3. 2. Пропозиції щодо впровадження біоплато для очистки Голосіївських ставків

Біоплато гідропонного типу (БГТ) – інженерна споруда, яка може застосовуватися також для покращення якості поверхневих вод.

Рис.2. Типова конструкція ЗБГТ

1 – розподільчий колодязь, 2 – закрите біоплато гідропонного типу з вищою водною рослинністю та препаратом-біодеструктором, 3 – контрольний колодязь для відбору проб.

На рис.2 приведена типова схематична конструкція БГТ. Забруднені води подаються в розподільчий колодязь, який часто розміщується безпосередньо в біоплато. Від розподільчого колодязя через систему перфорованих трубопроводів, які в конструктивному плані можуть прокладатися за паралельною або променевою схемою, вода надходить на біоплато. Фільтрація води відбувається у вертикальному напрямі через шар завантаження (митий щебінь, гравій, керамзит). Товщина шару завантаження складає в середньому 1,0-1,5 м. Покриття споруди термоізоляційним матеріалом запобігає її промерзанню у зимовий період, та забезпечує ефективне очищення стічної води протягом року. Конструктивно створюється природна вентиляція дрен, що забезпечує дихання кореневищ ВВР та окислення забруднень. Вищі водяні рослини (комиш і очерет озерний) висаджуються з густиною 4-6 рослин на 1 м2. Далі води фільтруються через гравійне завантаження БГТ, на якому іммобілізовані мікроорганізми-біодеструктори внесеного в період будівництва біопрепарату, кореневища вищих водяних рослин, що сприяє покращенню їх якості по показникам органічного забруднення внаслідок біорозкладу важкоокислювальних органічних речовин. При високій забрудненості органічними речовинами води перед подачею в БГТ попередньо насичують киснем до концентрації вище 6 мг/л, що необхідно як для аеробного окислення органічних забруднень мікроорганізмами та перифітоном, так і для дихання кореневищ вищих водяних рослин .

У Норвегії в 40 км на південь від Осло для очистки сільськогосподарського поверхневого стоку побудовано експериментальне біоплато, яке являє собою сконструйований з 8 паралельних смуг (кожна розміром 3 х 40 м) фільтр глибиною 0,5 м, площею 1200 м2. [49] Площа водозбору складає 0,8 км2. Попередні дослідження показали значну ефективність видалення завислих речовин - 45-75%, фосфору - 21-44%, азоту - 15%. Дослідження тривають.

При середній концентрації амонію у стоках 24,7 мг/л, після очистки з використанням ВВР його концентрація становила (мг/л): для комишу – 1,4, для очерету – 5,3, для рогозу – 17,7. Ефективність зниження БСК також була вище у комишу і очерету. Експериментально встановлено, що ступень очистки води від фосфору та азоту відповідно складає 98; і 92,9%, при цьому БСК та ХСК зменшилось на 98,6 і 91%. Таким чином, 1 г прикріпленої мікрофлори здатен окислити в літній період вегетації ВВР 0,098 г органічних забруднень впродовж доби за БСК5 на 1 г забруднень, а в осінньо-весняний період даний показник становить в 3 рази менше, тобто 0,032  г О2/БСК5/ г забруднень/добу, що надходить на очищення. Загалом слід констатувати, що 1 т біомаси ВВР здатна поглинати до 250-400 кг різних мінеральних речовин .

Для ВВР, особливо із зануреними та напівзануреними стеблами і кореневищами, характерна вибірковість видалення із стічних вод не тільки макро- і мікроелементів, а також солей важких металів. Так, очерет звичайний при урожаї 44 т/га сухих речовин може видалити із води 667 кг/га азоту, 276 кг/га фосфору та 419 кг/га калію. Він утилізує також із води 408 кг/га хлору, 198 кг/га кальцію та інших елементів. Рогоз вузьколистий сорбує менше азоту, хлору та фосфору, але натрію та кальцію поглинає в 2-3 рази більше, ніж очерет звичайний.

Таким чином, аналізуючи санітарно-хімічні та санітарно-бактеріологічні показники якості доочищених вод можна констатувати, що при встановленому режимі функціонування біоставів з ВВР, їх роботу можна характеризувати як таку, що ефективно очищує забруднені води від органічних, мінеральних і біологічних забруднень. Дане очищення досягається виключно сорбційним та накопичувальним властивостям ВВР, функціонуванням перифітону обростань ВВР, оптимальній кількості розміщення ВВР у біоставках та певній швидкості руху вод через біостави.

Економічна ефективність біоплато є, мабуть, найвагомішим аргументом на користь даної технології. Біологічний спосіб відновлення антропогенно порушених екосистем є найбільш економічним і безпечним:

- будівництво споруд не потребує висококваліфікованих працівників і виконується місцевими будівельними організаціями з традиційними технічними засобами;

-  експлуатація не потребує  витрат електроенергії, хімреактивів;

- строк роботи біоплато без капітального ремонту до 30 років і більше, так як це - самовідновлюча система;

-  в період експлуатації споруд та нагляду за ними може виконувати 1 працівник з середнім рівнем  кваліфікації;

-  термін введення в дію біоплато через 2-6 місяців після початку будівництва.

Пропонуємо для Голосіївьских ставків створити біоплато біля дамби, руслове і частково берегове. Детальніше спроектуємо біоплато для Оріхуватських ставків, т.я. їх екологічний стан найгірший. Біля дамби знаходиться необхідна глибина (1-1,5м) та є постійна течія. Площа біоплато – 10% від площи ставку (від 0,07 до 0,22 га по різним ставкам, всього 0,5 га=5000 м2). Необхідне обслуговування – 2 рази на рік.

Розрахунок економії використання біоплато у порівнянні з використання біопрепаратів.

Затрати на будівництво біоплато – 80 грн/м2*5000м2=400000 грн.

Затрати на обслуговуванн – 1000 грн/рік 1 споруда = 4000 грн/рік.

Отже, затрати за 5 років – 400000 грн+18000 грн=418000 грн.

Порівняємо з найдешевшим аналогічним варіантом – біопрепарат "Понд-Трит". Випускається в рідкій і гранульованій формі. В рідкій формі –18000 грн/упаковка (3,8 л до 4 га) і гранульована – 227 грн/упаковка (240 г).

Для початкового очищення використовуємо рідку форму. При необхідності повторити. отже на 5 га необхідно min 2 упаковки – 32000 грн.

Норми внесення 0,12г/м2 – 2 рази на місяць. 0,12 г/м2*50000 м2*2=12000г/місяць=50 упаковок (по 240г). Ціна 50 упаковок – 50*227 грн=11350 грн. Отже, затрати на обслуговування – 11350грн +1150грн=12500 грн.

Тоді затрати за перрший рік – 32000грн+12500 грн*10=157000 грн.

За наступні роки – 12500*12=150000 грн/рік.

Отже, за 5 років – 157000+150000*4=757000 грн.

Різниця між витратами на біоплато і використанням біопрепаратів складає 339000 грн. Термін окупності біоплато – 2,5 роки.