Ускорение процессов удаления веществ
Уменьшить количество биогенов в водоеме можно при помощи ускорения процессов удаления, таких как усиление проточности и разбавление чистой водой, изъятие вод гиполимниона, внешнего удаления на специализированных станциях очистки, а также при помощи выемки донных отложений.
Усиление проточности и разбавление чистой водой может привести к существенному улучшению состояния эвтрофного водоема. Положительный эффект достигается благодаря снижению концентрации биогенов и увеличению скорости водообмена, а также за счет удаления водорослей фитопланктона.
Разбавление возможно лишь при наличии больших объемов доступной чистой воды и эффективность этого метода будет тем выше, чем меньше
содержание в добавляемой воде биогенов (Cooke, 2005). В качестве источника водоснабжения могут выступать речные, озерные и подземные воды, однако нужно отметить, что поступление, отличающихся по химическому составу от исходных, водных масс может привести к изменениям в структуре аборигенных водных сообществ. Усиление проточности как оздоровительное мероприятие наиболее эффективно при достижении скорости водообмена составляющего 10-15% от объема озера в сутки.
Отвод водных масс гиполимниона увеличивает экспорт фосфора, в то же время на его смену поступает менее богатая питательными веществами вода эпилимниона. Применение этого метода ведет к установлению нового устойчивого состояния в балансе фосфора (количество снижается), при этом уменьшается время наступления положительного эффекта от выполнения внешних восстановительных мероприятий.
Сброс гиполимниона улучшает окислительно-восстановительные условия в водоеме, т.к. помимо всего прочего гиполимнион характеризуется низким содержанием кислорода, вплоть до его полного отсутствия и аккумулированием восстановленных форм элементов (Mn2+, NH4+, Fe2+, H2S и др.).
Осуществляется процедура посредством размещения водозаборных труб в самой глубокой точке водоема. Выпуск, как правило, организуют ниже уровня водоема, так что отвод происходит по сифонному принципу. Если же выпуск расположен выше или вода подается на очистные сооружения, то в этом случае необходимо строительство насосных станций (Hupfer, Hilt, 2008).
Для внешнего удаления фосфора, вода из озера подается на специализированные станции очистки, расположенные либо на берегу, либо на плавающих платформах. Такая очистка также может позволить одновременно улучшить кислородные условия и удалить токсичные вещества. Для этих целей применяются стандартные технологии водоочистки: осаждение, флокуляция, флотация, адсорбция, фильтрация. После очистки, вода возвращается в водоем.
Существуют современные мобильные версии таких станций, например, береговой комплекс PELICON™ (рис. 2.1.17), осуществляющий трехступенчатую очистку вод гиполимниона от биогенов (осаждение, флокуляция, флотация) и последующий возврат очищенных вод в водоем. Осаждение фосфора достигается при помощи внесения солей алюминия (сульфаты), железа (хлориды, сульфаты), сульфата железа-алюминия – (Fe3+,Al3+)2(SO4)3 (минерал микасаит), глинистых минералов, извести (Ca(OH)2 и CaCO3). Производительность водоочистки портативного комплекса составляет 10-120 м3/ч, при необходимости ее можно увеличить.
Рис. 2.1.17. Схема внешнего удаления фосфора в береговом комплексе PELICON™ (Klapper, 2003)
Примером плавающей станции является установка NESSIE™, в ней в качестве фильтра используются пористые адсорбирующие гранулы с большой удельной поверхностью (300 м2/г), позволяющие удерживать до 60 г фосфора на 1 кг сорбента. После использования, его можно применять в качестве удобрения. Кроме того, станция обладает гибридным солнечно-ветровым двигателем, что существенно снижает ее энергопотребление (Klapper, 2003).
Вопросы для самоконтроля:
1. Восстановительные мероприятия: изоляция донных отложений. Решаемые задачи, варианты осуществления
2. Восстановительные мероприятия: изъятие вод гиполимниона, внешнее удаление фосфора. Решаемые задачи, варианты осуществления, возможные неблагоприятные последствия.
