Диссертация (1141579), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Установленоpseudacorus),влияниеТростникавысшихобыкновенногорастений:Ириса(Phragmitesболотногоcommúnis)и(IrisРогозашироколистного (Týpha latifólia) на процесс фиторегенерации и пропускнуюспособность фильтрующей загрузки. Экспериментально определена скоростьфиторегенерации фильтрующей загрузки от тяжелых металлов и нефтепродуктовИрисом болотным: Cu – 8,33 мг/кг∙мес, Al – 4,39 мг/кг∙мес, Pb – 2,83 мг/кг∙мес, Fe– 7,77 мг/кг∙мес, Zn – 10,93 мг/кг∙мес, НП - 137,27 мг/кг∙мес; Тростникомобыкновенным: Cu – 2,00 мг/кг∙мес, Al – 2,85 мг/кг∙мес, Pb – 0,58 мг/кг∙мес, Fe –7,67 мг/кг∙мес, Zn – 2,97 мг/кг∙мес, НП - 249,3 мг/кг∙мес. При сниженииконцентрации Zn на 1,80 мг/кг∙мес, снижения Cu, Al, Pb, Fe в фильтрующейзагрузке в колоннах с Рогозом обыкновенным не выявлено.1007.
Установлено,чтоэффективностьвосстановленияпропускнойспособности фильтрующей загрузки растениями уменьшается в ряду: Ирисболотный > Тростник обыкновенный > Рогоз широколистный. В качестверастений для фитофильтров рекомендованы Ирис болотный и Тростникобыкновенный.8. Биомасса надземной части растений после фиторегенерации имеет 4класс опасности по степени негативного воздействия на окружающую среду иможет быть утилизирована на полигонах ТБО без дополнительной обработки.101ГЛАВА 4.
ПЕРСПЕКТИВЫ И ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕПРИМЕНЕНИЯ ФИТОФИЛЬТРОВ В УСЛОВИЯХ УМЕРЕННОГОКЛИМАТА4.1 Предлагаемое техническое решение по очистке поверхностного стока нафитофильтрах в условиях умеренного климата и области его примененияНа основании результатов проведенных экспериментальных исследованийпредложенотехническоерешение,позволяющееприменитьтехнологиюфитофильтрования в условиях умеренного климата и обеспечивать круглогодичновысокое качество очистки поверхностного стока от взвешенных веществ ирастворенных примесей, а также осуществлять хранение очищенного стока сцелью последующего использования.Стабильное качество очистки обеспечивается добавлением в фильтрующуюзагрузку цеолита и торфа, материалов способных сорбировать нефтепродукты итяжелые металлы. При этом за счет растений и почвенных микроорганизмовдостигается фито- и биорегенерация фильтрующей загрузки в течение теплогопериода года.
Для хранения очищенных на фитофильтре ПСВ с цельюпоследующего использования под слоем фильтрующей загрузки предусмотренрезервуар с инертным крупнозернистым насыпным материалом КНМ - гравиемили щебнем. Для подачи накопленных очищенных сточных вод потребителю вкрупнозернистой загрузке предусмотрена дренажная система или скважина сразмещенным в ней погружным насосом.На рисунке 51 представлено предлагаемое устройство для очисткиповерхностного стока.Устройство работает следующим образом. Поверхностные сточные воды,прошедшие предварительную очистку от мусора и грубодисперсных примесей нафильтре или камере отстаивания 1 (опционально), поступают в чашу 3 блокаочистки 2, которая наполняется сточной водой.
В дальнейшем сточные воды102фильтруютсячерезфильтрующуюзагрузку4свысаженнойвнейрастительностью 5 до полного впитывания [178].Рисунок 51 - Устройство для очистки и хранения поверхностного стока1 - камера отстаивания или фильтр (опционально); 2 - блок очистки; 3 - чаша, заполняемаясточной водой; 4 - фильтрующая загрузка; 5 - растительность; 6 - резервуар с насыпнымкрупнозернистым материалом; 7 - крупнозернистый насыпной материал; 8 - дренажная труба;9 - непроницаемое основание; 10 - устройство регулирования расхода; 11 - скважина;12 - погружной насосДалее, очищенные сточные воды поступают в резервуар с насыпнойкрупнозернистой загрузкой 7, расположенной под фитофильтром. Подачаочищенныхсточныхводпотребителюосуществляетсяподренажнойперфорированной трубе, расположенной в слое крупнозернистого материала,либо в напорном режиме при помощи погружного насоса 12, располагаемого вскважине 8, выполненной сквозь фильтрующую 4 и крупнозернистую 7 загрузку.При благоприятных гидрогеологических условиях очищенные сточныеводы могут быть инфильтрованы в окружающий грунт.
В этом случаенепроницаемое основание 9 не устраивается.Научная новизна предлагаемого решения подтверждена патентом РФ наизобретение № 2540620 от 01.08.2013г. [218].Разработанная технология очистки ПСВ методом фитофильтрования снакоплением очищенного стока в слое пустотной крупнозернистой загрузкиимеетширокуюобластьпримененияиможетбытьиспользованана103промышленных предприятиях, городских территориях и частных участках призагородных домах.Разработана технологическая схема, включающая этап фитофильтрации ихранения очищенной воды в пустотной крупнозернистой загрузке (рисунок 52).Рисунок 52 - Технологическая схема очистки поверхностного стока с этапом фитофильтрации1 – приемный лоток; 2 – отстойник; 3 – фильтрующая загрузка; 4 – пустотная загрузка; 5 –дренажная система; 6 – безнапорный сорбционный фильтр; 7 – насос (опционально); 8 –трубопровод подачи воды потребителюЭтап отстаивания может быть исключен из технологической схемы.
Приэтом необходимо увеличить частоту рыхления и замены верхнего слояфильтрующей загрузки.Необходимостьналичиясорбционногоблокаглубокойдоочистки,выполненного в виде фильтрующего патрона и устанавливаемого в колодец,определяется требованиями потребителя к качеству подаваемой воды.Очищенные дождевые воды на промышленных предприятиях (см. рисунок53) могут быть использованы как для технологических нужд, так и в целях поливазеленых насаждений, мытья дорожного покрытия, мойки оборудования иавтотранспортных средств, пожаротушения, снабжения санузлов техническойводой (для смыва унитазов).
Кроме того, дождевая вода обладает малойжесткостью, что позволяет применять ее во многих технологических процессах, втом числе для подпитки оборотных систем водоснабжения. Доля поверхностногостока в общем объеме потребляемой предприятием воды зависит от многихфакторов и может достигать 30% [219].Качество очищенного поверхностного стока после фитофильтра безсорбционного блока доочистки удовлетворяет нормативным требованиям 1–й и2–й категории гальванических производств в соответствии с ГОСТ 9.314-90,104машиностроительных предприятий по СН 118-68, требованиям к подпиточнойводе оборотных систем нефтеперерабатывающей промышленности по ВУТП- 97и др.
(таблица 30). При необходимости получения воды более высокого качестваможет быть предусмотрена доочистка, например, на сорбционных фильтрующихмодулях, устанавливаемых в колодце после фитофильтра [220, 221].Рисунок 53 - Применение фитофильтра на промпредприятииТаблица 30 - Требования к качественному составу воды для нужд предприятий различныхотраслейПоказателиПослеФФТребования к качеству воды на предприятияхГальваническоепр-воГОСТ 9.314-90Машиностр.предприятияСН 118-68Категория12Вода дляПодпитказаводненияоборотныхнефтяныхсистемнефтепер-ейпластовпромышл-тиОСТ 39-225-88ВУТП-97Сбросвр/хводоемВзв.
в-ва,мг/л10--5-3003-5015Фон+0,25НП, мг/л0,50,50,3-5-501,50,05Fe, мг/л0,10,30,10,1-1,5--0,1Al, мг/л0,04-----0,04Pb, мг/л0,1-----0,006Cu, мг/л0,011,00,3---0,001Zn0,15,01,5---0,01Жесткость,мг-экв/л1,5-3,07,06,01,5-5-2,5 (карб)-рН6,5-8,06,0-9,06,5-8,57-8-7-8,56,5-8,5НетДаНетНетНетДаНеобходимостьсорбц. доочистки105На городских территориях очищенные дождевые воды могут бытьиспользованы для полива зеленых насаждений садово-парковых зон, спортивныхполей, водоснабжения декоративных фонтанов, мытья дорожного покрытия.На рекреационных территориях фитофильтры могут быть источникомводоснабжениядляподпиткифонтанов.Фонтанвыполняетнетолькодекоративную функцию, но обеспечивает и ряд дополнительных преимуществ:поддерживает влажность на поверхности фитофильтра даже в засушливыепериоды, а также обеспечивает частичное удаление воды из системы за счетпотерь на испарение и уноса воды в виде брызг, что может лишитьнеобходимости устройства отвода стока от фитофильтра.
Накопленная водаможет быть использована и для полива окружающих газонов и цветников. Такиесистемы могут быть органично вписаны в ландшафт озелененных территорий иявляться элементом благоустройства (рисунок 54).Рисунок 54 - Применение фитофильтра на территории рекреационного назначения собустройством фонтанаПредлагаемый подход к очистке и хранению ливневых и талых вод имеетпотенциал применения на частных участках с целью обеспечения хозяйственныхи технических нужд – полив зеленых насаждений, мытье машины и т.д. (рисунок55). Кроме того, согласно п.
5.1.6 СП 30.133330.2012, допускается подводить водунепитьевого качества к писсуарам и смывным бачкам унитазов. Таким образом,106учитывая структуру водопотребления в частных домах, в которой питьевой воде иприготовлению пищи отводится порядка 11%, принятию душа – 37%, уборке истирке белья – 7%, смыву унитаза – 41%, поливке сада – 3%, мытью автомашин –1%, использование дождевой воды позволит до половины сократить потреблениепитьевой воды на хозяйственные нужды.Рисунок 55 - Применение фитофильтра для водоснабжения загородного домаТрадиционные системы, применяемые для хранения и использованияливневых вод на частных участках, как правило, содержат устройства для очисткитолько от крупных примесей (листва, ветки и т.д.). Однако известно, чтодождевые воды с крыш могут содержать помет птиц и мелких животных,насекомых, вещества или частицы материала крыш и пр.
[222; 223]. Поэтомуперед использованием таких вод даже для технических нужд требуетсяпредварительная очистка.Приблагоприятныхгидрогеологическихусловияхочищенныйнафитофильтрах поверхностный сток может быть инфильтрован в грунтовыеводоносные пласты, что будет способствовать восстановлению естественногогидрологического состояния урбанизированной территории. Преимуществаинфильтрации поверхностного стока в грунтовые водоносные горизонтыпоказаны в работе Печникова В. Г.
и др. [224].1074.2 Рекомендации по проектированию и расчету фитофильтра для очисткии использования поверхностного стокаЦелью расчета фитофильтра является определение его размеров и срокаслужбы с учетом гидравлических и сорбционно-ионообменных характеристик,полученных в ходе экспериментальных исследований, а также расчета водногобаланса.Расчет площади фитофильтра фф производится исходя из необходимостинакопления объема ливневых вод от расчетного дождя или суточного объематалых вод с канализуемой территории на поверхности фитофильтра слоем неболее ℎпов и последующего их срабатывания в течение 24 часов.фф = ос /ℎпов ,(10)где ос - расчетный объем осадков (дождевых или талых вод), подлежащийочистке, определяется по методике [108], м3;ℎпов – максимальный слой воды, образующийся на поверхности фитофильтра,принимается равным 0,3 м.Таким образом, исходя из необходимости срабатывания расчетного объемасточных вод в течение суток, минимальная скорость фильтрования составит:Форма=повфитофильтра=в,= 0,0125 м/ч (12,5 мм/ч)планевыбираетсяпроизвольно(11)исходяизхарактеристик водосборной территории, доступной площадки под строительствои т.д.
Площадь одного фитофильтра не должна превышать 400 м2.Рекомендуемая конфигурация фильтрующей загрузки (сверху вниз): 100 мм– песок крупный; 300 мм – многокомпонентная загрузка цеолит: торф : песок всоотношении 2:1:7 по объему, 300 мм – песок. Под фильтрующей загрузкойрасполагаются поддерживающие слои гравия фр. 3-10 мм, фр. 3-20 мм высотой100 мм каждый. Перфорированные водосборные трубопроводы располагаются вдренажном слое крупнозернистого насыпного материала, например, гравия фр.20-40 мм общей толщиной 400-500 мм.108Высота слоя крупнозернистого насыпного материал ℎкнм в случаенакопления очищенных поверхностных сточных вод определяется по формуле:ℎкнм =фф ∙,(12)где – водоотдача пустотной загрузки, принимается по таблице 29;,- максимальный и минимальный остаток воды в пустотной загрузке вконце n-ого месяца, определенный по уравнению водного баланса по месяцам.Площадь блока накопления очищенного поверхностного стока с пустотнойзагрузкой принимается равной площади фильтрующей загрузки.Схема водного баланса фитофильтра представлена на рисунке 56.Рисунок 56 – Водный баланс фитофильтраУчитывая вероятностный характер образования атмосферных осадков иобъем доступных данных метеостатистики, наиболее рационально рассматриватьводный баланс фитофильтра за расчетный период равный одному месяцу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
