирают с водной поверхности и отправляют на свалку. A method for cleaning surface runoff from heavy metal ions and nutrients, including supplying surface runoff to a botanical site with a non-filtering bottom and with filter loading from natural ion-exchange rocks - clinoptilolite, flask, cleaning the surface runoff from the ions of heavy metals and nutrients, regeneration filter load using a biological sorbent - higher aquatic vegetation, characterized in that the regeneration of the filter load from natural ion-exchange rocks - cl inoptilolite, flask, is carried out with a 0.1% solution of ammonium sulfate for 30-60 calendar days, and at the beginning of the growing season, simultaneously with the introduction of a solution of ammonium sulfate, eichornia plants are planted on the water surface of the botanical site, which are collected from the water surface after cleaning and sent to landfill.
RU2011124998/10A 2011-06-17 2011-06-17 Method of cleaning surface run-off from heavy metal ions and biogenic substances RU2467958C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011124998/10A RU2467958C1 (en) 2011-06-17 2011-06-17 Method of cleaning surface run-off from heavy metal ions and biogenic substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011124998/10A RU2467958C1 (en) 2011-06-17 2011-06-17 Method of cleaning surface run-off from heavy metal ions and biogenic substances

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2467958C1 true RU2467958C1 (en) 2012-11-27

Family

ID=49254842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011124998/10A RU2467958C1 (en) 2011-06-17 2011-06-17 Method of cleaning surface run-off from heavy metal ions and biogenic substances

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2467958C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2759966C1 (en) * 2020-10-26 2021-11-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Method for purification of the drainage water of a rice irrigation system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2050971C1 (en) * 1993-07-29 1995-12-27 Институт геохимии и аналитической химии РАН Organic/mineral ion exchanger for water cleaning and disinfection and method for making the same
UA8658A1 (en) * 1989-05-23 1996-09-30 Інститут Грунтознавства Та Агрохімії Ім. О.H. Соколовського Уааh System to clean superficial runoff
RU2125972C1 (en) * 1994-07-27 1999-02-10 Уральский научно-исследовательский институт региональных экологических проблем (УралНИИ "Экология") Method of treating sewage waters to remove ions of heavy metals
RU2149836C1 (en) * 1998-10-21 2000-05-27 Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов Phytofilter for sewage treatment
RU2203856C2 (en) * 2001-04-25 2003-05-10 АООТ "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" Method of solid-phase desorption of uranium
RU2256497C1 (en) * 2004-04-30 2005-07-20 Дегтярев Владислав Васильевич Sorbent and sorption-desorption method for recovering uranium and actinide compounds using this method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA8658A1 (en) * 1989-05-23 1996-09-30 Інститут Грунтознавства Та Агрохімії Ім. О.H. Соколовського Уааh System to clean superficial runoff
RU2050971C1 (en) * 1993-07-29 1995-12-27 Институт геохимии и аналитической химии РАН Organic/mineral ion exchanger for water cleaning and disinfection and method for making the same
RU2125972C1 (en) * 1994-07-27 1999-02-10 Уральский научно-исследовательский институт региональных экологических проблем (УралНИИ "Экология") Method of treating sewage waters to remove ions of heavy metals
RU2149836C1 (en) * 1998-10-21 2000-05-27 Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов Phytofilter for sewage treatment
RU2203856C2 (en) * 2001-04-25 2003-05-10 АООТ "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" Method of solid-phase desorption of uranium
RU2256497C1 (en) * 2004-04-30 2005-07-20 Дегтярев Владислав Васильевич Sorbent and sorption-desorption method for recovering uranium and actinide compounds using this method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АСОНОВ A.M. и др. Десорбция тяжелых металлов из активного ила с помощью природного материала - опоки // Материалы Всероссийской научно-технической конференции: Транспорт, наука, бизнес: проблемы и стратегия развития. Екатеринбург, 16-17 октября 2008. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2759966C1 (en) * 2020-10-26 2021-11-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Method for purification of the drainage water of a rice irrigation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1296564C (en) Integrated system for lakefront incipient rainwater collection, diffluence and ecological purification
CN105461075B (en) A kind of urban runoff pollution of area source advanced treating and reuse technology
KR100897258B1 (en) Draining unit for purifying the non-point pollution source in rainwater
CN100595169C (en) Ecological system for water purification and recover
CN104150601A (en) Percolation system having radial flow pollutant removal efficacy of road ecological filter trench
KR101179566B1 (en) System for treating nonpoint pollution source and supplying river maintenence water using damp ground
KR101047839B1 (en) Wastewater Treatment System and Wastewater Treatment Method Using Artificial Wetland Filled with Oyster Shell and Filtration Facility for Post-treatment
KR101065814B1 (en) Natural purification marsh
KR100752792B1 (en) Ds-hf-rr
RU2467958C1 (en) Method of cleaning surface run-off from heavy metal ions and biogenic substances
CN104556564B (en) A kind of multimedium artificial swamp is sewage purification bed
RU2759966C1 (en) Method for purification of the drainage water of a rice irrigation system
CN102092889B (en) Method for lake purification and water ecological environmental renovation
KR100647811B1 (en) water improvement system of flat rapids
KR101198117B1 (en) Apparatus for purging
KR101218044B1 (en) Natural type - non point pollution reducing system
RU2540620C1 (en) Device for purification of surface sewage waters
CN102786185A (en) Ecological northern alkaline mine water treatment system and ecological northern alkaline mine water treatment method
KR101889884B1 (en) Multi-functional apparatus for reducing non-point pollution source integrated with phosphorus removal function
RU2149836C1 (en) Phytofilter for sewage treatment
RU47349U1 (en) CLEANING STRUCTURE
CN105036464A (en) Process of adopting metal film to co-process river water source to prepare pure water
CN214611966U (en) Ecological ditch normal position deposition-promoting purification device
CN207405039U (en) Hair tripe cleaning sewage treatment equipment
CN218709820U (en) Ecological pool for restoring and removing phosphorus by biological water quality

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170618