Способ очистки сточных вод

(51) 02 3/32 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ котором в качестве высших водных растений используют азоллу каролинскую ( ) в количестве 1,0-2,0 кг/м 3, жерушник земноводный( ) в количестве 2,5-3,5 кг/м 3 и веронику поручейную ( ) в количестве 3,5-4,5 кг/м 3. Данные растения охватывают различную глубину водной среды азолла каролинская - 3-5 см,жерушник земноводный - 40-60 см, вероника поручейная - 70-85 см. Использование высших водных растений азоллы каролинской, жерушника земноводного и вероники поручейной при очистке вод,загрязненных тяжелыми металлами, за 7 дней культивирования позволяет очистить сточные воды от ионов свинца и кадмия и ряда других загрязнителей. Степень очистки от ионов свинца и кадмия составляет 75-85, показатели очистки от нитритов, нитратов, фосфатов, поверхностноактивных веществ и аммиака и снижения ХПК колеблются в пределах 85-100.(72) Ешибаев Арыстанбек Аширбаевич Исаева Акмарал Умирбековна Бишимбаев Валихан Козыкеевич Асамбаева Ляззат Калыкбаевна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский Государственный университет им. М. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД(57) Изобретение относится к биологическим способам очистки сточных вод и может найти применение в очистке сточных вод коммунальных предприятий и металлургической промышленности от тяжелых металлов, в частности, от ионов свинца и кадмия, а также нитритов, нитратов, фосфатов,аммиака и ПАВ. Предложен способ очистки сточных вод путем контактирования с высшими водными растениями, в 21204 Изобретение относится к биологическим способам очистки сточных вод и может найти применение в очистке сточных вод коммунальных предприятий и металлургической промышленности от тяжелых металлов, в частности, от ионов свинца и кадмия, а также нитритов, нитратов, фосфатов, аммиака и ПАВ. Известен способ очистки сточных вод, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, заключающийся в том, что сточные воды пропускают через заросли высшей водной растительности камыш озерный, рогоз узколистный, тростник обыкновенный, камыш лесной,ежеголовник ветвистый, сусак зонтичный, осоку водяную, осоку удлиненную, осоку пузырчатую,манник водяной, элодею канадскую, уруть мутовчатую,рдест блестящий, роголистник темно-зеленый, ряску малую (а.с. СССР 918277, кл. С 02 3/32, 1982, БИ 13). Недостатками известного способа является низкая интенсивность процессов очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и необходимость культивирования большого числа используемых видов растений. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ очистки сточных вод от нефтепродуктов (Предпатент РК 17235, МПК С 02 3/32, опубл. 10.04.2006, Бюл.4), предусматривающий очистку путем контактирования с высшими водными растениями - рогозом южным ( ), в количестве 1,0-3,0 кг/м 3, ряской малой ( ), в количестве 0,2-0,5 кг/м 3, роголистником погруженным( ), в количестве 1,0-3,0 кг/м 3. Основным недостатком данного способа является возможность использования предлагаемого консорциума преимущественно для очистки сточных вод от нефтепродуктов и других ингредиентов органической природы. Задачей изобретения является разработка эффективного и доступного способа биохимической очистки сточных вод, в частности, от ионов свинца и кадмия и биогенных элементов при любой температуре. Технический результат,достигаемый при использовании предлагаемого изобретения - снижение в сточных водах содержания ионов свинца и кадмия, а также нитритов, нитратов, фосфатов, аммиака и ПАВ до предельно допустимых концентраций (ПДК). Поставленная задача решается тем, что в способе очистки сточных вод путем контактирования с высшими водными растениями, согласно изобретению,в качестве высших водных растений используют азоллу каролинскую ( с) в количестве 1,0-2,0 кг/м 3,жерушник земноводный ( ) в количестве 2,5-3,5 кг/м 3 и веронику поручейную( ) в количестве 3,5-4,5 кг/м 3. Данные растения охватывают различную глубину водной среды азолла каролинская ( с) -3-5 см, жерушник земноводный ( ) - 40-60 см,вероника поручейная ( ) -70-85 см. При этом достигается следующий технический результат- степень очистки от ионов свинца и кадмия составляет 75-85 показатели очистки от нитритов,нитратов, фосфатов, ПАВ и аммиака и снижения ХПК колеблются в пределах 85-100- возможность использования предлагаемого способа очистки сточных вод в течение 12 месяцев- очищенные воды без дополнительной доочистки можно использовать для нужд сельского хозяйства. Способ осуществляется путем пропускания сточных вод через участок с высаженными растениями -азоллой каролинской, вероникой поручейной и жерушником земноводным. В примере 1 приведены данные лабораторных исследований, где были использованы сточные воды ОАО КП Южполиметалл, отобранные с оборотного водоснабжения, а в примере 2 приведены данные результатов промышленных испытаний на городских очистных сооружениях г. Шымкент. Пример 1. Растения были высажены в стеклянные аквариумы емкостью 20 л, при температуре 05 С. Изменение химических показателей сточных вод оборотного водоснабжения до и после культивирования азоллы каролинской, жерушника земноводного и вероники поручейной представлено в табл. 1. Таблица 1. Снижение концентрации ионов свинца, кадмия и биогенных элементов при культивировании на сточных водах азоллы каролинской, жерушника земноводного и вероники поручейной (лабораторные исследования) До опыта Параметры,рНР 2, мг/л С 2, мг/л Аммиак, мг/л Нитриты, мг/л Нитраты, мг/л Фосфаты, мг/л Химическое потребление кислорода (ХПК) Растворенный кислород, мг О 2/л Поверхностно- активные вещества (ПАВ) Результатами очистки установлено,что использованные водные растения улучшают физические и химические свойства сточных вод. Концентрация ионов свинца и кадмия после 2 культивирования азоллы каролинской, жерушника земноводного и вероники поручейной снижается на 75-85, что соответствует снижению содержания ионов тяжелых металлов в среднем по 0,0021-0,0016 21204 мг/л в сутки (эффективность очистки -75-85 соответственно). Кроме очистки сточных вод от ионов свинца и кадмия, происходит полная очистка и от биогенных элементов (эффективность очистки 100). Очистка сточных вод от ионов свинца и кадмия происходит за счет поглощения их корневой системой, стеблями и листьями водных растений. Кроме того, в ризосферной зоне водных растений интенсивно протекают процессы минерализации биогенных элементов, чему способствует снабжение корневой зоны кислородом. Ризосферные микроорганизмы,живущие на поверхности корневой системы и питающиеся их выделениями,способствуют поглощению растениями питательных веществ. Данные химических анализов свидетельствуют об интенсивном снижении всех азотных соединений аммонийный азот -0,4 мг/л в сутки, нитриты 0,08 мг/л в сутки, нитраты 0,07 мг/л в сутки. Растениями полностью поглощаются фосфатные группы. Содержание растворенного кислорода в воде увеличивается до 7,8 мгО 2/л и значительно снижается потребление кислорода(ХПК) с 7,6 до 0,4. Пример 2. Водные растения были культивированы в условиях системы очистных сооружений г. Шымкент, на площади 4 м 2. Температура воды в момент проведения эксперимента составляла -15 С. Результаты эксперимента представлены в табл. 2. Таблица 2. Снижение содержания ионов тяжелых металлов и биогенных элементов при культивировании на стоках азоллы каролинской, жерушника земноводного и вероники поручейной (промышленное испытание) Параметры Т,С р Р 2 2 Аммиак, мг/л Нитриты, мг/л Нитраты, мг/л Фосфаты, мг/л Химическое потребление кислорода(ХПК) Растворенный кислород, мг О 2/л Поверхностно-активные вещества (ПАВ) Таким образом, использование высших водных растений - азоллы каролинской, жерушника земноводного и вероники поручейной при очистке вод, загрязненных тяжелыми металлами, за 7 дней культивирования позволяет очистить сточные воды от ионов свинца и кадмия и ряда других ингредиентов. Степень очистки от ионов свинца и кадмия составляет 75-85, показатели очистки от нитритов, нитратов, фосфатов и поверхностноактивных веществ, аммиака и ХПК колеблются в пределах 85-100. Интенсификация процесса очистки происходит за счет высокой скорости размножения и большой рабочей площади вегетативных органов водных растений, что позволяет поглощать из воды больше загрязняющих веществ. Кроме того, корни водных растений сорбируют большое количество других механических и органических примесей, а их метаболиты ингибируют процессы самозагрязнения водной среды. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ очистки сточных вод путем контактирования с высшими водными растениями,отличающийся тем, что в качестве высших растений используют азоллу Каролинскую ( с), жерушник земноводный ( ) и веронику поручейную ( ). 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют водные растения в следующих количествах азоллу каролинскую ( с) 1,0-2,0 кг/м 3, жерушник земноводный (