2. Инженерные методы активизации процессов самоочистки в водных объектах

В водных объектах происходящие природные процессы спо­собствуют очищению воды от взвесей, органических загрязните­лей, тяжелых металлов, нитратов, фтора и других загрязняющих веществ. Вместе с тем стабилизировать или активизировать эти процессы без инженерного вмешательства, особенно на малых ре­ках, практически не удается по многим причинам. Например, тонкие загрязняющие взвеси не успевают осаждаться в достаточно турбулизированных потоках рек небольшой протяженности со значительными продольными уклонами их русл.

Процессы самоочистки в реках протекают достаточно медлен­но (ориентировочно 2-10 суток и более), а в реках небольшой про­тяженности проходят от истока до устья за 1-3 суток, что недоста­точно для реализации процессов самоочистки.

Наличие в акваториях водных объектов завалов русл рек отмер­шими деревьями, мусором, очагов загрязненных донных отложе­ний также затрудняет процессы самоочищения.

Поэтому инженерные мероприятия должны быть направлены на создание в водных объектах режимов, обеспечивающих эффек­тивность очищающих процессов в воде, а также ликвидацию ис­точников руслового загрязнения.

К инженерным методам активизации процессов самоочистки, протекающих в водных объектах, относят: создание биоводохра­нилищ; устройство водохранилищ-отстойников; замедление дви­жения воды; активизацию окислительных процессов; устройство проточных мелководий — биоплато, биолагун; очистку воды фильтрованием; использование биофильтров и фильтров; другие методы.

Все перечисленные методы являются инженерной интерпрета­цией существующих в природе аналогов. В качестве технических средств используют водоочищающие гидротехнические сооруже­ния, создающие необходимые условия для протекания очищаю­щих процессов в водных объектах [3].

2.1 Пруды-биоотстойники

Для очистки воды от взвешенных минеральных частиц и заг­рязняющих веществ устраивают так называемые верховые пруды-биоотстойники, возводя плотины из местных строительных мате­риалов.

Плотины возводят обычно высотой 3-7 м, обеспечивая тем са­мым вместимость пруда до 1 млн.м³, которые слу­жат для осаждения крупных и тонких фракций взвесей, выполняя при этом роль отстойников, и доочистки сточных и сбросных вод как биопруды. В составе гидроузла предусматривают водосброс шахтного типа для сброса очищенной воды из верхних уровней пруда-биоотстойника. Такие водоочищающие сооружения обыч­но располагают в верховьях рек, подверженных антропогенному воздействию.

В среднем течении малых рек, подверженных антропогенному воздействию, для очистки воды от взвешенных минеральных час­тиц, загрязняющих веществ, а также для выравнивания стока уст­раивают пойменные водохранилища-биоотстойники, для чего возводят плотину из местных строительных материалов высотой 5-12 м., обеспечивающую вместимость водохранилища до 3 млн.м³.

Возводимая плотина состоит из двух частей: глухой и водосбросной. Глухую часть плотины выполняют как частично, так и полностью фильтрующей, а водосброс­ную — как водослив с высоким порогом, обеспечивающим посто­янный слив с верхних слоев водохранилища осветленной и очи­щенной воды. При этом высоту порога назначают из условия обеспечения процесса аэрирования сбрасываемой воды. Для обеспечения работы водохранилища в режиме биоотстойника продолжительность водообмена в нем в период меженных расхо­дов должна составлять не менее 10 суток. В режиме работы как от­стойника, из условия осаждения мелких взвесей, скорость на по­верхности водохранилища не должна превышать 1 м/с. Мелко­водные участки, расположенные вблизи уреза воды, засаживают растениями-сапрофитами, а поступающие в водохранилище воды аэрируют.

Пруды и отстойники являются речными сооружениями и функционируют, подчиняясь гидрологическому режиму водного объекта, и рассчитывают их на пропуск паводковых расходов рас­четной обеспеченности.

Накапливаемые в прудах-биоотстойниках и водохранилищах донные отложения и остатки водной растительности периодичес­ки удаляют [3].