2.2 Фильтрующие плотины и запруды

Для очистки воды от загрязнений в малых реках, подвержен­ных антропогенному воздействию, можно использовать так назы­ваемые фильтрующие плотины и запруды с добавлением специального материала, например, природного цео­лита, вступающего во взаимодействие с химическими веществами, содержащимися в воде (микропористые каркасные алюмосилика­ты кристаллической структуры). Природные цеолиты обладают уникальными сорбционными, ионообменными, ионоселективны­ми и другими свойствами.

Хороших результатов при очистке воды малых рек можно дос­тичь, устроив в пределах русла каскад подпертых бьефов - часть реки, канала, водохранилища или другого водного объекта, примыкающая к гидротехническому сооружению [6] без выхо­да на пойму и аэрирования. Для подпора воды в данных случаях используют затапливаемые во время высоких паводков перепады-аэраторы с повышенным порогом. Каскад русловых бьефов с аэраторами замедляет скорость движения воды в реке, создавая необходимый промежуток времени для реализации про­цессов очистки, и интенсифицирует их за счет аэрирования сбра­сываемого потока и его перемешивания в нижнем бьефе каждого сооружения.

Длину бьефа и высоту перепада-аэратора определяют из усло­вия обеспечения очищающих процессов и топографии.

Русловые перепады-аэраторы выполняют в виде русловых пло­тин автоматического действия с развитым водосливным фронтом, рассчитанных на пропуск максимальных расходов при перепаде на сооружении не более 0,3 м., обеспечивающих неразмывающие режимы при выходе воды на пойму при ее затоплении. Для полу­чения большего эффекта аэрации устраивают различного вида рассекатели потока. При эксплуатации подобных сооружений следует учитывать условия прохождения льда и плавающего мусо­ра или принимать меры по их задержанию в верхнем бьефе каждо­го сооружения. Если необходимо, то скопившийся мусор изымают тем или иным способом.

Русловые запруды и полузапруды представляют собой располагае­мые в пределах русла переливные камненабросные плотины. Эф­фект очистки воды при устройстве русловых запруд и полузапруд аналогичен эффекту, достигаемому при устройстве русловых бье­фов с аэраторами [3].

2.3 Биоплато

Для очистки вод, загрязненных различными веществами, в том числе и тяжелыми металлами, используют биоплато – живой фильтр для водоема, устраиваемое как на пойме, так и в русле малых рек.

Эффекта очистки достигают за счет прохождения загрязненной воды через мелководный участок, засаженный водными растениями-сапрофитами. Береговое биоплато располагают по берегам реки, образуя мелководные участки путем вертикальной планировки прибрежной полосы.

Русловое биоплато имеет вид мелководья, полностью перегораживающего русло реки и расширяющегося в результате планировки береговой полосы.

Основные размеры биоплато зависят от его очищающей способности, гидравлических и гидрологических условий водного объекта. Отмирающую водную растительность в процессе эксплуатации биоплато скашивают и удаляют для захоронения.

Применением рассмотренных инженерных методов интенси­фикации процессов самоочистки при их сравнительно невысокой стоимости и незначительных эксплуатационных издержках дос­тигается комплексность очистки сразу от нескольких загрязните­лей, а также достаточно высокая степень очистки от поступающих загрязняющих веществ в больших концентрациях.

Однако следует отметить то, что, несмотря на комплексность очистки от самых различных загрязняющих веществ, интенсив­ность и эффективность очистки от разных компонентов неодина­кова и требования к их допустимой начальной концентрации сильно различаются. Кроме того, возможны случаи, когда очистка от некоторых компонентов загрязняющих веществ в акваториях водных объектов не происходит вообще.

Например, водные объекты, подверженные большой антропогенной нагрузке, имеют донные отложения, сильно загрязненные тяжелыми металлами. Поэтому после ликвидации первичных источников загрязнения подобные донные отложения вызывают вторичное загрязнение водного объекта. С целью ликвидации источников вторичного загрязнения необходимо удалить загрязненные донные отложе­ния, обезвредить их и утилизировать [3].