УДК 58.084.1
Автор: В.П. Кузнецов, инженер физик, к.т.н., член корреспондент РЭА. С.т. +7-905-068.5757; E-mail: vpk-51@yandex.ru.
Спонсор работы: Фонд Бортника (Фонд содействия инновациям) договор №1900ГС1/26955 от 22.03.2017.
Введение: Задачами данной работы являются: разработка гидра теплицы и изготовление ее со всеми системами обеспечивающими выращивание биомассы (аквакультуры – эйхорнии) на сточных водах. Как следствие этого обеспечить очистку стоков до уровня вод рыбохозяйственного назначения.
В данной работе гидра теплица разрабатывается для очистки сточных вод от продуктов хозяйственной деятельности животноводческих комплексов, жилищно-коммунального хозяйства и предприятий пищевой промышленности. На самом деле, спектр источников стоков намного шире, например, стоки скважин разведки полезных ископаемых и т.п.
В настоящее время очистка стоков не только в Российской Федерации, но и во всем мире ведется в основном механическими способами (отстаивание, фильтрация, флотация, применение мембран и др.). На 30% предприятий применяют химические способы очистки (коагулянты, флокулянты, септики, ПАВы и др.). И лишь в некоторых больших городах стоки дочищают биологическим способом, применяя для этого активный ил при продувке стоков воздухом.
Стоимость механической очистки стоков составляет 7 – 10 руб./(м. куб.). Очистка стоков с применением дополнительно химических способов доводит стоимость до 25 – 30 руб./(м. куб.). Применяя еще и биологическую очистку, предприятия удорожают технологию до 35 – 70 руб./(м. куб.) и очищают стоки до состояния вод рыбохозяйственного значения, т.е., такие воды можно сбрасывать в открытые водоемы без природоохранных платежей.
Альтернативой является грубая механическая очистка совместно с очисткой стоков растениями. Такая технология позволяет очистить стоки до качества, соответствующего качеству вод рыбохозяйственного назначения за меньшие деньги 10 – 15 руб./м. куб., что в три раза дешевле и, следовательно, экономически эффективней.
В Российской Федерации, в частности, в Сибири, применение подобной технологии сдерживается суровыми климатическими условиями. А растения, обладающие высокой сорбционной способностью в основном, являются тропическими, и не могут жить в неблагоприятных погодных условиях. Города и предприятия производят сточные воды круглый год, причем 8 месяцев в Сибири минусовая температура, а это значит, вегетационный период останавливается.
Применяя гидра теплицы для выращивания аквакультуры – эйхорнии, которые самообеспечиваются теплом и электроэнергией, за счет биомассы выращиваемой в них, реализуется проект круглогодичной очистки стоков, так как биомасса, выращенная на стоках, имеет высокий коэффициент энергетической отдачи. Применение гидра теплиц с выращиванием в них растения эйхорния существенно снизит нагрузку на окружающую среду, и сделает пространство Сибири более человекоемким, позволяющим большему количеству людей жить на указанной территории в цивилизованных условиях.
С этой статье показана конструкция гидротеплицы, её освещения, подогрева воды. Все остальные системы оставлены за кадром как наиболее ответственные за выращивание и очистку стоков системы. Если у читателя будет желание этой информацией можем поделится либо на страницах этого канала либо в частном порядке.
Фиг.1. Каркас гидротеплицы из сухих сосновых досок. Размеры длина 9 м, ширена 2, высота 1,4 м, высота теплицы для воды 0,70 м.
Фиг.2. Установка подогрева воды типа теплый пол. Мощность 500 Вт, напряжение 220 В, терморегулятор на 25 оС.
Фиг.3. Гидроизоляция теплицы в виде полиэтиленовой пленки.
Фиг.4. Заполнение водой из скважины. Температура воды 7 оС. Содержание в воде фенол-формальдегида 270 мг/л. Азот 20 мг/л.
Фиг.5. Накрываем поверхность воды пенополистирольными плитами для защиты воды от циан бактерий и потери тепла.
Фиг.6. Гидротеплица готова, к заселению эйхорнией. Вода нагрета до температуры 25оС за 6 суток. Организован режим свата 14 час. - день и 10 час. ночь для нормализации биоценоза.
Фиг.7. Заселение гидротеплицы. В свободное плавание выпущено 40 розеток эйхорнии. 19.07.2017 г.
Фиг.8. Опустили люстру освещающею эйхорнию на 30 см от поверхности воды. Видно, что прикорневая часть листа имеет шаровидную форму, это обусловлено мелководоёмностью при выращивании эйхорнии. 28.07.2017 г.
Фиг.9. Освещенность эйхорнии на уровне нижнего листа составляет 4000 лм. Каждый день добавляли стоки свиноводства по 200 литров. Растения стали расти динамичней. 01.08.2017 г.
Фиг.10. Заметили появления циан бактерий и закрыли свободное пространство пенополистиролом. 09.08.2017 г.
Фиг.11. Спустя лунный месяц количество розеток увеличилось до 470 штук. Появились цветы. Концентрация фенола и формальдегида снизилась 0,2 мг/л более чем в 1000 раз. Концентрация азота на уровне 0,1 мл/л. 17.08.2017 г.
Заключение появится позже: