Способ биоутилизации бытовых и промышленных сточных вод цеолитом

(2009.01), 02 1/28 (2009.01), 02 1/48 (2009.01), 02 3/32 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ может найти применение для высокоэффективной очистки бытовых и промышленных сточных вод,снижение токсичности промышленных выбросов в озера и реки, что улучшает водную экологию,способствует восстановлению самоочистки рек и озер. Технический результат достигается за счет использования высокодисперсных частиц цеолита и активации электромагнитным излучением в оптическом диапазоне с помощью полупроводникового лазера потока сточной воды. Такое сочетание позволяет увеличить интенсивность самоочистки сточных вод при минимальных затратах электроэнергии. Предлагаемый способ обладает высокой производительностью и может быть применен для улучшения качества очистки сточных вод больших и малых городов, поселков, сел, что значительно улучшит экологическую ситуацию.(72) Инюшин Виктор Михайлович Идрисова Динара(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет имени аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан Товарищество с ограниченной ответственностью Таза-Су(56) Инюшин В.М., Гидроагроэлектростанции как центры биоэнергетической реабилитации среды и человека. Гидротехническое строительство. М. Энергоатомиздат, 1991. 9, с. 10-13(54) СПОСОБ БИОУТИЛИЗАЦИИ БЫТОВЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ЦЕОЛИТОМ 22891 Изобретение относится к водному хозяйству и области водной экологии. Предлагаемый способ может найти применение для высокоэффективной очистки бытовых и промышленных сточных вод,снижения токсичности промышленных выбросов в озера и реки, что улучшает водную экологию,способствует восстановлению самоочистки рек и озер. Известны многочисленные способы биоутилизации бытовых промышленных сточных вод с помощью выращивания на гидропонике высших растений. Так, например, используется установка с перфорированным днищем для проникновения корневой системы растений и ее контакта со сточными водами (патент США 41143116, НКИ 47-61, 1978 и патент США 4057930, НКИ 17-61, 1977). Известен также способ для очистки воды рек и водохранилищ с помощью агрогидромодулей(В.М.Инюшин Гидроагроэлектростанции как центры биоэнергетической реабилитации среды и человека, Гидротехническое строительство. М. Энергоатомиздат, 1991,9 , с. 10-13). Согласно этому способу растительные культуры размещают на питательном субстрате в рыбоводном водоеме (водохранилище, река). Две трети корневой массы находится в воде. Предварительно часть воды активизируют электромагнитным излучением в оптическом диапазоне. Для этой цели используют источники когерентного электромагнитного излучения - газовые лазеры с максимальной мощностью 20 мВт. В первые дни вегетации растений, когда корневая система не достигла поверхности воды,субстрат периодически увлажняют путем орошения или капиллярной подачей воды при помощи фитиля. Воздушная прослойка для корневой системы с оптимальной высотой 2-3 см создается с целью получения парникового режима путем заключения этого пространства в полиэтиленовый мешок, что способствует повышению газообменных процессов и улучшению гидротермического режима. Недостатком вышеуказанного способа являются низкая эффективность адсорбентов субстрата цеолита, уменьшение резистентности растений при контакте со сточной водой. Велика трудоемкость процесса очистки сточных вод за счет активации сорбента - цеолита. Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа с высокой производительностью, минимальной трудоемкостью и высоким качеством очистки. Технический результат достигается предлагаемым способом биоутилизации бытовых и промышленных сточных вод цеолитом,включающим адсорбцию с помощью высших растений и предварительную электромагнитную активацию потока сточной воды, в отличие от известного, воду подвергают активации излучением полупроводникового лазера с длиной волны 630 нм и мощностью 80-100 мВт в зоне действия постоянного магнитного поля, а адсорбцию проводят высокодисперсным цеолитом с диаметром 2 частиц 120-150 мк, который предварительно инъекцируют в поток воды в количестве 100-500 мг/м 3. Использование мелких частиц цеолита позволяет увеличить сорбционную емкость в более чем 1000 раз. Об этом свидетельствуют экспериментальные данные. При применении фракции цеолита диаметром 0,5-10 мм прозрачность сточной воды через 24 часа после обработки составляет 50-60 мм. При применении диспергированной фракции цеолита уже через 10 часов - 300 мм, а через 24 часа(химическое потребление кислорода). Через 24 часа после контакта с крупной фракцией активированного цеолита 0,5-10 мм ХПК равно 180. В случае применения диспергированной фракции ХПК - равно 15. Следовательно,высокодиспергированные фракции цеолита увеличивают сорбционную активность сорбента и интенсифицируют окислительные процессы. При применении полупроводникового лазера без постоянного магнитного поля наблюдается разброс по значениям ХПК от 10 до 45. В случае применения постоянного магнитного поля в сочетании с лазерным излучением разброс уменьшается более чем в 3 раза от 10 до 15. Пример осуществления способа. На воде бассейна-накопителя устанавливают агрогидромодули АГМ (1), выполненные из пенопласта (фиг. 1). Пенопласт имеет перфорации диаметром 10 мм, которые заполняют цеолитом (2) диаметром частиц 0,5-10 мм. На дне пруданакопителя насыпают слой цеолита с диаметром частиц 30-40 мм (3). Толщина слоя не менее 100 мм. Верхний слой агрогидромодуля представлен перегноем толщиной 10 мм (4). На такой почвенный субстрат производят посадку семян однолетних растений - азотофиксаторов (соя, клевер, люцерна и др.). Далее на каждый м 2 АГМ высаживают по 2 черенка серебристого тополя или ивы. На второй месяц после посадки все растения образуют корневую систему, которая контактирует со сточными водами. Предварительно сточную воду подвергают оптико-магнитной активации с применением полупроводникового лазера с длиной волны 630 нм и мощностью 90-100 мВт (5), который устанавливают в верхней части трубы или лотка. При сбросе стоков воду подвергают действию постоянного поля (6) и лазерного излучения. Здесь же устанавливают бункер (7), заполненный мелкодисперсной фракцией цеолита и снабженный дозатором, который обеспечивает инъекцию от 100 до 500 мг на 1 м 3 воды. Эксперименты показывают,что 50 мг высокодисперсной фракции цеолита при исходном значении ХПК после механической очистки 340 снижает ХПК на 30-40 единиц. При дозе 100 мг снижение происходит до 50-60 единиц. При 500 мг это значение составляет 10-15 единиц. В связи с этим выбран интервал дозы от 100 до 500 мг на 1 м 3 воды в зависимости от степени загрязнения воды. Были проведены следующие эксперименты для определения антитоксических возможностей новой 22891 технологии. В контроле до лазерной активации в сочетании с магнитным полем содержание цианистого калия составляет 940 мг/дм 3, через 24 часа после применения лазерной активации и высокодисперсного цеолита содержание цианистого калия составляет 820 мг/ дм 3. После чего высокотоксичную агрессивную сточную воду сливают в бассейн, наполненный АГМ и через 40 дней проводят анализ воды на содержание цианистого калия. Содержание цианистого калия уменьшилось до 1,6 мг/дм 3. Следовательно, мы имеем ярко выраженный эффект подавления агрессивности токсических веществ промышленных сточных вод в случае цианистого калия, который подвергался интенсивному окислению и адсорбции продуктов окисления высокодисперсным цеолитом. Яркий результат достигнут и при изучении динамики ХПК различных сточных вод, которые прошли активацию лазерным излучением и постоянным магнитным полем в сочетании с высокодисперсным цеолитом и применением АГМ. Если до лазерной активации в потоке сточной воды после механической очистки ХПК составляет 380, то через 14 дней в бассейне-накопителе после прохождения всех этапов очистки ХПК - 8-10 единиц. Следовательно, результаты эксперимента показывают, что имеет место интенсификация процессов самоочистки сточной воды, что позволяет использовать технологию в системах очистки бытовых и промышленных сточных вод. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ биоутилизации бытовых и промышленных сточных вол цеолитом,включающий биоутилизацию с помощью цеолита и высших растений и предварительную электромагнитную активацию потока сточной волны, отличающийся тем, что воду подвергают активации полупроводниковым лазером с длиной волны 630 нм в зоне действия постоянного магнитного поля,а адсорбцию проводят высокодисперсным цеолитом с диаметром частиц 120-150 мк, который предварительно инъекцируют в поток сточной воды в количестве 100-500 мг/м 3.