HU231402B1 - Modular and non modular remediation columns for the treatment of polluted waters - Google Patents
Modular and non modular remediation columns for the treatment of polluted waters Download PDFInfo
- Publication number
- HU231402B1 HU231402B1 HUP2000428A HUP2000428A HU231402B1 HU 231402 B1 HU231402 B1 HU 231402B1 HU P2000428 A HUP2000428 A HU P2000428A HU P2000428 A HUP2000428 A HU P2000428A HU 231402 B1 HU231402 B1 HU 231402B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- remediation
- water
- sliding
- bulk material
- module
- Prior art date
Links
- 238000005067 remediation Methods 0.000 title claims description 84
- 239000003643 water by type Substances 0.000 title claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 91
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 claims description 39
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 23
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 22
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 14
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 39
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 14
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 12
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 10
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 9
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 9
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 7
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 6
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 5
- -1 Nitrate ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000004463 hay Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 2
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 239000010897 cardboard waste Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000007483 microbial process Effects 0.000 description 1
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000447 pesticide residue Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000013502 plastic waste Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 239000010875 treated wood Substances 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sewage (AREA)
- Hydroponics (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
Description
Moduláris és nemmoduláris remediációs oszlopok szennyezett vizek tisztításáraModular and non-modular remediation columns for cleaning polluted waters
LeírásDescription
[1] A találmány tárgya egy berendezés a szennyezett vizek tisztítására. A találmány szerinti remediációs oszlopok a tápanyagok és a mikroszennyezők eltávolítását teszik lehetővé. A tisztítás céljai szerves szénben szegény vizek, pontosabban az 1) a szennyvíztisztító telepek tisztított szennyvizei további tisztításra; 2) agrárvizek; 3) csapadékvizek és 4) természetes felszíni vizek mint például patakok, folyók vagy tavak.[1] The subject of the invention is a device for cleaning polluted waters. The remediation columns according to the invention enable the removal of nutrients and micropollutants. The purposes of the purification are waters low in organic carbon, more specifically 1) purified wastewater from sewage treatment plants for further purification; 2) agricultural waters; 3) rainwater and 4) natural surface waters such as streams, rivers or lakes.
[2] A szerves szénben szegény vizek a természetes vizek elszennyezésének egy nagy forrása. Legészrevehetőbb az, hogy a szerves szén alacsony koncentrációja korlátozhatja a nitrát eltávolítását. Például, számos szerző - például G. Dotro Treatment Wetlands, IWA Biological Wastewater Treatment Series Vol. 7. (IWA Publishing, London, pp. 111-121., 2017) és Pálfy et al. „Filling hydraulics and nitrogen dynamics in constructed wetlands treating combined sewer overflows” (EcolEng 101: 137-144.) c. 2017-es cikke ír ilyen vizekről. A kezelt kommunális szennyvízzel még bebocsátásra kerül nitrát, foszfát és mikroszennyező a befogadó természetes vizekbe. Az agrárvizek tápanyagokat és növényvédőszer-maradványokat hordanak ki az agrárterületekről. A csapadékvizek üzemanyagokat, kenőzsírokat és mikroszennyezőket hoznak mozgásba a városi övezetekben. Az egyesített üzemű csatornák túlfolyói tisztíthatóak növényes tisztítómezőkben, de szerves szénben szegény és kitisztult vizeik magas koncentrációjú nitrátkimosódást okoznak. Ezen felül a patakvizek, a folyóvizek és a nitrát- és / vagy foszfátszennyezett tavak vizei is besorolhatók a szerves szénben szegény vizek közé. A természetes vizek minőségének további javítása érdekében a végrehajtásnak szüksége van új technológiák megjelenésére, melyek infrastruktúra mellett vagy nélkül is, alacsony életciklus költségek mellett használhatóak pontszerű és nem pontszerű (idegen szóval: diffúz) szennyezések kezelésére.[2] Waters low in organic carbon are a major source of pollution in natural waters. Most notably, low concentrations of organic carbon can limit nitrate removal. For example, several authors - for example G. Dotro Treatment Wetlands, IWA Biological Wastewater Treatment Series Vol. 7. (IWA Publishing, London, pp. 111-121., 2017) and Pálfy et al. "Filling hydraulics and nitrogen dynamics in constructed wetlands treating combined sewer overflows" (EcolEng 101: 137-144.) c. His 2017 article talks about such waters. Nitrate, phosphate and micro-pollutants are also introduced into receiving natural waters with the treated municipal wastewater. Agricultural waters carry nutrients and pesticide residues out of agricultural areas. Stormwater moves fuels, greases and micropollutants in urban areas. The overflows of the combined canals can be cleaned in vegetated treatment fields, but their purified waters, poor in organic carbon, cause leaching of high concentrations of nitrates. In addition, stream waters, river waters and nitrate- and/or phosphate-contaminated lakes can also be classified as waters low in organic carbon. In order to further improve the quality of natural waters, the implementation needs the appearance of new technologies that can be used with or without infrastructure and at low life cycle costs to treat point and non-point (in a foreign word: diffuse) pollution.
[3] A szerves szénben szegény vizek kezelhetőek növényes tisztítómezőkkel (NT). Jan Vymazal 2007-es „Removal of nutrients in varioustypes of constructed wetlands” (Science of The Total Environment 380 (1-3):48-65) c. cikkében meghatározta, hogy a NT-k mesterségesen létrehozott ökológiai rendszerek, melyekben a mikrobiális aktivitáshoz, a növényekhez és a porózus anyagokhoz köthető természetes tisztítási folyamatok kerülnek optimalizálásra. A tudományos közösség NT-k elkülöníthető típusait fejlesztették ki a hatékony tisztítás és alacsony költségek érdekében. A NT-k Fonder és Headley a „ The taxonomy of treatment wetlands: A proposed classification and nomenclature system” (Ecological Engineering, Volume 51, February 2013, Pages 203-211) c. cikke szerint egy sokszínű technológiai csoport. Közös jellemzőjük, hogy alacsony energiabevitel mellett, vagy energiabevitel nélkül tisztítanak meg szennyezett vizeket. A korábban felsorolt vizek közül valamennyi megcélozható velük.[3] Waters poor in organic carbon can be treated with plant purification fields (NT). Jan Vymazal 2007 "Removal of nutrients in various types of constructed wetlands" (Science of The Total Environment 380 (1-3):48-65). defined in his article that NTs are artificially created ecological systems in which natural cleaning processes related to microbial activity, plants and porous materials are optimized. Separable types of NTs have been developed by the scientific community for efficient purification and low cost. NTs Fonder and Headley in "The taxonomy of treatment wetlands: A proposed classification and nomenclature system" (Ecological Engineering, Volume 51, February 2013, Pages 203-211). according to his article, a diverse technological group. Their common feature is that they clean polluted waters with little or no energy input. All of the previously listed waters can be targeted with them.
[4] A nitrát kezelését szolgáló növényes tisztítómezők (NT) anoxikus zónákkal és saját szervesszénforrással rendelkeznek. A nyíltvizes tisztítómezők (NYT) felszíni átfolyásúak és az anoxikus zónák néhány milliméterrel az üledékeik alatt vannak jelen. A nitrátionok a víz lassú mozgásával - mikroáramlásokkal - és diffúzióval jutnak célba. A víz aerob, ezért az üledékben élő baktériumok előbb az oxigént használják fel, majd ezt követően válik a nitrát elektronakceptorrá s kerülhet eltávolításra. Mitsch és Gosselink „ Wetlands” (Wiley&Sons, New Jersey, pp. 173-177., 2008.) c. könyvének 4. kiadása szerint a redoxpotenciál az üledékfelszín alatt gyorsan csökken. A vízi élőlények elhalt részei és a gyökérváladékok jelentik a szerves szén forrását. A nitráteltávolítás sokkal inkább a vízzel érintkező felszíni terület, mintsem a tisztítómezőben lévő víz térfogatának függvénye. A szervesközegű tisztítómező (SZT) a másik olyan növényes tisztítómező (NT), ami hatékony a nitrát eltávolítására. A SZT felszín alatti átfolyású, s a víz ömlesztett faapríték porózus közegében áramlik. Partheeban et Trooien A Review of the factors controlling the performance of denitrifying bioreactors c., a 2014 ASABE meetingen Brookingsban bemutatott közleménye feltárja azt, hogy egy szerves porózus közeg minőségének megfelelő ütemben és folyamatában veszít szervesanyagából s szolgáltat anoxikus közeget valamint szerves szenet hosszú éveken keresztül. A nitrátionok a felszín alatt az áramlással mozognak. A SZT-k a gyakorlatban faaprítékkal épülnek, egy stabil és ellenálló anyaggal, aminek következtében 1) az ömlesztett porózus anyag szerkezeti stabilitása segít elkerülni a közeg eldugulását (szakkifejezéssel kolmatációját) és 2) a szennyezőanyagkicserélődés (angolul: pollutant swapping), ahol a nitrát eltávolításra kerül, viszont túl nagy mennyiségű szervesanyag oldódik ki és a maradék kilép a tisztítómezőből, elkerülhető.[4] Plant treatment fields (NT) for nitrate treatment have anoxic zones and their own source of organic carbon. Open water treatment fields (WWWs) have surface flow and anoxic zones are present a few millimeters below their sediments. Nitrate ions reach their destination through the slow movement of water - microcurrents - and diffusion. Water is aerobic, so the bacteria living in the sediment first use the oxygen, and then the nitrate becomes an electron acceptor and can be removed. Mitsch and Gosselink, Wetlands (Wiley&Sons, New Jersey, pp. 173-177, 2008). according to the 4th edition of his book, the redox potential decreases rapidly below the sediment surface. Dead parts of aquatic organisms and root secretions are the source of organic carbon. Nitrate removal is much more a function of the surface area in contact with the water than the volume of water in the treatment field. The organic media treatment field (SZT) is another plant-based treatment field (NT) that is effective for nitrate removal. The SZT has a subsurface flow, and the water flows through the porous medium of bulk wood chips. Partheeban et Trooien's paper A Review of the factors controlling the performance of denitrifying bioreactors, presented at the 2014 ASABE meeting in Brookings, reveals that an organic porous medium loses its organic matter at a rate and process corresponding to its quality and provides an anoxic medium and organic carbon for many years. Nitrate ions move below the surface with the current. In practice, SZTs are built with wood chips, a stable and resistant material, as a result of which 1) the structural stability of the bulk porous material helps to avoid clogging of the medium (colmatation in technical terms) and 2) pollutant swapping, where nitrate removal is is avoided, but too much organic material is dissolved and the residue leaves the cleaning field.
[5] A nyíltvizes tisztítómezők a foszfor egy részét is eltávolítják. Az eltávolítási folyamatok különbözőek a foszfor oldatlan és oldott alakjaira. A lebegőanyaggal szállított foszforból a növényzet szűr ki, valamint leülepedik. Az oldott ortofoszfát (PO4) csapadékképződés, flokkuláció és kiülepedés által kerül eltávolításra. A foszfort az üledék tárolja. A további növényes tisztítómezők (NT), melyek az oldott PO4-t eltávolítására használnak, felszín alatti átfolyásúak. Magas adszorpciós kapacitású, különleges szűrőtölteteket (pl. apatit) alkalmaznak. Ennek ellenére az adszorpciós kapacitások végesek, és a szűrőanyagot egy-két évente cserélni szükséges. Sok szerző, például Dotro et al. korábban már említett munkájából, vagy például Gill et al. 2017-es, a Science of the Total Environment 601-602 kötetének pp. 32-44 oldalain közzétett Long term heavy metal removal by constructed wetlands treating rainfall runoff from a motorway alapján tudjuk, hogy a mikroszennyezők eltávolítását szolgáló adszorbens anyagok (pl. aktív szén) cseréje hasonlóképp szükséges.[5] Open water treatment fields also remove some of the phosphorus. The removal processes are different for undissolved and dissolved forms of phosphorus. Vegetation filters and settles out of the phosphorus transported with suspended matter. Dissolved orthophosphate (PO4) is removed by precipitation, flocculation and sedimentation. Phosphorus is stored in the sediment. Additional vegetated treatment fields (NT), which are used to remove dissolved PO4, have subsurface flow. Special filter charges (e.g. apatite) with high adsorption capacity are used. Nevertheless, the adsorption capacities are finite, and the filter material needs to be replaced every one or two years. Many authors such as Dotro et al. from the previously mentioned work, or, for example, Gill et al. 2017, pp. 601-602 of Science of the Total Environment. Based on Long term heavy metal removal by constructed wetlands treating rainfall runoff from a motorway, published on pages 32-44, we know that the replacement of adsorbent materials for the removal of micropollutants (e.g. activated carbon) is similarly necessary.
[6] Egy szerves széntartalmú szűrőanyag vagy egy adszorbens szűrőanyag alkalmazása megköveteli az időközönkénti cserét vagy utántöltést. Több példa létezik a gyakorlatból szárőanyagokra cserélhető szerkezetekben és cserélhető szűrőanyagú szerkezetekre. Ezekben az anyag áthalad, vagy kapcsolatba lép porózus és vízvezető közegekkel. A példák magukba foglalják Kania et al. munkáját (US n ° 8 287 728 és 8 372 277 jelű szabadalmak), Kent (US 7 470 362), Rainer (US 5 595 652) és KR101295313 szabadalmakat. Ezek sem a szerves, sem az adszorbens anyagok cseréjének módját nem részletezik, habár a könnyen elvégezhető csere vagy utántöltés ezen anyagok használatának alapfeltétele. Egy üzem alatti cseréjű vagy utántöltésű megoldás előnyös lenne számos ok miatt. Továbbá, a szakma ismeretei között felsorolhatóak növényes tisztítókhoz (NT) kötődő olyan szabadalmak, melyekben a NT-k mikrobiális üzemanyagcellaként vannak kialakítva. Ezek említése jelen szabadalom egy bemutatott változata miatt történik meg. Az US10099950 és az US 2006/0147763 leírnak egy belső átáramlású bioelektromos rendszert, míg az US9149845 egy üledékekbe integrálható, azok megtisztítását célzó berendezést mutat be. A tisztítás hatásfokát a bioelektromosság növeli. A növényes tisztító típusú mikrobiális üzemanyagcellák ismerten javítják a biológiai aktivitást és a szervesanyagok, ammónium és a nitrát eltávolítását még akkor is, ha az energiatermelés valójában hasznosíthatatlanul minimális, mint ahogy azt például Xu et al. 2018-as, Applying multiple bio.cathodes in constructed wetland microbial fuel cell for promoting energy production and bioelectrical derived nitrification-denitrification process (Chem. Eng. J. 344, pp. 105-113.) és Wang et al. 2016-os, Nitrate removal and bioenergy production in constructed wetland coupled with microbial fuel cell: Establishment of electrochemically active bacteria community on anode (Bioresour. Technol 221, pp. 358-365) cikkéből ismerjük[6] The use of an organic carbon filter material or an adsorbent filter material requires periodic replacement or refilling. There are several examples from practice in structures with exchangeable drying materials and structures with exchangeable filter materials. In these, the material passes through or comes into contact with porous and water-conducting media. Examples include Kania et al. his work (US Patent Nos. 8,287,728 and 8,372,277), Kent (US 7,470,362), Rainer (US 5,595,652), and KR101295313. They do not specify how to replace organic or adsorbent materials, although easy replacement or refilling is a basic condition for using these materials. A hot-swappable or refillable solution would be beneficial for a number of reasons. Furthermore, the knowledge of the profession includes patents related to plant cleaners (NT), in which the NTs are designed as microbial fuel cells. They are mentioned because of a presented version of this patent. US10099950 and US 2006/0147763 describe an internal flow-through bioelectric system, while US9149845 presents a device that can be integrated into sediments for their purification. Bioelectricity increases the efficiency of cleaning. Plant scavenger-type microbial fuel cells are known to improve biological activity and removal of organic matter, ammonium, and nitrate even when the energy production is actually unusably minimal, as e.g. Xu et al. 2018, Applying multiple bio.cathodes in constructed wetland microbial fuel cell for promoting energy production and bioelectrical derived nitrification-denitrification process (Chem. Eng. J. 344, pp. 105-113.) and Wang et al. We know it from the 2016 article, Nitrate removal and bioenergy production in constructed wetland coupled with microbial fuel cell: Establishment of electrochemically active bacteria community on anode (Bioresour. Technol 221, pp. 358-365)
[7] Kania et al. ( US n ° 8 287 728 szabadalom) a jelen szabadalomhoz legközelebb álló anyag. A szabadalom egy függőleges irányban jelentős méretű remediációs szerkezetet ír le (angolul swale). A berendezés külseje vízátjárható, puha és vastag, míg belseje ugyancsak porózus. A berendezés rendelkezik hengeres formájú üregekkel, melyek függőlegesek a belsejében. A berendezés felszíni vízelvezető csatornába vagy kisvízfolyás medrébe telepíthető úgy, hogy a víz azon át kényszerül haladni. A berendezés belseje kiszűri a lebegőanyagokat a vízből és növekedési felületként szolgál a baktériumok számára. Habár ez a berendezés medrekben és csatornákban való alkalmazásra ideálisnak tűnik, nem egyértelműen hatásos a víz rajta keresztül való átáramlása nélkül. Így akár el is dugulhat. Mindemellett a külseje összenyomható burok és vastagsága lassítaná a szennyezőanyagok diffúzió álali mozgását a vízből a belseje felé, ha az átáramlás nem lenne. Továbbá, a berendezés puha burkolata okán nem rendelkezik ellenálló kapcsolódási ponttal vagy kerettel a gyakori és könnyű működés alatti cserékhez (például hat vagy tizenként havonta).[7] Kania et al. (US Patent No. 8,287,728) is the closest material to this patent. The patent describes a remediation structure of considerable size in the vertical direction (swale). The outside of the device is permeable to water, soft and thick, while the inside is also porous. The equipment has cylindrical cavities that are vertical inside. The equipment can be installed in a surface drainage channel or in the bed of a small watercourse so that the water is forced to pass through it. The interior of the device filters suspended matter from the water and serves as a growth surface for bacteria. Although this equipment seems ideal for use in beds and canals, it is not clearly effective without water flowing through it. It can even get clogged. In addition, the compressible shell on the outside and its thickness would slow down the diffusional movement of pollutants from the water to the inside if there was no flow through. Furthermore, due to the soft casing of the equipment, it does not have a resistant connection point or frame for frequent and easy replacements during operation (for example, six or ten times a month).
[8] Jóllehet a nyíltvizes tisztítómezők (NYT) és a szervesközegű tisztítómezők (SZT) mind hasznosak a nitrátban gazdag és szerves szénben szegény vizek kezelésére, mindkettő számos hátránnyal rendelkezik. Egy közös hátrányuk az, hogy bennük lévő anyagok nem cserélhetők az ökoszisztéma (vagyis a berendezés) lerombolása nélkül. Továbbá, a NYT-k területigénye nagy az alacsony denitrifikációs sebesség miatt. A víznek is sekélynek kell lennie a hatékony tisztuláshoz. A víz-üledék átmeneti felületei (vagyis az anoxikus zónák) közel kell, hogy legyenek a víztest valamennyi teréhez. Kedvezőtlen következménye ennek, hogy a sekély víz lecsökkenti a tározott víztérfogatot. Ennek következményeként ismert az, hogy a tisztítási hatásfok lecsökken, ha hirtelen nagy mennyiségű víz érkezik be. A lecsökkent tisztítási hatásfok oka a névleges hidraulikai tartózkodási idő megrövidülése. Példák ilyen helyzetekre az agrárvizek beérkezése esős időben és a szakaszos üzemű reaktorok (SBR) vízelvételének hidraulikája lehet. A szervesközegű tisztítómezők (SZT) is mutatnak hátrányokat. Healey et al. 2012-es, Nitrate removal rate, efficiency and pollution swapping potential of different organic carbon media in laboratory denitrifying bioreactors (Ecol Eng 40: 198-209.) munkájában jelzi, hogy a kioldódott szerves szén és ammónium kiléphet a SZT-kből, ha a hidraulikai terhelés és / vagy a beérkező nitrát koncentrációja alacsony. Egyensúlyt találni a jó nitráteltávolítási hatásfok és a szennyezőanyag-kicserélődés között nehéz. Egy további kellemetlenség, hogy a porózus közeg felszín alatti átfolyásnál nem tudja elnyelni a hirtelen beérkező magas vízhozamokat.[8] Although open water treatment plants (WWTP) and organic media treatment plants (WWTP) are both useful for treating nitrate-rich and organic carbon-poor waters, both have several disadvantages. A common disadvantage is that the materials in them cannot be replaced without destroying the ecosystem (that is, the equipment). Furthermore, the area requirement of NYTs is high due to the low denitrification rate. The water must also be shallow for effective cleansing. The water-sediment transition surfaces (that is, the anoxic zones) must be close to all areas of the water body. An unfavorable consequence of this is that the shallow water reduces the stored water volume. As a result, it is known that the cleaning efficiency decreases when a large amount of water enters suddenly. The reason for the reduced cleaning efficiency is the shortening of the nominal hydraulic residence time. Examples of such situations can be the inflow of agricultural water in rainy weather and the hydraulics of water withdrawal from batch reactors (SBR). Organic media purification fields (SZT) also have disadvantages. Healey et al. In his 2012 work, Nitrate removal rate, efficiency and pollution swapping potential of different organic carbon media in laboratory denitrifying bioreactors (Ecol Eng 40: 198-209.), he indicates that dissolved organic carbon and ammonium can leave SZTs if the hydraulic load and/or the incoming nitrate concentration is low. Finding a balance between good nitrate removal efficiency and pollutant exchange is difficult. An additional inconvenience is that the porous medium cannot absorb sudden high water flows during subsurface flow.
[9] A gyorsan lebomló anyagok, például a kartonpapír vagy a széna ismerten kedveznek a nitrát eltávolításánál. Ezek az anyagok kiemelkedő nitráteltávolítást mutatnak a szerves szén gyors felszabadulása okán. Healey et al. fent jelölt 2012-es cikke szerint már kipróbálta ezeket az anyagokat kísérleti környezetben és a szalma és a kartonpapír eltávolítási hatásfokát találta a legmagasabbnak faaprítékkal is összevetve. A kartonhulladék és szalma kedvező ára mellett a gyakorlati méretű alkalmazások kedvezőek lehetnének. Mindhiába, ugyanis ezek az anyagok nem tudják biztosítani egy növényes tisztítómező (NT) hosszú élettartamát, és az előző bekezdésben felsorolt hátrányokat a gyors lebomlás csak fokozza. Egy második és általánosabb korlátja a szerves töltőanyagoknak, különösképpen a gyors lebomlásúaknak olyan helyzetekben jelentkezik, ahol fizikai szűrést szolgálnak. Partheeban et Trooien 2014 -es, korábban jelölt cikke alapján elmondható, hogy a szerves töltőanyagok ismerten változtatják tömegüket és / vagy térfogatukat a lebomlás alatt. Ezek a változások elduguláshoz (szakszóval kolmatációhoz) és / vagy a kevesebb anyag vízben szabadon lebegéséhez vezethetnek, ahol is az eldugulás magától értetődően kedvezőtlen, míg a szabadon lebegés azért hátrányos, mert utat nyit a szabad áramláshoz a fenék közelében. A szerkezeti változások ezeket az anyagokat nem kívánatossá teszik szűrési (keresztül áramlási) alkalmazásban, vagy ahol az anyag terő és / vagy vezetőműként szolgál, beleértve azokat az alkalmazásokat, melyeket a felsorolt szabadalmakban láthatunk.[9] Rapidly degradable materials such as cardboard or hay are known to favor nitrate removal. These materials show outstanding nitrate removal due to the rapid release of organic carbon. Healey et al. according to his 2012 article marked above, he has already tested these materials in an experimental environment and found the removal efficiency of straw and cardboard to be the highest even compared to wood chips. With the favorable price of cardboard waste and straw, applications on a practical scale could be favorable. In vain, because these materials cannot ensure the long life of a plant-based treatment field (NT), and the disadvantages listed in the previous paragraph are only exacerbated by rapid degradation. A second and more general limitation of organic fillers, especially the rapidly degradable ones, occurs in situations where they serve as physical filtration. Based on the previously nominated article of Partheeban et Trooien 2014, it can be said that organic fillers are known to change their mass and/or volume during decomposition. These changes can lead to clogging (colmatation in technical terms) and/or less material floating freely in the water, where clogging is naturally unfavorable, while free floating is disadvantageous because it opens the way for free flow near the bottom. The structural changes make these materials undesirable in filtration (flow-through) applications or where the material serves as a load and/or conductor, including the applications seen in the listed patents.
[10] A gyakori csere és az anyag stabilitásának problémái azokon a tulajdonságain keresztül ismerteti jelen szabadalom, amit a következő leírás tartalmaz. A remediációs oszlopok moduláris oszlopokként kerülnek bemutatásra. Egy nem moduláris változat, ami valamivel korlátozottabb alkalmazási, is leírásra kerül az ismertetés végén.[10] The problems of frequent replacement and the stability of the material are described in the present patent through its properties, which are contained in the following description. Remediation columns are presented as modular columns. A non-modular version, which is somewhat more limited in application, is also described at the end of the description.
[11] A jelen szabadalom egy olyan berendezést javasol, ami a fenti kellemetlenségeket orvosolja. A berendezés telepíthető aerob vizekbe, mint mocsarak, folyók, nyíltvizes tisztítómezők vagy csatornák. Ha egyszer telepítésre kerül, a berendezés fokozza a szennyezőanyagok kitisztulását a szerves szénben szegény vizekből, különösképpen, fokozza a nitráteltávolítást, a foszforeltávolítást és a mikroszennyezők eltávolítását. A berendezés lehetővé teszi, hogy instabil szerves töltetek is alkalmazásra kerüljenek, valamint a gyakori cseréket is. A berendezés telepítése és utántöltése a vízkezelés leállítása nélkül történik és kivitelezhető ott is, ahol a vízszintszabályozásra lehetőség nincs.[11] The present patent proposes a device that remedies the above inconveniences. The equipment can be installed in aerobic waters such as marshes, rivers, open water treatment fields or canals. Once installed, the equipment enhances the removal of pollutants from organic carbon-poor waters, particularly nitrate removal, phosphorus removal, and micropollutant removal. The equipment allows the use of unstable organic fillings as well as frequent replacements. The installation and refilling of the equipment takes place without stopping the water treatment and can be carried out even where it is not possible to control the water level.
[12] A szabadalom azon a felismerésen alapul, hogy az üledékek kulcsfontosságú szereped játszanak a szennyezőanyagok eltávolítására az üledékekben, és hogy ha megfelelő anyagok kerülnek telepítésre függőleges szerkezeti elemekbe modulárisan és / vagy könnyen alkalmazhatóan, a denitrifikációs és adszorpciós folyamatok fokozhatók.[12] The patent is based on the recognition that sediments play a key role in the removal of pollutants in sediments, and that if appropriate materials are installed in vertical structural elements in a modular and/or easy-to-use manner, denitrification and adsorption processes can be enhanced.
[13] A célok egy berendezés megvalósításán keresztül érhetők el. Preferencia szerint:[13] The goals are achieved through the implementation of a device. By preference:
- a berendezés egy 20 és 50 cm közti külső átmérővel készült oszlop, melynek magassága a telepítés várható helyén lévő maximum vízmélységhez igazodik, tipikusan 60-120 cm közötti.- the equipment is a column made with an outer diameter between 20 and 50 cm, the height of which is adjusted to the maximum water depth at the expected place of installation, typically between 60 and 120 cm.
- az oszlop moduláris és egy, a közepén található és alapvetően függőleges irányú csúszórúddal rendelkezik, ahol a rúd elkészíthető egy ellenálló és megfelelően kezelt fából, hogy több évet kibírjon vizes környezetben;- the post is modular and has a sliding bar in the middle and basically vertical direction, where the bar can be made of a resistant and properly treated wood to withstand several years in a wet environment;
- a csúszórúd felső vége a víz felett található, és ha vegetáció is jelen van, lehetőleg a fölé is elér, aminek következtében a csúszórúd jól látható és hozzáférhető a partról;- the upper end of the slide bar is located above the water, and if there is vegetation, it preferably reaches above it, as a result of which the slide bar is clearly visible and accessible from the shore;
- a csúszórúd tartós telepítésre kerül az üledékekbe, s ha geomembrán ezt akadályozná, egy talppal is stabilizálható;- the sliding rod is permanently installed in the sediments, and if a geomembrane would prevent this, it can be stabilized with a sole;
- a remediációs modulok a csúszórúd köré kerülnek úgy, hogy leengedjük őket, s végigcsúsznak azon, s saját súlyuknál fogva a víz fenekére süllyednek.- the remediation modules are placed around the sliding rod by lowering them, and they slide along it and sink to the bottom of the water under their own weight.
- a remediációs modulok egy merev vagy megerősített kerettel épülnek, ami ideális esetben egy , a modulok közepén elhelyezett csúszócső.Ez a keret szabadon csúszik a csúszórúdon. A keret ideális esetben egy öntve formázott betoncső a vízen felúszó porózus ömlesztett anyagok esetében, míg egy ipari műanyagból készült cső a saját súlyuknál fogva lesüllyedő porózus ömlesztett anyagok esetében;- the remediation modules are built with a rigid or reinforced frame, which ideally is a sliding tube placed in the middle of the modules. This frame slides freely on the sliding bar. The frame is ideally a cast-formed concrete pipe for porous bulk materials that float on water, while a pipe made of industrial plastic for porous bulk materials that sink under their own weight;
- a remediációs modulok a vízzel külső áteresztő felületükön keresztül vannak kapcsolatban, ami egy Raschel hálóból készült és visszazárható zsák;- the remediation modules are connected to the water through their external permeable surface, which is a resealable bag made of Raschel mesh;
- a remediációs modulok egy porózus ömlesztett anyagot tartalmaznak, ami szerves és / vagy adszorbens;- the remediation modules contain a porous bulk material which is organic and/or adsorbent;
- a Raschel hálóból készült zsák át van lukasztva a közepén és a csúszómodul-váz köré van rögzítve és az anyag beletöltve. A rögzítés módja lehetőleg az, hogy a betoncsőbe beleöntésre kerül a zsák hálós szövete. A háló rendelkezik egy szájjal, ami egy madzagot meghúzva, egy kapucni zárásához hasonlíthatóan zárható.- the Raschel mesh bag is looped through the middle and fastened around the sliding module frame and filled with material. The method of fastening is preferably that the mesh fabric of the bag is poured into the concrete pipe. The net has a mouth that can be closed by pulling a string, similar to closing a hood.
- a remediációs modulok legnagyobb szélessége vagy átmérője lehetőleg 20 és 50 cm közötti, magassága 10 és 40 cm közötti, és nedves tömegük 30 kg alatti.- the maximum width or diameter of the remediation modules is preferably between 20 and 50 cm, height between 10 and 40 cm, and their wet weight is below 30 kg.
- több berendezés külön-külön több modullal kerül telepítésre egy nyíltvizes tisztítómezőbe vagy egy mocsárba;- several devices are installed separately with several modules in an open water treatment field or a swamp;
- a remediációs modulok rendelkeznek egy gyorscsatlakozóval és egy daruskocsi kiemelheti és lecserélheti őket egyesével a NYT vagy mocsár partjáról, az ökoszisztéma károsítása vagy a víztisztítás megszakítása nélkül.- the remediation modules have a quick connector and a crane truck can lift and replace them one by one from the bank of the NYT or marsh, without damaging the ecosystem or interrupting water purification.
A találmányt a továbbiakban a rajz alapján részletesen ismertetjük. A rajzon:The invention will be described in detail below based on the drawing. In the drawing:
[14] az 1. ábra jelen találmány szerinti berendezés egy ortografikus nézete a vízbe való telepítése előtt.[14] Figure 1 is an orthographic view of the apparatus according to the present invention prior to installation in water.
[15] a 2. ábra egy hengeres remediációs modul metszeti nézete.[15] Figure 2 is a sectional view of a cylindrical remediation module.
[16] a 3. ábra a csúszómodul-váz és a csúszórúd letisztázott metszeti nézete, a 2. ábrából kivéve.[16] Figure 3 is a simplified sectional view of the sliding module frame and the sliding rod, except from Figure 2.
[17] a 4. ábra a 3. ábra szerinti nézet, a ballasztsúllyal ellátott megvalósítása szerint.[17] Fig. 4 is the view according to Fig. 3, according to the implementation with ballast weight.
[18] az 5. ábra jelen találmány szerinti berendezés metszeti nézete vízbe telepítve.[18] Figure 5 is a sectional view of the device according to the present invention installed in water.
[19] a 6. ábra jelen találmány szerinti berendezés egy ortografikus nézete a vízbe való telepítése előtt, ahol a remediációs modul egy második megvalósítási módja van bemutatva.[19] Figure 6 is an orthographic view of the device according to the present invention before installation in the water, where a second embodiment of the remediation module is shown.
[20] a 7. ábra egy csúszórúdon elhelyezett remediációs modul metszeti nézete a modulok második megvalósítási módja szerint.[20] Figure 7 is a cross-sectional view of a remediation module placed on a slide bar according to the second implementation of the modules.
[21] a 8. ábra jelen találmány szerinti berendezés metszeti nézete vízben elhelyezve, s a második megvalósítási mód szerinti modulokat alkalmazva;[21] Figure 8 is a cross-sectional view of the device according to the present invention placed in water and using modules according to the second embodiment;
[22] a 9. ábra szerinti berendezés egy olyan tisztítómedence hosszmetszeti nézete, ahol a jelen találmány szerinti berendezés több példánya telepítésre került.[22] the device according to Figure 9 is a longitudinal sectional view of a cleaning basin where several copies of the device according to the present invention have been installed.
[23] a 10. ábra szerinti berendezés egy olyan tisztítómedence hosszmetszeti nézete, ahol a jelen találmány szerinti berendezés több példánya telepítésre került, és a berendezések az üledékek alatt elhelyezett talppal vannak felszerelve.[23] the apparatus of Figure 10 is a longitudinal sectional view of a treatment basin where several instances of the apparatus of the present invention have been installed, and the apparatus is equipped with a base placed under the sediments.
[24] a 11. ábra szerinti berendezés egy olyan tisztítómedence hosszmetszeti nézete, ahol a jelen találmány szerinti berendezés több példánya telepítésre került, és a berendezések az üledékek alatt elhelyezett talppal és vegetációs pajzzsal vannak felszerelve.[24] is a longitudinal sectional view of the apparatus of Figure 11 of a treatment basin where multiple instances of the apparatus of the present invention have been installed, and the apparatus is equipped with a footing and a vegetation shield placed under the sediments.
[25] a 12. ábra a tisztítómedence felülnézete, ahol a jelen találmány szerinti berendezés több példánya telepítésre került.[25] Figure 12 is a top view of the cleaning basin where several copies of the equipment according to the present invention have been installed.
[26] a 13. ábra a tisztítómedence felülnézete, ahol a jelen találmány szerinti berendezés több példánya telepítésre került, és a modulok szögletesek.[26] Figure 13 is a top view of the treatment basin where several instances of the apparatus according to the present invention have been installed and the modules are square.
[27] a 14. ábra jelen találmány ortografikus nézete a remediációs modulok első megvalósítása módja szerint, ahol a csúszórúd elhagyásra kerül, és helyette a remediációs modulok egymásba csúsznak.[27] Figure 14 is an orthographic view of the present invention according to the first implementation of the remediation modules, where the sliding bar is omitted and instead the remediation modules slide into each other.
[28] a 15. ábra 14. ábra szerinti elrendezés metszeti nézete.[28] is a sectional view of the arrangement according to Figure 15, Figure 14.
[29] a 16. ábra jelen találmány ortografikus nézete a remediációs modulok második megvalósítása módja szerint, ahol a csúszórúd elhagyásra kerül, és helyette a remediációs modulok egymásba csúsznak.[29] Figure 16 is an orthographic view of the present invention according to the second embodiment of the remediation modules, where the sliding bar is omitted and instead the remediation modules slide into each other.
[30] a 17. ábra a 16. ábra szerinti elrendezés metszeti nézete,[30] Figure 17 is a sectional view of the arrangement according to Figure 16,
[31] a 18. ábra jelen találmány szerinti berendezés ortografikus nézete, ahol a berendezés moduljai mikrobiális üzemanyagcellaként vannak kiképezve a víztisztítás hatásfokának növelése érdekében, ahol nevezett ábrán a katód láthatóan körülveszi a modulokat.[31] Fig. 18 is an orthographic view of the device according to the present invention, where the modules of the device are designed as microbial fuel cells to increase the efficiency of water purification, where in said figure the cathode is visible surrounding the modules.
[32] a 19. ábra a 18. ábra szerinti berendezés metszeti nézete, ahol a berendezés moduljai mikrobiális üzemanyagcellaként vannak kiképezve a víztisztítás hatásfokának növelése érdekében, a metszeten az anód-katód párokat láthatóan mutatva.[32] Figure 19 is a cross-sectional view of the device according to Figure 18, where the modules of the device are trained as microbial fuel cells in order to increase the efficiency of water purification, with the anode-cathode pairs visible in the cross-section.
[33] a 20. ábra a 18. és 19. ábrán bemutatottak szerinti mikrobiális üzemanyagcella-váz ortografikus nézete.[33] Figure 20 is an orthographic view of the microbial fuel cell framework shown in Figures 18 and 19.
[34] a 21. ábra egy tisztítómedence több nem-moduláris oszloppal hosszanti metszetben[34] Figure 21 is a longitudinal section of a cleaning basin with several non-modular columns
[35] Jelen leírás elolvasását követően egyértelművé válik egy gyakorlott szakember számára, hogy valósítható meg a találmány többféle változatában és különböző célokra. Mindemellet, az összes megvalósítási mód nem kerül részletezésre. Az itt bemutatott megvalósítási módok nem másul szolgálnak, mint intikatív példa, s nem pedig úgy, mint korlátozások.[35] After reading this description, it will become clear to a skilled person that the invention can be implemented in several versions and for different purposes. However, not all embodiments will be detailed. The implementation methods presented here serve only as indicative examples and not as limitations.
[36] Az 1. ábrán látható a berendezés, ami kialakításában 1 moduláris remediációs oszlop. A berendezés egy függőlegesen irányzott 2 csúszórudat és legalább egy vízáteresztő 3 remediációs modult foglal magába. A 3 remediációs modul előnyösen hengeres kialakítású és a csúszórúdon csúszva a víz alá helyezhető. Több 1 moduláris remediációs oszlop telepíthető egy vizes élőhelybe, csatornába vagy nyíltvizes tisztítómezőbe (NYT) aszerves szénben szegény vizekben végbemenő tisztulási folyamatok fokozása érdekében. Előnyösen, minden 1 moduláris remediációs oszlop több 3 remediációs modult is tartalmaz.[36] Figure 1 shows the equipment, which is designed as 1 modular remediation column. The equipment includes a vertically oriented slide bar 2 and at least one water-permeable 3 remediation module. The remediation module 3 preferably has a cylindrical design and can be placed under the water by sliding on the slide bar. Multiple 1 modular remediation columns can be installed in a wetland, channel or open water treatment field (WTP) to enhance purification processes in waters poor in organic carbon. Preferably, each 1 modular remediation column comprises a plurality of 3 remediation modules.
[37] A 2 csúszórúd függőlegesen állítva kerül telepítésre egy tisztítómedencébe és ott is marad annyi cserecikluson keresztül, amennyi csak lehetséges. A csúszórúd telepítése történhet a vizes élőhely üledékeibe a 3 remediációs modulok nélkül. Ezt követően, és minden megújításkor, egy vagy több remediációs modul van miden egyes csúszórúdra csúsztatva. A modulok egymásra pakolhatóak, olyan szerkezeteket létrehozva, melyek ellenállnak a felhalmozott saját súlyuknak, az áramlásoknak és az ömlesztett anyagok instabilitásának. A csúszórúd által nyújtott stabilitásnak köszönhetően nem szükséges méregetni vagy egyensúlyozni. A 1 moduláris remediációs oszlopok modularitása lehetővé teszi a 3 remediációs modulok kompakt méretét, melyek így egyszerű és könnyű szerkezetűen, költséghatékonyan gyárthatók.[37] Slide bars 2 are installed vertically in a cleaning basin and remain there for as many replacement cycles as possible. The slide bar can be installed in the sediments of the wetland without the 3 remediation modules. After that, and at each renewal, one or more remediation modules are slid onto each sliding bar. The modules are stackable, creating structures that resist their accumulated self-weight, currents, and the instability of bulk materials. Thanks to the stability provided by the sliding bar, there is no need to stare or balance. The modularity of the 1 modular remediation columns enables the compact size of the 3 remediation modules, which can thus be manufactured with a simple and light structure, cost-effectively.
[38] A 3 remediációs modulok a függőlegesen elhelyezett 2 csúszórúdra kerülnek telepítésre, ahogy az a 2. ábra mutatja metszeti nézetben. Egy modul tartalmaz egy 4 csúszómodul-vázat, egy 5 vízáteresztő borítást és egy 6 porózus ömlesztett anyagot. A 4 csúszómodul-váz a 2 csúszórúdon csúsztatható és hordani bírja a 6 porózus ömlesztett anyag terhelését. A 5 vízáteresztő borítás lehetővé teszi a szennyezőanyagoknak és az ionoknak, hogy a 6 porózus ömlesztett anyagokba hatoljanak diffúzió által. A 5 vízáteresztő borítás ideális esetben nyitható és újrazárható az elhasznált 6 porózus ömlesztett anyag cseréje érdekében, vagy pedig teljesen körülveszi a 6 porózus ömlesztett anyagot és azzal együtt mint egy patron cserélhető (a borítás puha vagy kemény is lehet).[38] The 3 remediation modules are installed on the 2 vertically placed sliding bars, as shown in Figure 2 in a sectional view. A module includes a sliding module frame 4, a water-permeable cover 5 and a porous bulk material 6. The sliding module frame 4 can be slid on the sliding bars 2 and can bear the load of the porous bulk material 6. The water-permeable coating 5 allows contaminants and ions to penetrate the porous bulk materials 6 by diffusion. Ideally, the water-permeable cover 5 can be opened and reclosed to replace the spent porous bulk material 6, or completely surround the porous bulk material 6 and be replaced together with it as a cartridge (the cover can be soft or hard).
[39] A 5 vízáteresztő borítás a 6 porózus ömlesztett anyagot összetartja, és megakadályozza, hogy leomoljon vagy felússzon a keretről. Például, a 5 vízáteresztő borítás lehet egy háló, egy rács, egy lésza, egy szövet, egy fonat, vagy egy áteresztő membrán is. A 1 moduláris remediációs oszlop működése alatt az oldott szennyezők a vízből a 6 porózus ömlesztett anyagba vándorolnak a 5 vízáteresztő borításon keresztül.[39] The water permeable cover 5 holds the porous bulk material 6 together and prevents it from falling off or floating off the frame. For example, the water-permeable cover 5 can be a net, a grid, a slat, a fabric, a braid, or a permeable membrane. During the operation of the modular remediation column 1, the dissolved pollutants migrate from the water into the porous bulk material 6 through the water-permeable cover 5.
[40] A 3. ábra egy 4 csúszómodul-vázat mutat egy függőlegesen elhelyezett 2 csúszórúdon, metszeti nézetben. A 4 csúszómodul-váz szabadon csúszik a 2 csúszórúd mentén egy 7 belső nyílásnak köszönhetően. A 8 csúszócső 7 belső nyílása lehetővé teszi a 3 remediációs moduloknak, hogy telepítéskor és megújításkor a megfelelő pozícióba csúszhassanak. A belső nyílás lehetőleg sok milliméterrel nagyobb átmérőjű, mint a 2 csúszórúdé. A 8 csúszócső lehet önmagában is a 4 csúszómodul-váz, ami költségtakarékos megvalósítás, mindezek ellenére ideális esetben egy 9 csúszótányér által van körülvéve, és e kettő együtt alkotja a 4 csúszómodul-vázat, ami bírja a 6 porózus ömlesztett anyag súlyát cserekor. Amennyiben több 3 remediációs modul van telepítve, az egymás felett lévő 4 csúszómodul-vázak viselik a súlyt a 5 vízáteresztő borítás helyett. Például, a faapríték felúszna, és egy puha hálót eldeformálhatna. A berendezésben az erők a 8 csúszócsövek mentén adódnak össze a külső borítás helyett. Az erők így a lebomló anyagon sem adódnak össze (sem a súly, sem a felhajtóerő), és az oszlop végeinél lévő anyag nem tömörödik össze. A puha anyagok, mint komposzt vagy a szalma strukturálva maradnak a lebomlási állapotukra és az oszlopban elfoglalt helyükre való tekintet nélkül.[40] Figure 3 shows a slide module frame 4 on a vertically placed slide bar 2, in a sectional view. The sliding module frame 4 slides freely along the sliding bars 2 thanks to an internal opening 7. The internal opening 7 of the sliding tube 8 allows the remediation modules 3 to slide into the correct position during installation and renewal. The inner opening is preferably many millimeters larger in diameter than the 2 sliding bars. The sliding tube 8 can be the sliding module frame 4 by itself, which is a cost-saving implementation, despite all this, it is ideally surrounded by a sliding plate 9, and these two together form the sliding module frame 4, which can withstand the weight of the porous bulk material 6 during replacement. If several remediation modules 3 are installed, the sliding module frames 4 above each other bear the weight instead of the water-permeable cover 5. For example, wood chips would float up and deform a soft net. In the equipment, the forces are combined along the 8 sliding tubes instead of the outer cover. The forces thus do not add up on the decomposing material (neither weight nor buoyancy), and the material at the ends of the column does not compact. Soft materials such as compost or straw remain structured regardless of their state of decomposition and their position in the column.
[41] A 4. ábra a 4 csúszómodul-váz egy változatát mutatja be, ahol is az egy 10 ballasztsúlyt is tartalmaz. Ha egy szerves szűrőtöltet kerül alkalmazásra, a modul súlya beállítható egy vagy több 10 ballasztsúly alkalmazásával a lebegésért vagy süllyedésért. Ideális esetben a 10 ballasztsúly le van rögzítve és kiegyensúlyozva a 8 függőleges csúszócső körül. Egy beton anyagú 8 csúszócső szolgálhat 10 ballasztsúlyként és 4 csúszómodul-vázként is, 9 csúszótányér nélkül, és ez a kedvező megoldás a lebegő 6 ömlesztett porózus anyagok esetén.[41] Figure 4 shows a version of the sliding module frame 4, where it also contains a ballast weight 10. If an organic filter load is used, the weight of the module can be adjusted by using one or more 10 ballast weights for floating or sinking. Ideally, the ballast weight 10 is secured and balanced around the vertical slide tube 8. A sliding pipe 8 made of concrete can serve as a ballast weight 10 and a sliding module frame 4 without a sliding plate 9, and this is the favorable solution for floating 6 bulk porous materials.
[42] A berendezés megvalósítása szerinti egyik változatban a 4 csúszómodul-váz magába foglal egy gyorscsatlakozót is. A gyorscsatlakozó lehetővé teszi gépeknek, hogy a 3 remediációs modulokat gyorsan begyűjtsék. Például, egy daruskocsi egy vizes élőhely partjáról be tudja gyűjteni a modulokat sűrű vegetáció közül is. Például, a daruskocsi egy csőszerű szerszámot csúsztat le a függőlegesen álló 2 csúszórúdon, amíg nevezett csőszerű szerszám a legfelső remediációs modul gyorscsatlakozójához nem kapcsolódik a víz alatt preferencia szerint a saját súlya által.[42] In one version according to the implementation of the equipment, the 4 sliding module frame also includes a quick connector. The quick connector allows machines to quickly collect the 3 remediation modules. For example, a crane truck from the bank of a wetland can collect modules from dense vegetation. For example, the crane carriage slides a tubular tool down the vertical slide bars 2 until said tubular tool is connected to the quick connector of the uppermost remediation module underwater preferably by its own weight.
[43] Az 5. ábra jelen találmány szerinti berendezés metszetét mutatja egy vizes élőhely 11 üledékei és a 12 vízfelszín közt elhelyezkedve. A 6 porózus ömlesztett anyag ideális esetben tartalmaz egy 13 ömlesztett biológiai eredetű anyagot, példul bioszenet, talajt, magvakat, rostokat, faaprítékot, faforgácsot, kartonpapírt, papírt, szalmát, szénát, növényi részek aprítékát, tőzeget, parafát, fakérget, növényi termések részeit, szerves pelleteket, komposztot, biológiailag lebomló műanyaghulladékot vagy műanyagpelletet. Néhány miliméterrel a 5 vízáteresztő borítás alatt egy 14 anoxikus zóna alakul ki, és a denitrifikáló baktériumok eltávolítják a nitrátot. Az ömlesztett anyag biztosítja a növekedési feltételeket és a szerves szén forrása is egyben. Az ömlesztett anyag tartalmazhat egy adszorbens anyagot amelyik tipikusan, de nem feltétlenül ásványi eredetű, és például lehet: homok, kavics, aktív szén, zeolit, pozzolán, apatit, vagy kohászati salak, de bioszén vagy talaj is. A minerális adszorbens anyagokban az anoxikus zónák és a mikrobiális közösségek gyenge kifejlódésűek lesznek a szerves szén hiánya miatt. A szennyezőanyagok eltávolítása a diffúzióra és az azt a pórustérben követő adszorpcióra korlátozódik.[43] Figure 5 shows a cross section of the device according to the present invention located between the sediments 11 of a wetland and the water surface 12. The 6 porous bulk material ideally contains a 13 bulk material of biological origin, for example biochar, soil, seeds, fibers, wood chips, wood shavings, cardboard, paper, straw, hay, chips of plant parts, peat, cork, tree bark, parts of plant fruits, organic pellets, compost, biodegradable plastic waste or plastic pellets. A few millimeters below the water-permeable cover 5, an anoxic zone 14 is formed, and denitrifying bacteria remove nitrate. The bulk material provides the growth conditions and is also a source of organic carbon. The bulk material may contain an adsorbent material which is typically, but not necessarily, of mineral origin and may be, for example: sand, gravel, activated carbon, zeolite, pozzolan, apatite, or metallurgical slag, but also biochar or soil. In mineral adsorbent materials, anoxic zones and microbial communities will be poorly developed due to the lack of organic carbon. The removal of pollutants is limited to diffusion and subsequent adsorption in the pore space.
[44] Működés tekintetében, a víz a moduláris remediációs oszlopok körül áramlik, de ideális esetben nem áramlik keresztül a porózus ömlesztett anyagon. A szennyezőanyagok eltávolítása a moduláris remediációs oszlopok külső felületéhez köthető, ami az átmenet a porózus ömlesztett anyag és a szennyezett víztest között. Mindemellett ajánlott egy legalább 20 cm-es oszlopátmérővel dolgozni, hogy az anoxikus zónák kialakulhassanak és a szerves szénforrás és az adszorpciós kapacitás relatívan tartós legyen.[44] Operationally, water flows around the modular remediation columns, but ideally does not flow through the porous bulk material. Contaminant removal can be attributed to the outer surface of the modular remediation columns, which is the transition between the porous bulk material and the contaminated water body. In addition, it is recommended to work with a column diameter of at least 20 cm so that anoxic zones can form and the organic carbon source and adsorption capacity are relatively durable.
[45] A megvalósítás egy másik módjánál, az ömlesztett porózus anyag telepítés előtt mikrobiális élettel kerül betelepítésre, például baktériumokkal vagy gombákkal. Bizonyított azonban, hogy a mikrobiális közösségek maguktól is kialakulnak.[45] In another implementation, the bulk porous material is inoculated with microbial life, such as bacteria or fungi, prior to installation. However, he proved that microbial communities form by themselves.
[46] A 6-8. ábrák a berendezés második megvalósítási formáját mutatják, amelyikben az 5 vízáteresztő borítás a 3 remediációs modulokon teljesen körbeveszi a 6 porózus ömlesztett anyagot és a 8 csúszócső köré csúsztatható. A 5 vízáteresztő borítás és a 6 porózus ömlesztett anyag együtt cserélhető és egy 15 utántöltő elemet alkot.[46] Articles 6-8 Figures show the second embodiment of the device, in which the water-permeable cover 5 on the remediation modules 3 completely surrounds the porous bulk material 6 and can be slid around the sliding tube 8. The water-permeable cover 5 and the porous bulk material 6 can be replaced together and form a refill element 15.
[47] A 9-10 ábrák több, 16 tisztítómedencébe telepített remediációs oszlopot szemléltetnek. A medencéknek lehet emergens makrofita 17 növényzete, 18 vízbebocsátási pontja és 19 vízelvételi pontja. Az egyik megvalósításában a 2 csúszórudak egy 20 talppal vannak ellátva. A 20 talp biztosítja a 2 csúszórudak stabilitását függőleges pozícióban. Ez a megvalósítás akkor javasolt, ha az 11 üledékek sekélyek vagy ha a 16 tisztítómedence vízszigetelést kapott, például geomembránt. A 20 talpak rögzíthetőek a 2 csúszórúd legaljára vagy annak közelébe is. A talpak az 11 üledékeken nyugszanak, vagy az alá vannak telepítve a nagyobb stabilitásért.[47] Figures 9-10 illustrate several remediation columns installed in 16 treatment basins. Pools can have emergent macrophyte 17 vegetation, 18 water inlet points and 19 water withdrawal points. In one embodiment, the slide bars 2 are equipped with a base 20. The base 20 ensures the stability of the sliding bars 2 in a vertical position. This implementation is recommended if the sediments 11 are shallow or if the treatment basin 16 is waterproofed, for example with a geomembrane. The feet 20 can be fixed at or near the end of the 2 sliding bars. The bases rest on or are installed below the sediments 11 for greater stability.
[48] A 11. ábra a berendezés 16 tisztítómedencébe telepített olyan változatait és ezek elrendezését szemlélteti, ahol a berendezés tartalmaz egy 21 vegetációs pajzsot is. A 21 vegetációs pajzs a függőlegesen beállított 2 csúszórúd köré van rögzítve, hogy a 1 moduláris remediációs oszlop körül visszafogja a 17 vegetáció elburjánzását. A 3 remediációs modulok cseréje egyszerűbb a vegetáció zavaró hatása nélkül.[48] Figure 11 illustrates the versions of the equipment 16 installed in the cleaning basin and their arrangement, where the equipment also includes a vegetation shield 21. The vegetation shield 21 is fixed around the vertically adjusted sliding bars 2 to restrain the proliferation of vegetation 17 around the modular remediation column 1. Replacing the 3 remediation modules is easier without the disturbing effect of vegetation.
[49] A 12. és 13. ábrák egy 16 tisztítómedence felülnézeti képe több moduláris remediációs oszloppal. A medencének van egy 22 oldalsó rézsüje de lehetne függőlegesre kialakított oldalú is. A 1 moduláris remediációs oszlopok sorokban vannak elrendezve. Lehetőség szerint minden sor el van tolva a szomszédaihoz képest, hogy a preferenciális átáramlási útvonalak kialakítását nehezítsék a medencében. A jelen találmány szerinti berendezés egyik változatában az oszlopok 23 sokszög alapú szolopok és szögletes remediációs modulokból állnak a többi ábrán látható hengeres helyett. A szennyezések kezelése a mikroáramlásokon és a diffúzión alapszik, ezért ideális esetben az oszlopok között kisebb a távolság, mint két méter, viszont nem kevesebb, mint az oszlopok átmérője.[49] Figures 12 and 13 are top views of a treatment basin 16 with multiple modular remediation columns. The pool has a 22-sided copper neck, but it could also have vertical sides. The 1 modular remediation columns are arranged in rows. Whenever possible, each row is offset from its neighbors to make it difficult to develop preferential flow paths in the basin. In one version of the device according to the present invention, the columns 23 consist of polygon-based columns and angular remediation modules instead of the cylindrical ones shown in the other figures. Pollution treatment is based on microflows and diffusion, so ideally the distance between the columns is less than two meters, but not less than the diameter of the columns.
[50] A 14-17 ábrák a találmány szerinti berendezés csúszórúd nélküli változatait mutatják be, ahol a csúszómodul-vázak 24 egymásba csúszó modulvázak. Az emergens növényzet lehetőleg hiányzik vagy alacsony, a víz pedig sekély, ami könnyű cserét tesz lehetővé. Például, 30 cm-es vízmélység esetén a 1 moduláris remediációs oszlopok állhatnak mindössze két 3 remediációs modulból, melyek comb- vagy mellcsizmában hozzáférhetőek. Az oszlopok alacsony magassága azt jelenti, hogy a csúszórúd nyúújtotta további stabilizáció nem lenne szükséges. Ellenben, egy 60-80 cm magasságú, 35 cm átmérőjű oszlopnál a csúszórúd már javasolt annak érdekében, hogy az oszlop nehogy felboruljon, valaint hogy a mély vízben a csere (megújítás) gyorsan kivitelezhető legyen gépek által.[50] Figures 14-17 show versions of the device according to the invention without sliding bars, where the sliding module frames 24 are module frames that slide into each other. Emergent vegetation is preferably absent or low, and the water is shallow, allowing for easy replacement. For example, in the case of a water depth of 30 cm, the 1 modular remediation columns can consist of only two 3 remediation modules, which are accessible in thigh or chest boots. The low height of the columns means that additional stabilization by means of the sliding bar would not be necessary. On the other hand, for a column with a height of 60-80 cm and a diameter of 35 cm, the sliding rod is already recommended in order to prevent the column from tipping over, as well as so that the replacement (renewal) can be quickly carried out by machines in deep water.
[51] A 18. és 19. ábrák egy további megvalósítási módot mutatnak ortografikus nézetben, valamint metszeti nézetben, hozzávetőlegesen. Ebben a megvalósításban a találmány szerinti berendezés tartalmaz egy 25 anód / katód párt is. A modulok 26 bioelektromos remediációs modulok. A 27 anód a mikroorganizmusok közelében, a 6 porózus ömlesztett anyag belsejében van. A 28 katód egy aerob környezettel áll kapcsolatban a 6 porózus ömlesztett anyagon kívül. Az aerob környezet egy aerob víztér (szerves szénben szegény), vagy pedig a levegő / víz határa. Egy vagy több 29 áramlási ablak vágható a 28 katódra, mely kedvezni fog a víz áramlásának a 6 porózus ömlesztett anyag és az említett 28 katód között. A csúszómodul-váz egy 30 üzemanyagcella-modul váz. A katód az 30 üzemanyagcella-modul vázra kerül rögzítésre, és ideális esetben körülveszi a modulokat. Ajánlatos megtartani egy relatív közelséget az anód és katód között a hidrogénhíd okán. A távolság ideális esetben nem több, mint 10 cm, de még ideálisabban nem több, mint 5 cm.[51] Figures 18 and 19 show a further embodiment in an orthographic view and a cross-sectional view, approximately. In this embodiment, the device according to the invention also contains an anode/cathode pair 25. The modules are 26 bioelectrical remediation modules. The anode 27 is close to the microorganisms, inside the porous bulk material 6. The cathode 28 is in contact with an aerobic environment outside the porous bulk material 6 . The aerobic environment is an aerobic water space (poor in organic carbon) or the air/water boundary. One or more flow windows 29 can be cut on the cathode 28, which will favor the flow of water between the porous bulk material 6 and said cathode 28. The sliding module chassis is a 30 fuel cell module chassis. The cathode is attached to the fuel cell module frame 30 and ideally surrounds the modules. It is recommended to keep a relative proximity between the anode and cathode due to the hydrogen bridge. The distance is ideally no more than 10 cm, but even more ideally no more than 5 cm.
[52] Az 27 anód ideális esetben az anoxikus / anaerobikus környezettel van kapcsolatban a remediációs modulok belsejében és fokozza a mikrobiális aktivitást. Szerves ömlesztett anyagot alkalmazva, a bioelektromosság, és ezen keresztül a mikrobiális folyamatok fokozhatóak. A 28 katód saját biofilmet fejleszt, ahol a szennyezőanyagok eltávolítása fokozott a bioelektromosság által. A 28 katód környékén vagy annak belsejében diffúzorok helyezhetőek el, melyek növelhetik a hatékonyságot egy erősebb aerob környezet (nagyobb térbeli különbségek) által.[52] Anode 27 is ideally associated with the anoxic/anaerobic environment inside the remediation modules and enhances microbial activity. By using organic bulk material, bioelectricity and, through this, microbial processes can be enhanced. The cathode 28 develops its own biofilm, where the removal of pollutants is enhanced by bioelectricity. Diffusers can be placed around or inside the cathode 28, which can increase the efficiency through a stronger aerobic environment (larger spatial differences).
[53] Az 27 anód és a 28 katód korrózióellenálló és konduktív anyagok lehetnek, vékony lap vagy szövet formájában, ami pár vagy több milliméter vastag. A nagy tisztaságú grafit filc és a perforált inox acéllapok ideális anyagok. Ha a porózus ömlesztett anyag konduktív, mint például a bioszén vagy aktív szén lehet, az anód lehet maga a porózus ömlesztett anyag.[53] The anode 27 and the cathode 28 can be corrosion-resistant and conductive materials in the form of a thin sheet or fabric that is a few or several millimeters thick. High-purity graphite felt and perforated stainless steel sheets are ideal materials. If the porous bulk material may be conductive, such as biochar or activated carbon, the anode may be the porous bulk material itself.
[54] A 20. ábra az 30 üzemanyagcella-modul váz egy kedvező alakját szemlélteti. Az 30 üzemanyagcella-modul váz tartalmaz több 31 kihegyezett áramgyűjtőt is. Ideális esetben az 25 anód / katód pár egy grafit filc (az ábra nem mutatja) és a 31 kihegyezett áramgyújtőkre van húzva a filc élén keresztül. Minden egyes 30 üzemanyagcella-modul váz tartalmazhat több 25 anód / katód párt is. Az 27 anód és a 28 katód ideálisan zárt áramkörben működnek, egy vagy több ellenállással, melyek 50-1000 Ohm közöttiek egy pár között. Egy 32 ellenállással ellátott vezeték és 31 kihegyezett áramgyűjtők kerülnek rögzítésre a vázhoz vagy beleöntésre a vázba műgyanta, ipari műanyag vagy 3D nyomtatás segítségével.[54] Figure 20 illustrates a favorable shape of the fuel cell module frame 30. The fuel cell module frame 30 also contains several sharpened current collectors 31. Ideally, the anode/cathode pair 25 is a graphite felt (not shown) and is drawn onto the sharpened igniters 31 through the edge of the felt. Each fuel cell module frame 30 may contain several anode/cathode pairs 25. Anode 27 and cathode 28 ideally operate in closed circuit with one or more resistors between 50 and 1000 Ohms between a pair. A wire with resistance 32 and sharpened current collectors 31 are attached to the frame or cast into the frame using synthetic resin, industrial plastic or 3D printing.
[55] A 21. ábra jelen szabadalom egy nemmoduláris megvalósítási módját mutatja be, melyben egy 16 tisztítómedence és több 33 nemmoduláris remediációs oszlop kerültek integrálásra, mint anoxikus felületek. A 16 tisztítómedence felszíni átfolyású, és a feneke és / vagy az 11 üledék puha anyaggal (pl. geomembrán, agyag) impermeabilizált, vagy nem impermeabilizált. A 33 nemmoduláris remediációs oszlopok vízeteresztő ketrecek, melyek felül nyitottak. A ketrecek 34 biológiailag lebomló ömlesztett anyaggal vannak töltve, mely preferencia szerint lebeg, és a ketrecek folyamatosan utántölthetőek nyitott tetejüknek köszönhetően. A 12 víz felszínét jelentősen meghaladó magasságú ketrecek lehetővé teszik a 34 biológiailag lebomló ömlesztett anyag veszteségeinek folyamatos és könnyű pótlását működés közben (pl. havonta, évente). Lebegő töltőanyagok esetén az anyag alján lévő felületek is hasznosíthatóak. Az anyag lebegése a vízszint változásait követi, és magas vízszint esetén is közel tartja az anoxikus zúnákat a víztestben lévő mikroáramlások és diffúzió számára. A megvalósítás egy további módja szerint, egy 35 manuális tisztítótányér van a 34 biológiailag lebomló ömlesztett anyag alatt elhelyezve legalább egy 33 nemmoduláris remediációs oszlopban. A 35 manuális tisztítótányér el van látva egy 36 kiemelést biztosító toldalékkal, például kötéllel vagy nyéllel ami a biológiailag lebomló anyag fölé ér. Amikor a 35 manuális tisztítótányér kihúzásra kerül, magával húzza a kimerült 34 biológiailag lebomló ömlesztett anyagot, és az új anyag betölthető. Ez a batch rendszerű betáplálás működés közben.[55] Figure 21 shows a non-modular implementation of the present patent, in which a 16 purification pool and several 33 non-modular remediation columns were integrated as anoxic surfaces. The cleaning basin 16 has a surface flow, and the bottom and/or the sediment 11 is waterproofed with a soft material (e.g. geomembrane, clay) or not. The 33 non-modular remediation columns are drainage cages, which are open at the top. The cages are filled with 34 biodegradable bulk materials that float as preferred, and the cages can be continuously refilled thanks to their open top. The cages, which are significantly higher than the surface of the water 12, enable the continuous and easy replacement of the losses of the biodegradable bulk material 34 during operation (e.g. monthly, annually). In the case of floating fillers, the surfaces at the bottom of the material can also be used. The flotation of the material follows the changes in the water level and keeps the anoxic zona close for microflows and diffusion in the water body even at high water levels. According to a further embodiment, a manual cleaning plate 35 is placed under the biodegradable bulk material 34 in at least one non-modular remediation column 33. The manual cleaning plate 35 is provided with a lifting attachment 36, such as a rope or a handle, which reaches above the biodegradable material. When the manual cleaning plate 35 is extended, it drags the spent biodegradable bulk material 34 with it and the new material can be loaded. This is batch feeding in action.
ElőnyökAdvantages
[56] A jelen szabadalom szerinti berendezés minden instabil, vagyi gyorsan elbomló szerves szén alapú töltőanyaggal üzemeltethető, például komposzttal és kartonpapírral is.[56] The device according to the present patent can be operated with any unstable, i.e. rapidly decomposing, organic carbon-based filler, such as compost and cardboard.
[57] A berendezés újratölthető az üzemelésbe való beavatkozás nélkül. Az anyagok cseréje egyszerű üzem közben. Nem szükséges lecsökkenteni a vízszintet, sem kioldani rögzítőszerkezeteket, különösképeen olyan rögzítőszerkezeteket, melyek víz alatt lennének az anyagok cseréjekor. A modulok cserélhetőek daruskocsi segítségével, egy csónakból, vagy a sekély nyíltvizes tisztítómezők esetén, ha azok mederszerűen elnyúlóak, akár kézi munkaerővel is a partra hordhatók. A kicserélés nem károsítja a vizes élőhelyek ökoszisztémáját, gyors és gyakran kivitelezhető.[57] The equipment can be recharged without interfering with operation. Changing materials is easy during operation. It is not necessary to lower the water level, nor to release fastening structures, especially fastening structures that would be under water when changing materials. The modules can be replaced using a crane truck, from a boat, or in the case of shallow open water cleaning fields, if they extend like a bed, they can even be carried ashore by manual labor. Replacement does not damage the ecosystem of wetlands, it is quick and often feasible.
[58] A szennyezőanyagok kicserélődésének kockázata (beérkező NO3 - távozó KOI például) minimális és szabályozható a vízszint változtatása nélkül: a remediációs modulok számával és / vagy a remediációs oszlopok sűrűségével.[58] The risk of the exchange of pollutants (incoming NO3 - outgoing COD for example) is minimal and can be controlled without changing the water level: by the number of remediation modules and/or the density of the remediation columns.
[59] A magas vízállások tekintetében, az oszlopok biztosítják az adszorpciós és / vagy denitrifikáló felületek közelségét. A víz mélysége a denitrifikációs tisztítómezőkben növelhető a teljesítmény visszaesése nélkül, az oszlopot alkalmazva. A denitrifikáció hatásfoka javul. A víz lehet tehát mélyebb, a tisztításhoz szükséges terület pedig kisebb.[59] For high water levels, the columns ensure the proximity of adsorption and/or denitrifying surfaces. The depth of water in the denitrification treatment fields can be increased without a drop in performance by using the column. The efficiency of denitrification improves. The water can therefore be deeper, and the area required for cleaning is smaller.
[60] A berendezés egyszerűen megépíthető. Például, a csúszórúd lehet egy műanyagcső, vagy egy faoszlop, amit vizes környezet elviselésére kezeltek. Az oszlopok megközelítő hosszát egy és négy méter között lehet vízionálni. A csúszórúd a vizes élőhelyek üledékébe kalapálható, vagy egy furat készül előre. A csúszómodul-váz önthető betonból és lehet egy egyszerű betoncső. A vízáteresztő borítás lehet egy Raschel hálóból készült zsák a betoncsövet a közepén keresztül kiöntve. Amikor a zsák ki van nyitva, a porózus ömlesztett anyag beletölthető, amit követően a szája összehózható. A modulok cseréje kézi és gépi erővel is elvégezhető.[60] The equipment is easy to build. For example, the sliding bar can be a plastic pipe or a wooden post that has been treated to withstand a wet environment. The approximate length of the columns can be visualized between one and four meters. The sliding rod can be hammered into the sediment of wetlands or a hole is pre-drilled. The sliding module frame can be cast from concrete and can be a simple concrete pipe. The waterproof covering can be a bag made of Raschel mesh with the concrete pipe poured through the middle. When the bag is open, the porous bulk material can be filled in, after which the mouth can be closed. Modules can be replaced both manually and mechanically.
[61] Preferencia szerint egy gyorscsatlakozó is kialakításra kerül, aminek következtében egy szerszám, ami a csúszórúdon lefelé csúsztatható, fel tudja venni a remediációs modulokat. A szerszám lehetőség szerint egy fém, további részletek leírását elhagyva, ugyanis már több hasonló funkciójú gyorscsatlakozó létezik a piacon, melyek akármelyike felhasználható (hasonló funkciókra példa egy markolókanál gyorscsatlakozója, vagy a patent egy ingen). A bioelektromos remediációs modulok tekintetében, egy üzemanyagcella-modul vázba tübb kihegyezett áramgyűjtő és ellenállás is beépíthető. Grafit filcet hegesztésnél használnak és rendelkezésre áll a megfelelő vastagságban, könnyen méretre vágható. Preferencia szerint, egy szerves szűrőtöltet tölthető az anódot képező grafit filc köré, például szalmaapríték. A halászháló burkolat zárható ugyanúgy, mint ahogy fent leírásra került. A katódra másik grafitfilc darab húzható. Az integrált, nemmoduláris remediációs oszlopok esetén használható egy sajár sűrűsége okán lebegő anyag vagy egy úszó is ezek alatt. A ketrec lehet például egy gabion ketrec, ami korrózióálló. A manuális tisztítótányér lehet egy kör alakú műanyagdarab, amire középen kötél van kötve.[61] Preferably, a quick coupler is also provided, whereby a tool that can be slid down the slide bar can pick up the remediation modules. The tool is, if possible, a metal one, omitting the description of further details, because there are already several quick connectors with similar functions on the market, any of which can be used (examples of similar functions are the quick connector of a grab spoon or the button on a shirt). Regarding the bioelectric remediation modules, several sharpened current collectors and resistors can be installed in a fuel cell module frame. Graphite felt is used in welding and is available in the appropriate thickness, and can be easily cut to size. Preferably, an organic filter fill can be filled around the graphite felt forming the anode, such as straw chips. The fishing net cover can be closed in the same way as described above. Another piece of graphite felt can be drawn onto the cathode. In the case of integrated, non-modular remediation columns, a floating material or a float can be used under them due to the density of the soil. The cage can be, for example, a gabion cage, which is corrosion resistant. The manual cleaning plate can be a circular piece of plastic with a rope tied in the middle.
[62] A vízügyi szektor szolgáltatói és az állami szervezetek nyerhetnek a berendezés hasznosításából. Az alkalmazási célterületek egyeznek egy nyíltvizes tisztítómezőével: 1) tisztított szennyvizek utótisztítása, 2) csapadékvíz-kezelés; 3) mezőgazdasági eredetű vizek. Természetes vizek esetén a remediációs oszlopok alkalmazhatók mindennemű, nem túl mély felszíni víz tisztítására mint például patakvizek, folyóvizek, holtágak, mocsarak és a többi.[62] Water sector service providers and public organizations can benefit from the utilization of the equipment. The target areas of application are the same as those of an open water purification field: 1) post-treatment of purified wastewater, 2) stormwater treatment; 3) waters of agricultural origin. In the case of natural waters, the remediation columns can be used to clean all kinds of not too deep surface water, such as streams, rivers, backwaters, swamps and others.
Claims (16)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HUP2000428A HU231402B1 (en) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Modular and non modular remediation columns for the treatment of polluted waters |
ATA50995/2021A AT524488B1 (en) | 2020-12-14 | 2021-12-13 | System and method for removing nitrate and other contaminants |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HUP2000428A HU231402B1 (en) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Modular and non modular remediation columns for the treatment of polluted waters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HUP2000428A1 HUP2000428A1 (en) | 2022-06-28 |
HU231402B1 true HU231402B1 (en) | 2023-07-28 |
Family
ID=89993255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HUP2000428A HU231402B1 (en) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Modular and non modular remediation columns for the treatment of polluted waters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
HU (1) | HU231402B1 (en) |
-
2020
- 2020-12-14 HU HUP2000428A patent/HU231402B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HUP2000428A1 (en) | 2022-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sundaravadivel et al. | Constructed wetlands for wastewater treatment | |
US4218318A (en) | Process and apparatus for treating and purifying waste water | |
Bani | Wastewater management | |
US20110297596A1 (en) | Apparatus merging wetland plants with a floating substrate to treat pollution in any river, lake or body of water | |
WO2004087584A1 (en) | System and method for the treatment of wastewater using plants | |
KR101241817B1 (en) | Treatment method of leachates from landfill and device thereof | |
KR100668598B1 (en) | Constructed wetlands combined phyto-bioremedation and the watwer purification method thereof | |
Wagner et al. | Key constructed wetland design features for maximized micropollutant removal from treated municipal wastewater: A literature study based on 16 indicator micropollutants | |
CN1102129C (en) | Intensified ecological sewage decontaminating method for rivers, channels and ditches | |
Wood | Constructed wetlands for wastewater treatment—engineering and design considerations | |
Farooqi et al. | Constructed wetland system (CWS) for wastewater treatment | |
US7008539B2 (en) | Submerged ammonia removal system and method | |
KR100968552B1 (en) | Nitrogen and chromaticity reduction system using ecological trench and artificial island | |
EP0641744A1 (en) | Purifying apparatus | |
HU231402B1 (en) | Modular and non modular remediation columns for the treatment of polluted waters | |
Nemade et al. | Wastewater renovation using constructed soil filter (CSF): A novel approach | |
KR101704529B1 (en) | Wetland System For Nonpoint Source Polluted Water Treatment | |
KR100458764B1 (en) | Method and apparatus for the treatment of contaminated water by submersible biological aerated filter | |
Banjoko et al. | Upgrading Wastewater Treatment Systems for Urban Water Reuse | |
RU49525U1 (en) | BIOFILTER | |
KR101394403B1 (en) | Landfill having movable leachate cleaning device | |
Phuntsho et al. | Wastewater stabilization ponds (WSP) for wastewater treatment | |
JP2936067B1 (en) | Sludge treatment method using tidal wetland | |
AT524488B1 (en) | System and method for removing nitrate and other contaminants | |
Taha et al. | Using of Constructed Wetlands in The Treatment of Wastewater: A Review for Operation and Performance |