Способ предотвращения загрязнения грунтовых вод

Способ предотвращения загрязнения грунтовых вод

Реферат

Изобретение относится к области охраны природной среды и может быть использовано для очистки поверхностных вод, используемых для подпитки водозаборов.

Известен способ, при котором используют гидрозавесу с инфильтрацией водозабора, расположенного ниже по потоку грунтовых вод относительно источника загрязнения (патент №2052575 от 20.01.1996, МПК E02B 3/16).

Недостатком способа является его сложность при формировании гидрозавесы.

Известен также способ, где устраивают фильтрующие перехваты грунтового водного потока с дренажной системой (патент №2392375 от 20.06.2012, МПК E02B 3/04, E02B 11/00).

В известном техническом решении дренажная система сложная, имеющая уклон в сторону водоема, переходящая в сборную емкость, снабженную крышками, с помощью которых производится откачка загрязненной воды.

Наиболее близким техническим решением является способ, где в качестве фильтрующего вещества используют цеолит зернистой структуры (патент №2377194 от 27.12.2009, МПК C02F 9/00, B01D 24/00).

Недостатком способа-прототипа является то, что при подаче воды в бак-аэратор вводят химические вещества - фильтраторы, способствующие удалению из воды солей бария. При этом осуществляют фильтрацию дважды (в баке-аэраторе и напорном осветительном фильтре, заполненном инертным материалом),что усложняет способ.

Технический результат - упрощение способа.

Техническое решение достигается тем, что, в отличие от способа прототипа в водном канале, служащем подпиткой грунтовых вод для водозабора, на дне располагают фильтрующий материал слоем 1-1,5 м, состоящий из смеси цеолитсодержащих глин Ирлита 1, Ирлита 7, Аланита местного происхождения и Барита, взятого в количестве 5-7% от общего объема глин.

Ирлит 1 местного происхождения республики Северная Осетия-Алания, обладает комплексом макро- и микроэлементов, pH - 3,0.

Ирлит 7 - в отличие от Ирлита 1 - имеет более высокое содержание кремния и алюминия, реакция среды pH - 6,9.

Аланит содержит высокое количество кальция, способный снижать кислотность раствора, одновременно сорбируя молекулы бария.

Основной сорбирующий элемент у 3-х видов цеолитсодержащих глин местного происхождения - кремний (табл.1).

Таблица 1
Содержание химических веществ в цеолитсодержащих глинах (происхождение Республика Северная Осетия-Алания (%))
№	Элементы	Ирлит 1	Ирлит 7	Аланит
1	Кремний	40,2	52,6	51,06
2	Алюминий	16,2	28,1	11,05
3	Железо (2-х валентное)	1,06	4,27	2,1
4	Железо (3-х валентное)	3,23	2,18	1,18
5	Кальций	15,3	3,05	30,7
6	Магний	1,82	1,71	1,1
7	Калий	1,89	2,09	0,8
8	Натрий	0,78	1,1	0,62
9	Фосфор	0,4	0,5	0,38
10	Бор, селен, сера, ванадий, молибден и др. микроэлементы	19,2	4,4	1,1
11	Реакция среды pH	6,9	3,0	8,04

Добавляемый в смесь барит (также местного происхождения) обычно используется в чистом виде как утяжелитель глинистых растворов. Соли бария употребляются для борьбы с вредителями, а также в радиационной защите. Барит гигроскопичен и с водой образует молекулы гидроксида бария, используемые для очистки масел, животных жиров, нефтепродуктов, удаления SO₄.

Обоснование выбранных параметров (5-7%) объясняется особенностью гидроксида бария (образованного в водном растворе) создавать токсичность (ПДК - 0,5 мг/м). Смешанные ирлиты и аланит, обладающие сорбционной способностью, снижают токсичность воды, создавая условия очистки водного канала - источника подпитки грунтовых вод.

Ирлит 1 и Ирлит 7 обладают различным химическим составом и пролонгирующими свойствами, как и все цеолиты.

Используя природные цеолитсодержащие глины в смеси с баритом, можно очистить водный канал и тем самым предотвратить загрязнение грунтовых вод, а также обогатить их необходимыми макро- и микроэлементами, регулировать кислотно-щелочной баланс.

Результаты анализа качества первоначальной исходной и предлагаемой очищенной воды приводятся в таблице 2, из которой следует преимущество предлагаемого способа.

Таблица 2
Качество очищенной воды
№	Показатель (в сухом веществе)	Исходная вода	Очищенная вода	Допустимая концентрация
1	pH	5,8	7,2	6-9
2	Кадмий	0,05	0,01	Менее 0,03
3	Марганец	6,8	2,8	7,2
4	Барий м/л	1,1	0,04	0,1
5	Никель мг/кг	0,96	0,3	4,16
6	Медь мг/кг	1,1	0,5	0,09
7	Цинк мг/кг	0,12	0,02	0,03
8	Свинец мг/кг	3,6	1,6	до 5

Способ позволяет очистить водный канал, упростить техническое решение за счет использования местного природного сырья.

Способ предотвращения загрязнения грунтовых вод, включающий использование в качестве фильтрующего материала природного цеолита, отличающийся тем, что в водном канале, служащем подпиткой грунтовых вод для водозабора, на дне располагают фильтрующий материал слоем 1-1,5 м, состоящий из смеси цеолитсодержащих глин местного происхождения - Ирлит 1, Ирлит 7, Аланит - и барита, взятого в количестве 5-7% от общего объема глин.