RU2630791C1 - Method for cleaning livestock drainage and surface waters and device for its implementation - Google Patents
Method for cleaning livestock drainage and surface waters and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2630791C1 RU2630791C1 RU2016112497A RU2016112497A RU2630791C1 RU 2630791 C1 RU2630791 C1 RU 2630791C1 RU 2016112497 A RU2016112497 A RU 2016112497A RU 2016112497 A RU2016112497 A RU 2016112497A RU 2630791 C1 RU2630791 C1 RU 2630791C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- channel
- stream
- drainage
- livestock
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B13/00—Irrigation ditches, i.e. gravity flow, open channel water distribution systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C23/00—Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
- A01C23/04—Distributing under pressure; Distributing mud; Adaptation of watering systems for fertilising-liquids
- A01C23/045—Filling devices for liquid manure or slurry tanks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Botany (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Hydroponics (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано, например, при строительстве специализированных оросительных систем с использованием животноводческих стоков, где проводят удобрительные поливы и осушение земель.The invention relates to agriculture and can be used, for example, in the construction of specialized irrigation systems using livestock waste, where fertilizer irrigation and drainage of land are carried out.
Навозные стоки являются экологически опасным продуктом. Существующие методы обеспечивают очистку стоков до 95-96%, однако это недостаточно. Необходимо повысить степень очистки, что в конечном итоге удорожает экономически очистные сооружения от 5 до 30% стоимости основного оборудования и сооружений. Однако даже при таких случаях затрат сложно очистить до полной степени очистки, чтобы они не оказывали вредного воздействия на мелиоративные объекты в целом (поля, воды, реки, на окружающую природу - лес и т.п.). Эффективность их также определяется дополнительно доставкой стоков после очистных сооружений на поля орошения, т.е. почвенная доочистка их.Manure waste is an environmentally hazardous product. Existing methods provide sewage treatment up to 95-96%, but this is not enough. It is necessary to increase the degree of treatment, which ultimately increases the cost of treatment plants from 5 to 30% of the cost of the main equipment and facilities. However, even in such cases, it is difficult to clean up the costs to the full degree of cleaning, so that they do not have a harmful effect on the reclamation facilities as a whole (fields, water, rivers, the surrounding nature - the forest, etc.). Their effectiveness is also determined additionally by the delivery of effluents after treatment plants to irrigation fields, i.e. soil treatment of them.
Процесс сброса загрязненных дренажных вод после полива полей, а также после освобождения полей от снега в весенний период, образуются большие стоки с поверхности полей, что не удовлетворяет санитарным нормам на быстрое разбавление и использование дренажных и поверхностных вод, например, когда в качестве водоисточника чистой воды используют лесные заболоченные места (болота), образующие затем начало русла ручья в сторону течения русла реки (слияние с ней) с одновременной доочисткой сточных или животноводческих дренажных вод. Кроме того, если в летний период (засушливый) период отсутствуют попуски в ручей дренажных вод и отсутствует (или резко снижен) поверхностный сток, то в этот период в обычном ручье, вытекающем из лесных болот, имеет место резкое снижение уровня воды вплоть до нуля, а следовательно, сброс дренажных вод и поверхностного стока санитарными нормами запрещен.The process of discharging contaminated drainage water after irrigating the fields, as well as after releasing the fields from snow in the spring, large runoffs are formed from the surface of the fields, which does not meet sanitary standards for the rapid dilution and use of drainage and surface water, for example, when clean water is used as a water source forest wetlands (swamps) are used, which then form the beginning of the channel of the stream towards the direction of the river channel (merging with it) with the simultaneous treatment of sewage or livestock drainage water. In addition, if during the summer (dry) period there are no releases to the stream of drainage water and there is no (or sharply reduced) surface runoff, then during this period in a regular stream flowing from forest marshes there is a sharp decrease in water level down to zero, therefore, the discharge of drainage water and surface runoff is prohibited by sanitary standards.
Исходя из этого, строится способ очистки животноводческих дренажных и поверхностных вод, устраиваемыми в замкнутом пространстве рельефа.Based on this, a method is being constructed for cleaning livestock drainage and surface waters arranged in a confined relief space.
Известна система очистки воды рек, содержащая в русле реки заросли высшей водной растительности и снабженная выполненными в прибрежной пойме русла реки искусственным руслом в виде отдельных участков, сообщенных с руслом реки и снабженных зарослями высшей водной растительности (авторское свидетельство SU №1528746, C02F 3/32 от 15.12.1989).A known system of water purification of rivers, containing in the channel of the river thickets of higher aquatic vegetation and equipped with artificial channels in the coastal floodplain of the river channel in the form of separate sections connected with the river channel and equipped with thickets of higher water vegetation (copyright certificate SU No. 1528746,
Известную систему можно применять для дополнительной очистки вод водоприемника специализированной оросительной системы сточных вод. Но более рационально загрязненный сток и сточные воды очищать непосредственно во время транспортировки их по подводящим и собирающим мелиоративным каналам. При этом применение известной системы экономически и технологически нецелесообразно, так как при этом необходимо выполнять ряд участков с параллельными каналами, что связано со значительным увеличением объемов работ и трудностями в эксплуатации системы. Другим недостатком является вынужденный фильтрационный сброс воды в реку, что недопустимо при внесении на полив животноводческих стоков, которые ведут к нарушению законодательства по нарушению экологической ситуации вокруг увлажнительной и осушительной системы, в частности, с близким залеганием грунтовых вод и русла ручья, берущего воду из болот, образующихся в лесных заболоченных массивах с пониженным рельефом местности. Кроме того, известная система не учитывает химических компонентов, присутствующих в животноводческих токах (свиноводческих) при утилизации их на земледельческих полях орошения (ЗПО).The known system can be used for additional water treatment of the water intake of a specialized irrigation system of wastewater. But it is more rational to clean the contaminated runoff and wastewater directly during their transportation through the supply and collection reclamation channels. Moreover, the use of the known system is economically and technologically impractical, since it is necessary to perform a number of sections with parallel channels, which is associated with a significant increase in the volume of work and difficulties in operating the system. Another drawback is the forced filtration discharge of water into the river, which is unacceptable when livestock wastewater is introduced for irrigation, which leads to violation of the legislation on the violation of the environmental situation around the humidification and drainage system, in particular, with a close occurrence of groundwater and the channel of the stream that takes water from swamps formed in marshy forests with low terrain. In addition, the known system does not take into account the chemical components present in livestock currents (pig breeding) when disposing of them on agricultural irrigation fields (ZPO).
Известен способ биологической очистки воды в водоемах или участках водотоков с переменным уровнем воды, включающий транспортирование воды через заросли высшей водной растительности, причем по этому способу производят изменения расходов воды, обеспечивающие непрерывное и постепенное изменение уровней воды в зарослях высших растений от минимального, равного оптимальной глубине произрастания этих растений, до максимального, равного предельной глубине произрастания образующих заросли видов растений, и обратно от максимального уровня воды до минимального (Авторское свидетельство SU №1411295, C02F 3/32 от 23.07.1988).A known method of biological treatment of water in reservoirs or sections of watercourses with a variable water level, including transporting water through thickets of higher aquatic plants, and this method produces changes in water flow rates, providing a continuous and gradual change in water levels in thickets of higher plants from a minimum equal to the optimal depth growth of these plants, to a maximum equal to the maximum depth of growth of plant species forming thickets, and vice versa from the maximum level ode to a minimum (Author's Certificate SU №1411295,
Недостатком этого способа является то, что его можно применять только при возможности оперативного регулирования расходов в заданных пределах, причем снижение их ниже заданного минимума или повышение выше заданного максимума не допускаются. Это вызвано тем, что нормальное развитие высшей водной растительности обеспечивается при некоторых оптимальных (различных в зависимости от вида растений) глубинах воды.The disadvantage of this method is that it can be applied only if it is possible to promptly control costs within specified limits, and lowering them below a given minimum or increasing above a given maximum is not allowed. This is because the normal development of higher aquatic vegetation is ensured at some optimal (different depending on the type of plants) water depths.
Наиболее близким аналогом данного объекта является способ очистки сточных, загрязненных поверхностных и дренажных вод, включающий транспортировку их в водоприемник по мелиоративному каналу с переменным расходом и уровнем воды и с одновременной очисткой посредством высшей водной растительности, при этом загрязненный поверхностный и дренажный сток непосредственно в процессе поступления его в канал подвергают многоступенчатой предварительной очистке посредством кустарниковой и травяной растительности, а затем используют его для разбавления сточных вод, причем пропуски сточных вод в канал ограничивают так, чтобы содержание вредных веществ в воде в конце канала не превышало предельно допустимой концентрации (патент RU №2092455, C02F 3/32 от 10.10.1997).The closest analogue of this facility is a method of treating wastewater, contaminated surface and drainage waters, including transporting them to the water intake through the drainage channel with a variable flow rate and water level and at the same time treating them with higher aquatic vegetation, while the contaminated surface and drainage flow directly during the inflow it is subjected to multi-stage pre-treatment in the canal by means of shrubbery and grass vegetation, and then it is used for wastewater addition, and the wastewater passage into the canal is limited so that the content of harmful substances in the water at the end of the canal does not exceed the maximum permissible concentration (patent RU No. 2092455,
Однако такая система предназначена использовать загрязненный поверхностный и дренажный сток, подвергая его многоступенчатой открытой предварительной очистке в процессе поступления в канал с густотой посадки и развития как травяного покрова, так и кустарниковых насаждений, что экономически и технологически нецелесообразно, так как не учитываются химические опасные компоненты, присутствующие в животноводческих стоках, состав которых имеет около 30 газовых соединений, принадлежащих к группе аминов, амидов, спиртов, дисульфидов, сульфидов, меркаптанов, помимо классических СН4, NH3, H2S, CO2. Зона активного загрязнения орошаемых полей может быть неоднородной и состоять из различных составных частей, поэтому такая система трудновыполнимая в естественных условиях, в частности при близком залегании грунтовых вод и самого русла ручья, вытекающего из болот лесного массива с пониженными участками. Кроме того, это дополнительно связано с сохранением фауны животного мира, которая связана с расположением русла ручья, проходящего между лесными насаждениями (березы, сосны, кустарниковые насаждения). Кроме того, в таких условиях выполнить трассу поперечного сечения русла ручья или реки достаточно трудно и нецелесообразно экономически, т.е. система ограничена применением.However, such a system is designed to use contaminated surface and drainage runoff, subjecting it to multi-stage open preliminary treatment in the process of entering the canal with the density of planting and the development of both grass cover and shrubbery, which is economically and technologically impractical, since chemical hazardous components are not taken into account, present in livestock waste, the composition of which has about 30 gas compounds belonging to the group of amines, amides, alcohols, disulfides, sulfide s, mercaptans, in addition to the classic CH 4 , NH 3 , H 2 S, CO 2 . The zone of active contamination of irrigated fields can be heterogeneous and consist of various components; therefore, such a system is difficult to perform in natural conditions, in particular, with close occurrence of groundwater and the channel of the stream flowing from swamps of a forest with low areas. In addition, this is additionally associated with the conservation of fauna of the animal world, which is associated with the location of the channel of the stream passing between forest stands (birch, pine, shrub plantings). In addition, under such conditions, it is quite difficult and economically inexpedient to execute the cross-sectional route of the channel of a stream or river, i.e. the system is limited to use.
В руслах ручья очень трудно обеспечить точное регулирование расходов и уровней воды, вытекающих из болот лесного массива, которое изменчиво в течение всего года его использования для разбавления стоков, в частности животноводческих стоков, обладающих повышенной концентрацией различных нитратов, вредных для окружающей среды обитания - как растительности, так и животного мира, присутствующего вокруг земледельческих полей орошения, расположенных отдельными орошаемыми участками между лесными массивами с их болотами в пониженных местах, из которых берут начало русла ручья, далее это русло ручья впадает в реку питьевого режима и т.д. Поэтому, учитывая такие животноводческие стоки (свиноводческие), система должна иметь замкнутое пространство рельефа местности. Кроме того, необходимо учитывать и временные периоды года, в частности период паводка, продолжительности таяния снега в лесах, дренажный и поверхностный стоки с полей орошения и далее, осушения их. Эти периоды влияют на попуски таких вод в русло ручья и в конце его слияния в реку, при этом необходимо соблюдение экологической ситуации вокруг всей системы в целом, кроме того, вода не должна загрязнять водоносные горизонты.It is very difficult to ensure precise regulation of the flow rates and levels of water flowing from the swamps of the forest, which is variable throughout the year of its use to dilute effluents, in particular livestock stocks, which have an increased concentration of various nitrates that are harmful to the environment — like vegetation , and the fauna present around agricultural irrigation fields located in separate irrigated areas between forests with their swamps in low places, of which originate creek bed, then this channel stream flows into the drinking regime, etc. Therefore, given such livestock runoff (pig breeding), the system should have a confined terrain. In addition, it is necessary to take into account the time periods of the year, in particular the flood period, the duration of snow melting in the forests, drainage and surface runoff from irrigation fields and further, draining them. These periods affect the discharge of such waters into the channel of the stream and at the end of its confluence into the river, and it is necessary to observe the environmental situation around the entire system as a whole, in addition, water should not pollute aquifers.
Техническим решением задачи является повышение эффективности отвода избыточных дренажных и поверхностных стоков в замкнутые понижения канала для сельскохозяйственных полей, а также улучшения условий эксплуатации при реализации способа с использованием ручья, вытекающего из естественного водоисточника.The technical solution to the problem is to increase the efficiency of drainage of excess drainage and surface runoff to closed channel lowerings for agricultural fields, as well as to improve operating conditions when implementing the method using a stream flowing from a natural water source.
Поставленная задача достигается тем, что способ очистки животноводческих дренажных и поверхностных вод, включающий транспортировку их по каналу с переменным расходом и уровнем воды, животноводческие дренажные и поверхностные воды из осушительной системы собирают и накапливают в замкнутом канале, подвергают их перекачке с помощью передвижной насосной станции через подающий напорный трубопровод в пруд-накопитель, а затем осуществляют попуски воды в ручей, ограничивая их так, чтобы содержание вредных веществ в воде в конце ручья при поступлении в реку не превышало предельно допустимой нормы, при этом замкнутый канал сообщают с руслом ручья дополнительным каналом, который размещен перпендикулярно руслу ручья, выполнен с уклоном, снабжен зарослями высшей водной растительности и имеет перегораживающее регулируемое сооружение.This object is achieved in that a method for cleaning livestock drainage and surface water, including transporting them along a channel with a variable flow rate and water level, livestock drainage and surface water from a drainage system is collected and accumulated in a closed channel, pumped through a mobile pumping station through supply pressure line to the storage pond, and then water is released into the stream, limiting them so that the content of harmful substances in the water at the end of the stream during uplenii the river does not exceed the maximum allowable rate, the closed passage communicates with the channel of the stream additional channel, which is arranged perpendicular to the bed of the stream, is formed with a bias, it is provided with bushes higher aquatic plants and has a septum adjustable construction.
Кроме того, животноводческие дренажные и поверхностные воды накапливают в замкнутом канале в период весенне-летнего удобрительного полива.In addition, livestock drainage and surface water accumulate in a closed channel during the spring-summer fertilizer irrigation.
Кроме того, дополнительный сбросной канал используют в период весеннего половодья и таяния снега.In addition, an additional discharge channel is used during the spring flood and snow melt.
Кроме того, используют источник чистой воды, которым служат пониженные участки лесных болот, образующие течение воды в виде русла ручья, впадающего в русло реки.In addition, they use a source of clean water, which are lowered areas of forest marshes, forming a stream of water in the form of a channel of a stream flowing into the river channel.
Указанный технический результат также решается тем, что устройство для очистки животноводческих дренажных и поверхностных вод, содержащее канал, выполненный с возможностью транспортировки через него животноводческих дренажных и поверхностных вод с переменным расходом, дополнительно содержит пруд-накопитель, отводящий трубопровод, ручей, сбросной дополнительный канал с зарослями высшей водной растительности и перегораживающее регулируемое сооружение, канал выполнен замкнутым, в пруду-накопителе установлено водозаборное устройство, выполненное в виде бака с перфорированными верхней и нижней стенками, установленного в центре платформы, соединенного с напорным водоводом с возможностью формирования попуска воды в начало отводящего трубопровода, а затем в ручей.The specified technical result is also solved by the fact that the device for cleaning livestock drainage and surface water containing a channel configured to transport through it livestock drainage and surface water with a variable flow rate, further comprises a storage pond, a discharge pipe, a stream, an additional discharge channel with thickets of higher aquatic vegetation and a blocking regulated structure, the canal is closed, water intake devices are installed in the storage pond Configured as a tank with a perforated top and bottom walls, installed in the center of the platform, connected to the pressure conduit to generate water releases the top of the discharge pipe and then into the stream.
Таким образом, предлагаемый способ имеет следующие существенные отличия от прототипа. Использование животноводческих стоков как удобрительные поливы на системе орошения подвергают многоступенчатой очистке: в вегетационный период при правильном технологическом поливе происходит доочистка их через толщу почвы, затем они дренируют в заложенные в грунт дрены, и дренажные воды собирают в замкнутый канал, т.е. отсутствует сброс животноводческого дренажного стока, накопленного в замкнутом открытом канале; он всегда расположен ниже дренируемых сетей, устья их не подтоплены.Thus, the proposed method has the following significant differences from the prototype. The use of livestock waste as fertilizer irrigation on the irrigation system is subjected to multi-stage purification: during the growing season, with the correct technological irrigation, they are further treated through the soil thickness, then they drain into drains laid in the soil, and drainage water is collected in a closed channel, i.e. there is no discharge of livestock drainage accumulated in a closed open channel; it is always located below drained nets; their mouths are not flooded.
В осенний период посредством передвижной насосной станции эти животноводческие дренажные воды через напорный трубопровод заполняют пруд-накопитель, где их аккумулируют на зимний период с отстоем. In the autumn period, by means of a mobile pumping station, these livestock drainage waters fill the storage pond through a pressure pipeline, where they are accumulated for the winter period with sludge.
В весенний период, когда происходит заметное таяние снега, определяют химический состав животноводческих дренажных вод в пруду-накопителе перед тем, как делать попуски в русло ручья, воды которого берут свое начало из лесных болот, расположенных на пониженных участках леса.In the spring, when there is a noticeable melting of snow, the chemical composition of livestock drainage water in the storage pond is determined before being released into the channel of the stream, the water of which originates from forest marshes located in lowered forest areas.
Загрязненные поверхностные воды в весенний период при активном таянии снега поступают через бермы полей в замкнутый открытый канал и заполняют его до расчетного уровня, где также определяют химический состав поверхностных вод.In spring, contaminated surface water during active melting of snow enters through a field berm into a closed open channel and fills it to the calculated level, where the chemical composition of surface water is also determined.
Урони и скорости движения воды для попуска в русло ручья регулируют в зависимости от требуемой степени очистки воды, условий пропуска и заполнения русла ручья водой, одновременно учитывая условия эксплуатации русла ручья во вневегетационный период мелиоративной системы.The losses and water velocities for entering the stream channel are regulated depending on the required degree of water purification, the conditions for admitting and filling the stream channel with water, while taking into account the operating conditions of the stream channel during the non-growing period of the reclamation system.
Аккумулированные животноводческие дренажные воды из пруда-накопителя поступают определенными ограниченными попусками в русло ручья в основном в период активного таяния снега весной, стараясь провести всю сработку пруда-накопителя. Кроме того, если замкнутый открытый канал может быть переполнен, то его частично также освобождают от загрязнений поверхностных вод в русло ручья посредством использования поперечно размещенного ручью дополнительного сбросного канала, выполненного с уклоном в сторону ручья и снабженного зарослями высшей водной растительности, который имеет перегораживающее сооружение.Accumulated livestock drainage water from the storage pond enters certain limited releases into the stream channel mainly during the period of active snow melt in spring, trying to carry out the entire operation of the storage pond. In addition, if a closed open channel can be overfilled, then it is also partially exempted from surface water pollution into the stream channel by using an additional discharge channel transversely placed by the stream, sloped towards the stream and equipped with thickets of higher aquatic vegetation that has a blocking structure.
По варианту выполнения, в пределах зеркала пруда-накопителя в зоне попуска воды из него размещают горизонтальную непроницаемую платформу с поплавками, погружают на определенную глубину от поверхности воды, изолируя таким образом верхний чистый теплый слой воды от нижнего слоя холодной воды с донными отложениями загрязняющих веществ. В центре платформы установлено водозаборное устройство в виде круглого бака, в верхней и нижней частях которого выполнены отверстия с таким расчетом, чтобы сверху и снизу его слой воды составлял не менее 1 м. Сам бак подключают к напорному водоводу, выполненному, например, из легкого пластмассового трубопровода, подсоединенного к сбросному трубопроводу, расположенному на дне пруда-накопителя. Водонепроницаемую платформу присоединяют к устоям на берегу пруда-накопителя. Это позволяет обеспечить разбавление попусков нижнего загрязненного слоя непосредственно верхним чистым слоем воды самого пруда-накопителя, прежде чем сильно загрязненные животноводческие дренажные воды поступят в сторону русла ручья при сливе весной в половодье, т.е. уменьшить загрязнение веществами ручья еще до поступления воды в него собственными водами пруда-накопителя.According to an embodiment, a horizontal impenetrable platform with floats is placed within the pool pond mirror in the water entry zone, immersed to a certain depth from the surface of the water, thereby isolating the upper clean warm layer of water from the lower layer of cold water with bottom sediment contaminants. In the center of the platform, a water intake device is installed in the form of a round tank, in the upper and lower parts of which holes are made so that its water layer is at least 1 m above and below. The tank itself is connected to a pressure conduit made, for example, of light plastic a pipe connected to a discharge pipe located at the bottom of the storage pond. A waterproof platform is attached to the abutments on the shore of the storage pond. This makes it possible to dilute the releases of the lower contaminated layer directly with the upper clean layer of water of the storage pond itself, before heavily contaminated livestock breeding drainage water flows towards the channel of the stream during spring discharge in flood, i.e. reduce the pollution of the brook before the water enters it with the own waters of the storage pond.
Узел водозаборного устройства разбавления (смешения) животноводческих дренажных вод из различных слоев представляет собой комплекс элементов, взаимосвязанных с попусками таких вод в русло ручья в весенний период времени, накопленных в осенний период в пруду-накопителе, и отстоявшейся животноводческой дренажной воды в зимний период времени на момент таяния снега. В этот период часть химических элементов разлагается, часть улетучивается в атмосферу, а другая часть веществ осаждается на дно пруда-накопителя в нижнем слое холодной воды в отличие от нагретого верхнего слоя воды в весенний период времени, т.е. в период массового таяния снега.The node of the water intake device for diluting (mixing) livestock drainage water from various layers is a complex of elements interconnected with releases of such water into the channel of the stream in the spring time, accumulated in the autumn period in the storage pond, and settled livestock drainage water in the winter time for snowmelt moment. During this period, part of the chemical elements decomposes, part evaporates into the atmosphere, and the other part of the substances is deposited on the bottom of the storage pond in the lower layer of cold water, in contrast to the heated upper layer of water in the spring, i.e. during the period of mass melting of snow.
Работа узла водозаборного устройства и смешения выполняется в автоматическом режиме без применения запорной арматуры, что обеспечивает его высокую эксплуатационную надежность и удлиняет срок службы.The operation of the water intake and mixing unit is performed automatically without the use of shutoff valves, which ensures its high operational reliability and lengthens the service life.
В летний период выход чистой воды из лесных болот резко падает, уровни русла ручья снижаются ниже максимального. Пруд-накопитель закрывают перегораживающей запорной арматурой на сбросном трубопроводе. В связи с ограничением возможности протекающей по руслу ручья воды, разбавление в летний период малыми дозами накопившихся поверхностных стоков в замкнутом канале происходит только через дополнительный сбросной канал в течение некоторого определенного времени вегетационного периода и связано с периодом прохождения атмосферных осадков в данном регионе, при этом в этот период образуются заросли как по берегам, так и по дну данного канала, который снабжен перегораживающим сооружением. Таким образом образуются дополнительные заросли высших водных растений на пути поверхностного потока воды в ручей из замкнутого канала с уклоном от вывода к выходу в ручей выше уреза воды в нем. In the summer period, the yield of clean water from forest marshes drops sharply, the levels of the channel of the stream decrease below the maximum. The storage pond is closed with shutoff valves on the discharge pipe. Due to the limited possibility of water flowing along the channel of the stream, the summer dilution by small doses of accumulated surface runoff in a closed channel occurs only through an additional discharge channel during a certain time period of the growing season and is associated with the period of atmospheric precipitation in this region, while thickets are formed during this period both along the banks and along the bottom of this canal, which is equipped with a blocking structure. Thus, additional thickets of higher aquatic plants are formed on the way of the surface water flow into the stream from a closed channel with a slope from the outlet to the exit to the stream above the water edge in it.
В результате этого отсутствует кальматация русла ручья с донными отложениями, которые задерживаются в замкнутом открытом канале с формировавшимися грязнеющими веществами до осеннего периода, когда в работу может вступить перекачивающая передвижная насосная станция для заполнения пруда-накопителя после окончания вегетационного периода мелиоративной системы полива животноводческими стоками.As a result of this, there is no calcification of the stream channel with bottom sediments, which are delayed in a closed open channel with formed contaminants until the autumn period, when a mobile pumping pumping station can come into operation to fill the storage pond after the end of the growing season of the reclamation irrigation system with livestock waste.
Таким образом, на всем протяжении русла ручья до его впадения в реку в летний период оно остается незакальматированным грязнеющими веществами, минимальные расходы находятся в транспортирующем виде и в связи с отсутствием его самоочищающей способности поступают в реку чистыми, так как подземные воды из лесных болот дренируют в русло ручья под воздействием напора, т.е. создается постоянная стабильная подпитка ручья водами, выходящими из болот леса, следствием чего является повышение водности ручья на всем своем протяжении, проходящем через лесные массивы до впадения в реку. В свою очередь это обеспечивает возможность создания чистой воды, сохраняет фауну (например, размножение рыб в ручьях, вытекающих из болот, возможность гнездования птиц и т.п.), отсутствует нарушение экологии окружающей среды.Thus, throughout the course of the brook channel until it flows into the river in the summer, it remains uncalculated by contaminants, the minimum costs are transported and, due to the lack of self-cleaning ability, enter the river clean, since groundwater from forest swamps drains stream channel under the influence of pressure, i.e. a constant stable feeding of the stream with waters leaving the forest swamps is created, the consequence of which is an increase in the water content of the stream along its entire length, passing through the forests before flowing into the river. In turn, this provides the opportunity to create clean water, preserves the fauna (for example, the reproduction of fish in streams flowing from swamps, the possibility of nesting birds, etc.), there is no violation of the environmental ecology.
Новизна заявляемого изобретения в целом обусловлена тем, что способ позволяет выполнять удобрительный полив животноводческими стоками, возможность осушения системы (поля) через закрытые дрены, собирать животноводческие дренажные воды в замкнутый канал, далее использовать пруд-накопитель с водозаборным устройством для забора воды, использовать дополнительно сбросной канал с зарослями высших водных известных растений и возможность при этом осуществлять регулирование животноводческих дренажных вод и поверхностных стоков. При этом на удобрительной системе поддерживается оптимальный водный режим.The novelty of the claimed invention as a whole is due to the fact that the method allows for fertilizer irrigation with livestock drains, the possibility of draining the system (field) through closed drains, collecting livestock drainage water in a closed channel, then use a storage pond with a water intake device for water intake, use an additional waste a channel with thickets of higher aquatic known plants and the ability to regulate livestock breeding drainage water and surface runoff. At the same time, the optimal water regime is maintained on the fertilizer system.
По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое решение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.According to the patent and scientific and technical literature, no similar technical solution was found, which allows us to judge the inventive step of the proposal.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема планового расположения очистки животноводческих дренажных и поверхностных вод устройства; на фиг. 2 изображено водозаборное устройство пруда-накопителя, продольный разрез.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of the planned location for cleaning livestock drainage and surface water of the device; in FIG. 2 shows a water intake device of a storage pond, a longitudinal section.
Способ очистки животноводческих дренажных и поверхностных вод реализуется также с помощью водозаборного устройства, размещенного в пруду-накопителе (фиг. 2).A method of cleaning livestock drainage and surface water is also implemented using a water intake device located in a storage pond (Fig. 2).
Животноводческие стоки подают на оросительную систему в качестве удобрительных поливов в течение вегетационного периода выращивании, например, многолетних трав. Осушительная система 1 имеет дренажные закрытые трубопроводы 2, коллектор 3 и устья 4, размещенные на откосе замкнутого канала 5, передвижную насосную станцию 6, подающий напорный трубопровод 7, пруд-накопитель 8 животноводческих дренажных вод, в котором аккумулируется вода, отводящий трубопровод 9 с задвижкой 10, основное русло ручья 11, вытекающего из болота 12 лесного заболоченного массива. Замкнутый канал 5 посредством дополнительного сбросного открытого канала 13 соединяют с откосом бермы ручья 11 выше максимального горизонта воды в ручье 11, при этом для изменения расхода воды на выходе из сбросного канала 13 с уклоном снабжают перегораживающим регулируемым сооружением 14. Сбросной канал 13 также содержит участок с зарослями, размещенными на дне и откосах его, предпочтительно перпендикулярно устраиваемого в сторону русла ручья 11 с возможностью дренирования через них в ручей. Сбросной канал 13 снабжен зарослями высших растений, в качестве которых используют, например, тростник обыкновенный (Phragmites communis Trin), прорастающий практически во всех климатических зонах. Животноводческие дренажные и поверхностные воды, вытекающие из замкнутого канала 5 и которые нуждаются в искусственной очистке и интенсификации их самоочищаемой способности на период периодического попуска из замкнутого канала 5, в частности при избыточной накопленной воде, в основном заполняют канал 5 в весенний период таяния снега и дождевых осадков на осушаемых землях с загрязненным поверхностным стоком с прилегающих к каналу 5 и стекает в него по откосу со сбросом их в канал 5.Livestock wastewater is fed to the irrigation system as fertilizer irrigation during the growing season for growing, for example, perennial grasses. The
Следует отметить, что еще до начала попусков воды из пруда-накопителя 8 он содержит водозаборное устройство, выполненное в виде бака 15 с отверстиями 16, размер и количество которых рассчитывают по известным в гидравлике методам, и соединенное с напорным водоводом 17, пропущенное через корпус начало отводящего трубопровода 9 в нижний бьеф и поступление в русло ручья 11. Перфорированный бак 15 установлен в центре горизонтальной водонепроницаемой платформы 18, снабжен поплавками 19 и погружен в воду на глубину теплого поверхностного слоя (отстоявшейся чистой воды). Водозаборное устройство связано с рычажно-шарнирным механизмом 20, один конец которого закреплен к устоям 21 на берегу пруда-накопителя 8.It should be noted that even before the start of water releases from the
Осуществление способа очистки животноводческих дренажных и поверхностных вод производится следующим образом.The implementation of the method of cleaning livestock drainage and surface water is as follows.
Способ очистки животноводческих дренажных и поверхностных вод осуществляют в два этапа. На первом этапе накопленные животноводческие дренажные воды в вегетационный период в замкнутом канале 5 осенью, после окончания удобрительных поливов полей орошения, подвергаются перекачке с помощью передвижной насосной станции 6 через подающий напорный трубопровод 7 в пруд-накопитель 8 и заполняют его на зимний период. Поэтому замкнутый канал 5 освобождается практически от животноводческой дренажной воды. На втором этапе после прекращения вегетационного периода за счет зимнего и весеннего периодов замкнутый канал 5 в основном заполняется загрязненными поверхностными стоками, поступающими с прилегающих к каналу 5 водосбросных площадей системы, которые стекают с полей по откосам в канал 5. При этом часть воды, однако, фильтруется через почву и также через дренажную сеть заполняет замкнутый канал 5. В результате после этого происходит дальнейшее освобождение от избыточной воды из замкнутого канала 5, но уже в основном от поверхностных загрязняющих вод (по технологическим, метереологическим и другим причинам).The method of cleaning livestock drainage and surface water is carried out in two stages. At the first stage, the accumulated livestock breeding drainage water during the growing season in a
Животноводческие дренажные воды повышенной концентрации с веществами, поступившими с увлажнительной и осушительной системы, накапливаются в пруду-накопителе 8 из замкнутого канала 5 посредством подающего напорного трубопровода 7 с передвижной насосной станцией 6.Livestock drainage water of increased concentration with substances coming from the humidification and drainage systems is accumulated in the
Накопленный животноводческий дренажный сток в пруду-накопителе 8 отстаивается в течение зимнего периода, одновременно он заполняется и атмосферными осадами в виде дождя и снега. В результате этого верхний слой животноводческого дренажного стока частично разбавляется чистой водой, а взвешенные вещества выпадают на дно пруда-накопителя. The accumulated livestock drainage runoff in
В результате весеннего половодья открывают задвижку на отводящем трубопроводе 9 пруда-накопителя 8, происходят расчетные попуски животноводческой дренажной воды с загрязняющими веществами с нижних слоев во взвешенном состоянии в отводящий трубопровод 9, уложенный на дно пруда-накопителя 8. В результате попуска животноводческого дренажного стока автоматически включается в работу водозаборное устройство для забора воды из верхних слоев пруда-накопителя 8. При этом горизонтальная водонепроницаемая платформа 18 с поплавками 19 погружена в теплый верхний чистый слой на глубину не менее 1 м от поверхности воды, изолируя один слой от другого - нижнего холодного.As a result of spring flood, a valve is opened on the
Верхний слой более чистой воды, чем нижний, пруда-накопителя поступает как сверху, так и снизу в отверстия 16 бака 15, затем за счет напора поступают в водовод 17, далее в отводящий трубопровод 9, где оба слоя: нижний сильно загрязненный и верхний чистый слой смешиваются вместе в определенной пропорции в нижнем бьефе перед выпуском животноводческой дренажной воды непосредственно в русло ручья 11. Уровень воды в пруду-накопителе снижается при сработке его, соответственно, платформа 18 с баком 15, опускаются вниз до фиксированного и ограниченного положения по высоте пруда-накопителя 8 с помощью фиксированного положения их с рычажно-шарнирным механизмом, который закреплен к устоям 21 на берегу пруда-накопителя 8. Далее промытое таким образом дно пруда-накопителя от сильно загрязненных веществ и разбавленных собственной водооборотной водой продолжает полностью освобождаться от животноводческой дренажной воды в ручей 11, а платформа 18 с баком 15 задерживается в висячем положении за счет крепления рычажно-шарнирного механизма к устоям 21. Таким образом, дополнительно заранее разбавленный загрязненный донный слой животноводческого дренажного стока обеспечивает уменьшение концентрации (плотности) на выходе из отводящего трубопровода 9 в ручей 11 при сработке верхнего слоя чистой воды пруда-накопителя 8, уменьшая тем самым в целом концентрацию попуска воды в русло ручья 11.The upper layer of purer water than the lower one of the storage pond enters both above and below into the
В результате такого смешивания в русле ручья масса потока частично уже разбавлена чистой водой, образуется однородная смесь пониженной концентрации воды с загрязненными веществами, которая поступает затем в конце ручья в реку. При этом животноводческая дренажная вода с увлажнительной системы в вегетационный период времени заполняет замкнутый канал 5, чтобы затем использовать ее вновь для перекачки в пруд-накопитель 8 и далее весной в период половодья и таяния снега осуществить ее попуски в русло ручья.As a result of such mixing in the channel of the stream, the mass of the stream is partially diluted with pure water, a homogeneous mixture of a reduced concentration of water with contaminated substances is formed, which then flows into the river at the end of the stream. At the same time, livestock breeding drainage water from the humidification system fills the
Таким образом, животноводческие дренажные воды повышенной концентрации с взвешенными веществами, поступившие за вегетационный период полива животноводческими стоками с осушительной системы, накапливаются в осенний период в пруду-накопителе, а во вневегетационный период (зимний-весенний периоды) отстаиваются в нем, что соответствует санитарным нормам на отсутствие нарушения экологии окружающей среды.Thus, livestock drainage water of increased concentration with suspended solids received during the growing season by irrigation with livestock drainage from the drainage system accumulates in the fall pond during the autumn period, and settles in it during the non-growing season (winter-spring periods), which corresponds to sanitary standards on the absence of violations of the ecology of the environment.
Система позволяет не нарушать естественные процессы образования русла ручья без вмешательства человека извне, его откосов и дна, течение воды, которые создала природа за долгие времена.The system allows you to not disturb the natural processes of the formation of the channel of the stream without human intervention from the outside, its slopes and bottom, the flow of water that nature has created over time.
Весенний паводок проходит во вневегетационный период, поэтому его уровень лимитирован пополнением попусками животноводческих дренажных вод из пруда-накопителя с водозаборным устройством и непосредственно попусками через сбросной канал с перегораживающим сооружением, снабженным зарослями высшей водной растительности.The spring flood takes place during the non-growing season, therefore its level is limited by replenishment by releases of livestock drainage water from a storage pond with a water intake and directly by releases through a discharge channel with a blocking structure equipped with thickets of higher aquatic vegetation.
После окончания весеннего половодья и загрязненного поверхностного стока с системы, например в начале летнего сезона, сбросной канал в виде отдельного участка закрывают с помощью перегораживающего сооружения, а массу в нем высшей растительности скашивают, убирают и складируют в безопасном месте и сжигают, чем освобождают его для выращивания новой высшей растительности в летний период. При этом животноводческая дренажная вода при поливе системы орошения вновь в достаточном количестве и качестве заполняет замкнутый канал, для того, чтобы затем использовать ее вновь для перекачки в пруд-накопитель в осенний период.After the end of the spring flood and contaminated surface runoff from the system, for example, at the beginning of the summer season, the discharge channel in the form of a separate section is closed with the help of a blocking structure, and the mass of higher vegetation in it is mowed, cleaned and stored in a safe place and burned, thereby freeing it for growing new higher vegetation in the summer. In this case, livestock drainage water when irrigating the irrigation system again in sufficient quantity and quality fills the closed channel, in order to then use it again for pumping into the storage pond in the autumn.
Применение изобретения позволяет значительно сократить капитальные затраты и увеличить эффективность разбавления загрязненного животноводческого дренажного и поверхностного стоков с поливом животноводческими стоками в качестве удобрительных поливов. Кроме того, обеспечивается также необходимое движение воды из источника по руслу ручья при слиянии в конце его с рекой, тогда как при использовании известного способа необходимы большие капитальные затраты на создание с этой целью прибрежной поймы русла ручья со специальным искусственным руслом в виде отдельных участков, сообщенных с руслом реки. При этом обеспечивается благоприятная эколого-мелиоративная обстановка территории. Интенсивность и продолжительность попусков накопленных животноводческих дренажных и поверхностных стоков зависит от местных природно-хозяйственных условий.The use of the invention can significantly reduce capital costs and increase the dilution efficiency of contaminated livestock drainage and surface runoff with irrigation of livestock runoff as fertilizer irrigation. In addition, it also provides the necessary movement of water from the source along the channel of the stream when it merges at the end of it with the river, while when using the known method, large capital costs are required to create a coastal floodplain for this stream channel with a special artificial channel in the form of separate sections communicated with a river bed. At the same time, a favorable ecological and meliorative situation of the territory is ensured. The intensity and duration of releases of accumulated livestock drainage and surface runoff depends on local environmental conditions.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016112497A RU2630791C1 (en) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | Method for cleaning livestock drainage and surface waters and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016112497A RU2630791C1 (en) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | Method for cleaning livestock drainage and surface waters and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2630791C1 true RU2630791C1 (en) | 2017-09-13 |
Family
ID=59893755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016112497A RU2630791C1 (en) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | Method for cleaning livestock drainage and surface waters and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2630791C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690656C1 (en) * | 2018-08-10 | 2019-06-04 | Михаил Иванович Голубенко | Method of enriching soil with water using a superabsorbent and using drainage livestock drains on soddy-podzolic sandy soils of central non-chernozem region |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1224275A1 (en) * | 1984-05-21 | 1986-04-15 | Казанский Отдел Гидрологии И Водных Ресурсов Уральского Научно-Исследовательского Института Комплексного Использования И Охраны Водных Ресурсов | System of biological purification of waste water at animal breeding housings |
| SU1411295A1 (en) * | 1986-01-03 | 1988-07-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Охране Вод | Method of biological purification of water in water pools or water flow sections |
| SU1425271A1 (en) * | 1986-03-03 | 1988-09-23 | Уральский Научно-Исследовательский Институт Комплексного Использования И Охраны Водных Ресурсов | Water-circulation amelioration system |
| RU2092455C1 (en) * | 1993-03-21 | 1997-10-10 | Мещерский филиал Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова | Method and apparatus for cleaning waste water, polluted surface water, and drainage water |
| CN101948219B (en) * | 2010-09-09 | 2012-10-03 | 桂林理工大学 | Low-consumption biological treatment method of rural sewage |
| RU2467561C2 (en) * | 2011-01-12 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" | Irrigation system with use of local runoff |
-
2016
- 2016-04-01 RU RU2016112497A patent/RU2630791C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1224275A1 (en) * | 1984-05-21 | 1986-04-15 | Казанский Отдел Гидрологии И Водных Ресурсов Уральского Научно-Исследовательского Института Комплексного Использования И Охраны Водных Ресурсов | System of biological purification of waste water at animal breeding housings |
| SU1411295A1 (en) * | 1986-01-03 | 1988-07-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Охране Вод | Method of biological purification of water in water pools or water flow sections |
| SU1425271A1 (en) * | 1986-03-03 | 1988-09-23 | Уральский Научно-Исследовательский Институт Комплексного Использования И Охраны Водных Ресурсов | Water-circulation amelioration system |
| RU2092455C1 (en) * | 1993-03-21 | 1997-10-10 | Мещерский филиал Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова | Method and apparatus for cleaning waste water, polluted surface water, and drainage water |
| CN101948219B (en) * | 2010-09-09 | 2012-10-03 | 桂林理工大学 | Low-consumption biological treatment method of rural sewage |
| RU2467561C2 (en) * | 2011-01-12 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" | Irrigation system with use of local runoff |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690656C1 (en) * | 2018-08-10 | 2019-06-04 | Михаил Иванович Голубенко | Method of enriching soil with water using a superabsorbent and using drainage livestock drains on soddy-podzolic sandy soils of central non-chernozem region |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102351376B (en) | Riverbank multiple pond wetland waste sewage treatment method and device | |
| CN104003574B (en) | Labyrinth-type ecological purification pool suitable for drainage ditch in farmland | |
| KR100897258B1 (en) | Draining unit for purifying the non-point pollution source in rainwater | |
| KR100533596B1 (en) | Purification system for nonpoint pollution source | |
| KR20160139594A (en) | cyclic-typed restoring system for the ecological environment | |
| BR102018068943A2 (en) | system for the implantation or depollution and revitalization of artificial or natural lakes | |
| KR20150045187A (en) | Apparatus for processing non-point source contaminant drainage of road drain facilities | |
| RU2358916C1 (en) | Construction for purifying and control over quality of drainage water | |
| RU2630791C1 (en) | Method for cleaning livestock drainage and surface waters and device for its implementation | |
| KR100982743B1 (en) | Automatic fertilizing system using the recycling of agricultural water and purification technology of polluted drainage water | |
| KR20110138051A (en) | Urban non-point pollutant treatment device using ecological trench | |
| RU2552358C1 (en) | Method of washing storage pond of livestock wastes (versions) | |
| CN108623007A (en) | A kind of multi-stage eco-ponds improvement rural rivers method | |
| RU2622903C1 (en) | Irrigating system with use of drainage livestock waste | |
| RU2555813C1 (en) | Biological stabilisation storage pond (versions) | |
| RU2577591C1 (en) | Meliorative water circulation system using livestock waste | |
| KR101635966B1 (en) | River with clean water for ecological function | |
| KR200261823Y1 (en) | nature purification prisipitate condition a sewage deposal plant | |
| RU2809066C1 (en) | Method for managing purification of contaminated surface and drainage water | |
| Palmer | Algae and other interference organisms in water supplies of California | |
| KR101554715B1 (en) | Apparatus for purifying mine drainage with integrated flow channel and green tract | |
| CN113149371A (en) | Stepped rural sewage ecological treatment system and treatment method thereof | |
| CN107306703B (en) | Intelligent irrigation system and irrigation method | |
| WO2016063115A1 (en) | Water purification system using bioremediation plants | |
| RU2092455C1 (en) | Method and apparatus for cleaning waste water, polluted surface water, and drainage water |