В крупных городах очистке воды уделяется особое внимание: современные станции обезжелезивания и очищения от примесей позволяют пить буквально из-под крана. А вот во многих дачных и коттеджных поселках ситуация иная: содержащая железо, сероводород и азотистые соединения вода может нанести серьезный вред человеческому здоровью. Чтобы сделать ее безопасной, используется система аэрации. Подробнее о типах таких систем читайте в статье.

От акведука до современной системы водоподготовки

Аэрация — это естественное проветривание воды и насыщение ее кислородом. Может осуществляться путем распыления воды в воздухе или пропускания через нее содержащих кислород пузырьков. Помимо дачных поселков без водозаборных узлов, аэрация воды часто применяется в аквариумах для лучшего содержания рыб, а также в прудах, чтобы избавить их от неприятного запаха и сохранить растения вокруг.

Аэрация воды была знакома еще жителям древнего Рима. Вода в этот город доставлялась через 11 акведуков, общая длина которых составляла почти 350 километров.


льшинство из них было построено под землей. Конечно, в те времена вода не была настолько загрязнена химическими соединениями, но римляне оснащали акведуки специальными резервуарами-отстойниками, где она осветлялась и избавлялась от взвешенных частиц. Прежде всего, вода подавалась в общественные бани, которые посещали патриции. В многоэтажный жилой дом — инсулу — тоже можно было подвести трубу с водой или же установить цистерну с ней во дворе. Помимо этого, в Древнем Риме вода всегда имелась в фонтанах, откуда ее черпали и продавали водоносы.

Аэрация воды не всегда нужна для ее избавления от вредных химических элементов: в сооружениях биологической очистки сточных вод (аэротенках, аэрофильтрах, биофильтрах) она обеспечивает жизнедеятельность особых микроорганизмов — аэробных бактерий, которые осуществляют процесс минерализации растворенных органических веществ и других загрязнений.

Принято выделять три вида аэрации: биологическую, химическую и механическую. Первая — естественный природный процесс, за который «отвечает» населяющий водоем фитопланктон. Под химической аэрацией воды подразумевается добавление в нее выделяющих кислород реагентов, таких как перекись водорода, перекись кальция и других. Однако самой популярной является механическая аэрация. Ниже мы расскажем об основных ее техниках и системах, а также разберемся в их достоинствах и недостатках.

Технологии аэрации воды

Существует три способа механической аэрации воды:


  • Безнапорная аэрация. Это и есть тот самый дедовский метод отстаивания воды в бочке. В этом случае содержащееся в ней двухвалентное железо соединяется с кислородом, становится трехвалентным и выпадает в осадок в виде ржавчины. Иногда для лучшего окисления возле бочки размещается инжектор. Главный плюс безнапорной аэрации воды — в надежности. Процесс очищения происходит естественно и не зависит от работы каких-либо устройств. Но есть и ряд минусов: низкая, а порой и нулевая, скорость потока воды и потребность в периодической очистке бочки от цветения. Вдобавок установка бочки влечет за собой лишнюю нагрузку на фундамент дома и создает дополнительную опасность его затопления.
  • Напорная аэрация. Говоря простым языком, это принудительная подача воздуха в емкость с водой. В свою очередь, она делится на два вида — электрохимическую и компрессорную.

    В первом случае на титановых электродах выделяется активный атомарный кислород, который окисляет железо, сероводород и другие находящиеся в воде вещества. Преимущества данного метода в бесшумности, высокой эффективности, компактности оборудования, простоте консервации системы в случае продолжительного отъезда, а также низком сбросе в сливную яму. Последний пункт особенно актуален для тех, у кого нет центральной канализации и кто не хочет часто откачивать стоки. Основной недостаток электрохимической аэрации воды — на титановых электродах откладываются соли жесткости, которые нужно периодически смывать. Данную технологию не рекомендуется использовать при повышенном содержании в воде солей кальция и магния, но в остальных случаях она вполне приемлема.


    Для компрессорной аэрации требуются довольно громоздкие устройства: сам компрессор и специальная колонна, где воздух нагнетается и смешивается с водой, после чего нерастворенные пузырьки автоматически удаляются через специальный клапан. Насыщенная растворенным кислородом вода отправляется дальше по системе очистки на фильтр обезжелезивания. Жесткость воды никак не влияет на состояние компрессора, но по показателям шума и сбрасываемых в канализацию отходов данный метод явно проигрывает электрохимической аэрации воды. Необходимое для компрессорной аэрации оборудование также сложнее поддается консервации, что создает дополнительные неудобства людям, приезжающим на дачу по выходным или на лето. Но среди наших соотечественников наиболее популярна именно компрессорная аэрация, потому что она долго используется и имеет больший кредит доверия.

  • Эжекционная аэрация. В данном процессе используется другая техническая установка: так называемый узел Вентури. Во время прохождения через него жидкости в устройство засасывается воздух, который и контактирует с водой. После вода проходит через фильтры, на которых оседает окислившееся железо. Узел Вентури может работать без электричества, однако его производительность существенно ниже, чем у предыдущих методов. С сильными загрязнениями он также не справится.

В любом случае систему аэрации воды нужно выбирать, исходя из собственных потребностей и физических возможностей. Вид загородного дома, его расположение и инфраструктура тоже играют свою роль. Многое зависит и от режима проживания: одно дело приезжать на дачу или в коттедж несколько раз в месяц и совсем другое — жить круглый год. Для грамотного выбора технологии аэрации воды и необходимых для нее устройств лучше получить консультацию квалифицированного инженера.

Источник: aif.ru

3.1      Безнапорная аэрации воды

Установки безнапорной аэрации используются для извлечения из состава воды чрезмерного количества железа, марганца, метана, сероводорода и других газов, а также, если превышены показатели мутность, цветность и присутствует неприятный запах. Считается одним из наиболее экологически чистых и безопасных способов фильтрации.

Рис. 2 - Схема безнапорной системы аэрации

Рис. 2 — Схема безнапорной системы аэрации

Системы безнапорной аэрации могут иметь различные габариты в зависимости от необходимой пропускной емкости, поэтому отлично подходят для использования как на дачах и загородных домах, так и на предприятиях с большим показателем потребления воды.


Принцип действия: поступающая из источника вода наполняет бак аэратора, рассеиваясь через специальные насадки (форсунки). Во время падения капли воды перемешиваются с атмосферным воздухом. На дно бака в дополнение подается воздух посредством мембранного компрессора. В результате взаимодействия молекул воды с молекулами кислорода, находящиеся в составе частицы двухвалентного железа окисляются до нерастворимого трехвалентного и вместе с марганцем переходит в твердое состояние. Аналогично путем окисления происходит преобразование серы до нерастворимой формы, таким образом, устраняется сероводород. Твердые частицы марганца, серы и гидроксида железа извлекаются затем с помощью мелкопористого фильтра либо обезжелезивателя воды.

В сравнении с другими видами аэрации, безнапорный способ обеспечивает продолжительное время для химической реакции воды и кислорода, благодаря чему полностью удаляется сероводород, а железо максимально окисляется.

Кроме того, в корпусе аэрационной установки всегда поддерживается определенное количество воды, что является преимуществом при остановке водоснабжения.

Конструкция безнапорной системы аэрации воды содержит следующие основные составляющие:


— аэрационный бак,

— воздушный коллектор,

— насосная станция,

— электромагнитный и дыхательный клапаны,

— мембранный компрессор,

— датчик уровня жидкости.

Вода в аэрационном баке не находится под давлением, поэтому на выходе из емкости оно создается с помощью насосной станции.

Сочетание безнапорной аэрации с дозированием реагентов (хлора, гипохлорита натрия и других) применяется в ситуациях, когда исходная вода содержит большое количество органических соединений. Показатели качества воды превышены и имеют следующие значения: содержание сероводорода более 2 мг/л, pH низкий и составляет менее 6,8, повышена перманганатная окисляемость, содержание сульфидов более 0,2 мг/л.

3.2      Напорная аэрации воды

Является наиболее распространенным методом обогащения воды кислородом для окисления вредных веществ. Такая фильтрация воды совершенно безвредна, экономически выгодна, а кроме того, экологична. Чаще всего напорную аэрацию применяют для очистки скважинной воды, так как подземные воды характеризуются малым содержанием либо полным отсутствием кислорода.


Рис. 3 - Схема напорной системы аэрации 

Рис. 3 — Схема напорной системы аэрации 

Установки напорной аэрации представляют собой аэрационные колонны простой конструкции, и сравнительно компактными размерами. В таких системах не наблюдаются потери напора, так как отсутствует разрыв водной струи, и дополнительные меры по повышению давления на выходе из установки не требуются. Обогащение воды кислородом осуществляется под давлением в герметичном баке.

Метод напорной аэрации позволяет эффективно осуществлять устранение до 0,5 мг/л сероводорода и окислять до 2 мг/л марганца и до 15 мг/л железа.

Конструкционно установка напорной аэрации состоит из следующих основных частей:

— аэрационный бак,

— воздушный клапан,

— компрессор,

— датчик потока,

— реле расхода,

— распределительный оголовок.

Процесс окисления методом напорной аэрации осуществляется по следующим последовательным этапам: 1) неочищенная вода из ист.


истки, когда вода проходит через фильтры, адсорбирующие твердые окислы.

Условия, при которых формируются подземные воды, определяют особенности их состава. В воду поступает множество различных химических элементов из окружающих горных пород. В местах под водонепроницаемыми породами, куда не попадают даже талые и дождевые воды, подземные воды растворяют марганец и железо. На участках, куда вместе с атмосферными и прочими водами кислород поступает, железо и марганец подвергаются окислению и находятся в нерастворенной форме, а общее их содержание может быть незначительным.

Вода, добываемая из скважин, отличается от воды из открытых водоемов тем, что она, как правило, бесцветна и не содержит взвешенных частиц. Бурый оттенок, а также мутность и осадки гидроокислов железа, возникают в процессе взаимодействия с кислородом при отстаивании. При этом вода может издавать неприятный запах и обладать характерным железным привкусом.


Уровень содержания железа, марганца, двуокиси углерода в подземных водах намного больше, чем в открытых водных источниках. Также такая вода обладает пониженным значением pH.

Кроме растворенного состояния железо в воде может содержаться также в виде коллоидных и органических соединений. Здесь вода сразу же будет желтоватого либо бурого цвета, но при этом будет наблюдаться образование осадка при отстаивании. Уровень загрязнения органическими соединения железа определяется значением перманганатной окисляемости. Если данный параметр превышает 4-5 мг/л, система аэрационной фильтрации может не справиться с задачей очистки и необходимо дополнительно использовать реагентные окислители (например, перманганат калия, гипохлорит натрия, активный хлор и др.). Для удаления остатков хлор и хлор-соединений прибегают к методу сорбционной фильтрации.

Метод аэрации для очистки скважинной воды является одним из наиболее эффективным и широко реализуется в бытовых нуждах, а также в промышленных масштабах.

4.1      Применение для обезжелезивания и очистки от органических веществ

4.1.1     Напорная аэрация для удаления железа

Данный метод основан на том, что помимо окисления, происходящего в результате насыщения исходной воды кислородом, химическая реакция окисления ускоряется, благодаря катализирующим свойствам фильтрующей загрузки, входящей в схему очистки.


В качестве фильтрующей загрузки применяют природные сорбционные материалы, в составе которых, присутствует диоксид марганца: МЖФ, сорбент AC+MC, Birm и другие. Указанные вещества различаются между собой химическим составом и физическими параметрами, и эффективны в разных случаях в зависимости от качественных показателей исходной воды.  При этом они обладают одинаковым принципом действия: диоксид марганца провоцирует окисление железа и марганца, в результате которого образуются нерастворимые гидроксиды, осаждающиеся затем на гранулированных частицах загрузки.

Очищение воды от железа таким способом осуществляется по описанной далее схеме. В воду, которая подается на устройство аэрации, компрессором нагнетается воздух. Количество сжатого воздуха контролируется реле потока. Затем смешанная с воздухом вода поступает в аэрационную колонну, а избыток воздуха отводится с помощью воздушного клапана. После чего вода направляется в фильтр-обезжелезиватель, загруженный каталитическим материалом. При прохождении воды через очищающий фильтр с каталитическим наполнителем происходит окисление железа и осаждение его частиц на внешней части сорбционных гранул. Вымывание в дренаж осажденного железа реализуется при взрыхлении фильтрующего слоя обратным потоком воды.

4.1.2     Безнапорная аэрация для удаления железа

Безнапорная аэрация отличается от напорной тем, что не требует постоянного высокого давления воды в аэрационной емкости. Воздух в систему заводится с помощью аэратора (это может быть компрессор, эжектор и т.п.). В контактной емкости, представляющей собой герметичный корпус, вода насыщается кислородом и отстаивается. Затем с помощью центробежного насоса отстоявшаяся вода откачивается из контактной емкости и направляется на обезжелезиватель с каталитической загрузкой. Дальнейшая очистка происходит так же, как и в системе напорной аэрации.

4.1.3     Реагентное обезжелезивание с напорной аэрацией

Дает возможность кроме железа удалять из воды также и органические соединения. Принцип работы: посредством дозатора в воду поступает реагент – раствор гипохлорита натрия. Чтобы произошло максимальное окисление взаимодействие хлора и воды должно продолжаться около получаса или больше, этот процесс осуществляется в напорной емкости. Затем вода направляется в каталитический обезжелезиватель, где железо и другие примеси окисляются и осаждаются на поверхности фильтрующих гранул. Вымывание осадочных взвесей из фильтра происходит в результате взрыхления каталитического слоя обратным водным потоком. Остаточный хлор устраняется из воды с помощью сорбционных материалов на основе активированных углей.

4.1.4     Реагентное обезжелезивание с безнапорной аэрацией

Также, как и выше описанный метод устраняет из воды органику. Принцип работы: с помощью дозатора в воду поступает реагент – раствор гипохлорита натрия. Чтобы произошло максимальное окисление взаимодействие хлора и воды должно продолжаться около получаса или больше, этот процесс осуществляется в напорной емкости. Затем с помощью центробежного насоса отстоявшаяся вода откачивается из контактной емкости и направляется на обезжелезиватель с каталитической загрузкой. Дальнейшая очистка происходит так же, как и в системе напорной аэрации.

4.2      Применение для удаления растворенных газов

Дегазация – процесс избавления воды от примесей вредных газов, которые отрицательно влияют на качество воды. Например, сероводород вызывает плохой запах, а углекислый газ способствует возникновению коррозии в трубах. Обычно при помощи дегазации устраняются щелочные (NH3, СН3, NH2) или  кислые (С02, H2S, S02, S03, N02) газы.

Удаление газов можно осуществлять двумя способами химическим – при помощи различных реагентов и физическим – аэрацией.

Химический метод применяется в случаях, когда наблюдается низкая концентрация газов, либо при отсутствии возможности утилизировать их. Недостатки химического метода заключаются в том, что фильтрация обладает большей стоимостью за счет задействования реагентов и сам процесс очистки значительно усложняется. Кроме того, неправильно подобранная дозировка реагентов может ухудшить качество воды. Ввиду вышеперечисленного химическая дегазация менее востребована, чем аэрация.

Рассмотрим подробнее, как осуществляется устранение газов при помощи аэрации. Суть метода состоит в том, чтобы привести значение парциального давления газа в атмосфере, которая контактирует с водой, к нулю.

Указанный способ отлично очищает воду от углекислого газа и сероводорода. А вот извлечь из воды кислород, который составляет значительную часть атмосферы, системы аэрации неспособны. Для удаления кислорода воду доводят до кипения в термических деаэраторах, либо в герметичных вакуумных дегазаторах.

Виды дегазаторов:

— Вакуумные – с помощью специальных механизмов (водо- или пароструйных эжекторов, вакуумных насосов и т.п.), создается пониженное давление над поверхностью воды, при котором она закипает при текущей температуре.

— Термические – в них происходит нагревание воды, за счет чего вредные газы выпариваются из нее.

— Барботажные – сжатый воздух в виде пузырьков продувается через медленно проходящий поток воды.

— Пленочные – выполненные в виде колонн, заполненных разными насадками, по которым вода стекает в виде тонкой пленки. Благодаря насадкам площадь поверхности взаимодействия воды и воздуха, подаваемого встречно вентилятором. Насадки выполняются из пластика, дерева или керамики, имеют кольцевую форму.

Барботажные системы расходуют много энергии на сжатие воздуха, поэтому их использование экономически невыгодно, и они редко применяются.

Наиболее эффективным устройством для удаления газов из воды считается пленочный дегазатор. Благодаря ему обеспечивается надежный дегазационный эффект, такая система долговечна, относительно компактна, требует меньшего расхода воздуха.

Принцип действия пленочного дегазатора: воздух поступает от вентилятора в поддон, вода через верх корпуса дегазатора равномерно растекается по сечению плиты, имеющей патрубки для слива воды в насадку, а также колпаки, через которые выходит воздух. Стекшая в поддон вода отводится посредством гидравлического затвора.

В заключении нам хотелось бы привести видео по монтажу напорной системы аэрации воды своими руками.

Видео по монтажу напорной системы аэрации воды:

Источник: vagner-ural.ru

Что такое аэрация воды и область применения метода

Аэрацией называют специальный процесс, подразумевающий насыщение воды кислородом, своеобразное её проветривание и умягчение. За счет происходящих при этом окислительных процессов молекулы железа приобретают вид взвесей (трехвалентное нерастворимое соединение, видное глазу человека), которые можно удалить. С помощью кислорода из воды устраняются также сероводород и двуокись углерода.

Аэрацию выполняют либо через распыление жидкости, либо методом пропуска через неё пузырьков кислорода.

Такой метод очистки применяется:

  • в биологических ЛОС, перерабатывающих стоки, для поддержания жизнедеятельности полезных бактерий;
  • на водопроводных очистных станциях, в коммунальных ЛОС чаще применяют роторные аэраторы;
  • для правильной обработки воды из скважины, если она насыщена железом или сероводородом;
  • фармацевтическая, пищевая промышленность;
  • сельское хозяйство;
  • рыбхозы, искусственные бассейны – здесь используют плавающий турбоаэратор в виде небольшого катамарана;
  • домашние аквариумы – для этих целей лучше применять керамический аэратор, который нейтрализует скопившийся в резервуаре углекислый газ.

После того как растворимые примеси приобретают форму взвесей, их удаляют при помощи специальных фильтров. Если этого не сделать, частички мусора будут выводить из строя работу насосного оборудования, загрязнять дно накопительной ёмкости.

Способы и принцип действия

Система аэрации водыВыделяют три метода механической обработки воды с применением аэрации:

  • Безнапорный. Самый дешевый способ насыщения жидкости кислородом. Подразумевает простое отстаивание собранной воды в резервуаре. За некоторый промежуток времени весь её объем насытится кислородом и железо выпадет в ржавый осадок. Подобный способ помимо простоты не дает ничего положительного. Владелец участка вынужден использовать только верхнюю часть обработанной среды. Нижнюю нужно либо сливать, либо пропускать через дополнительные фильтры. Кроме того, при такой аэрации воды приходится регулярно мыть стенки резервуара от скопившейся цвели, слизи.
  • Система аэрации водыНапорный. Метод с использованием специальных установок, нагнетающих воздух в воду. Здесь различают еще два дополнительных способа автоматической обработки жидкости — компрессионный и электрохимический. В первом случае используется специальная колонна на несколько литров. К ней прилагается компрессор для аэрации воды в системе очистки. Он нагнетает пузырьки воздуха в колонну. Обработанная таким образом жидкость транспортируется далее с помощью насоса к установкам с обезжелезивателями, чтобы нейтрализовать взвешенные частицы. Компрессионный метод обработки жидкости шумный. К тому же законсервировать на зиму такую комплект-станцию сложнее. Для электрохимического же метода характерны компактность установок, высокая эффективность, возможность быстро заморозить установку на холодное время года (при простое дачи). Кроме того, для электрохимического метода аэрации присущ и низкий процент сбросов отходов в канализацию. В работе подобная станция самая бесшумная. Срок её службы в разы дольше. Очистка воды от примесей происходит за счет активного атомарного кислорода, который выделяется на титановых электродах. Но стоит быть внимательными, поскольку на них же скапливаются соли жесткости. Поэтому электроды нужно часто менять.
  • Эжекционный. В качестве эжектора выступает узел Вентури. Когда через него транспортируется жидкость, в рабочее колесо одновременно всасывается воздух. За счет этого происходит обработка воды кислородом. Несмотря на то что эжекционные установки работают без потребления электроэнергии, они пользуются малым спросом. Причина тому — недостаточная эффективность механизма. Сильные загрязнения ему не поддаются.

Метод аэрации жидкости для частного дома выбирают в зависимости от финансовых возможностей семьи, типа проживания (постоянное/временное). После насыщения воды кислородом важна её качественная фильтрация.

Устройство систем аэрации воды

Система аэрации водыМеханическая (компрессорная) система аэрации воды с обезжелезивателем имеет несколько рабочих узлов:

  • Колонна аэрационная для сбора воды. Имеет вид высокого цилиндра, выполненного из армированного стеклопластика.
  • Счетчик (расходомер).
  • Компрессор.
  • Воздушный клапан-предохранитель. Работает на отвод газов и излишков кислорода из накопительного цилиндра.

Компрессор нагнетает кислород в колбу, где газ быстро смешивается с жидкостью. Его молекулы вытесняют все двухвалентные примеси и газы из воды. Затем обрабатываемая среда движется к специальным фильтрам. Здесь все взвеси удаляются, а в водопровод подается уже чистая жидкость.

Безнапорная система аэрации устроена таким образом:

  • Большой резервуар оснащен специальным клапаном. Он контролирует поступление жидкости в бак. Желательно, чтобы ёмкость была заполнена наполовину. Это позволяет воздуху интенсивнее смешиваться с молекулами влажной среды.
  • Нагнетательный вентилятор отвечает за подачу воздуха в бак, вытяжной отводит окисленные газы из резервуара.

Также для безнапорной установки предусмотрены специальные датчики, которые контролируют включение/выключение оборудования: вентиляторов, входного и выходного патрубка, слива отработанной жидкости. Дополнительно такие станции могут быть оборудованы функцией дробления струи.

Воздуходувку для аэрации очистных сооружений часто используют в септиках, чтобы усилить активность бактерий.

Электрохимическое оборудование имеет следующие рабочие узлы:

  • электролизер с катодом и анодом;
  • источник непрерывного тока;
  • патрубки для подвода и отвода жидкости;
  • узел электромагнитной обработки, соединенный с источником непрерывного тока.

При попадании воды в резервуар подключенный к питанию узел обеспечивает синхронное с уровнем её жесткости изменение напряжения полей. Таким образом происходит обезжелезивание воды и контроль расхода электроэнергии.

Преимущества и недостатки метода

Для аэрации как способа очистки воды в аквариумах, прудах или взятой из скважины/колодца характерны такие преимущества:

  • Безопасность кислорода. Газ, которым обрабатывается среда, нетоксичен, бесплатен, оказывает быстрое окислительное действие. Кислород не образует опасных для человека соединений.
  • При использовании напорной аэрации удается серьезно уменьшить габариты установок. В свою очередь это позволяет экономить место на участке/в доме, чего не скажешь при использовании безнапорных установок.
  • Отсутствие необходимости применения дополнительных дорогостоящих реагентов для качественной водоподготовки.
  • Полная автоматизация процесса. Это освобождает мастера от трудозатрат, необходимости контроля работы очистных систем.
  • Понятная схема установки оборудования, принцип его обслуживания.

Монтаж напорной или безнапорной системы может провести даже мастер без опыта.

Источник: StrojDvor.ru

Аэрация воды – простая эффективная технология от финнов

Система аэрации воды

Вода, используемая под разные бытовые и технические цели, обычно предполагает высокое насыщение кислородом, воздухом. Фактор естественного «проветривания» водной массы бассейнов, скважин, водоёмов и т.п., видится реальной необходимостью. Однако существующие ныне системы водной аэрации (поверхностные или нижние) характерны малой эффективностью и значительной энергоёмкостью. Инженеры-сантехники уже долгое время пытаются отыскать оптимальное решение. И вот в 2017 году финская компания представила миру интересный проект системы аэрации воды, который заслуживает рассмотрения.

Освоенная техника аэрации воды

Существующие системы поверхностной и нижней водной аэрации в основном используют технику подмешивания к неподвижной воде или без подмешивания путём создания низкой концентрации кислорода в атмосфере над бассейном. На практике реакционные газы переносятся обратно в воду.

Система аэрации водыОбработка водоёма с целью насыщения жидкости воздухом, что является необходимым условием для качественного природного баланса. Однако фонтанирование не даёт того эффекта, который требуется

Современные технологии процессов водной аэрации пытаются скопировать с оглядкой на процессы, происходящие в природе:

Часто применяется генерация пузырьков пропусканием сжатого воздуха через диффузоры, и даже генерация плазмы электрической дугой. Однако все существующие способы отмечены множественными недостатками.

Недостатки существующих систем

  1. Возможности снижения коэффициента растворения (К-фактор) зачастую не рассматриваются. В некоторых случаях К-фактор настойчиво стремятся увеличивать без какого-либо учёта результатов исследований.
  2. Потребление энергии в целом велико в силу того факта, что процесс растворения отделен от потока жидкости. То есть кинематическая энергия потока не используется.
  3. Зачастую аэрация воды производится для небольшой части обрабатываемой жидкости (на поверхности или на дне объёмных сосудов), в то время как основная часть жидкости остается пассивной.
  4. Огромный сосуд с пассивной жидкостью внутри непроизвольно становится питательной средой для различных бактерий, планктона, водорослей. Поддерживать чистоту объёмных сосудов крайне сложно и экономически накладно.
  5. Концентрация кислорода в воздухе над аэрационными сосудами низкая из-за сильной ферментации и биогазификации. При поверхностной аэрации воды биогазы растворяются в жидкости активнее кислорода по причине увеличенной сопротивляемости О 2 к растворению в жидкостях.
  6. Аэрация поверхностным способом становится бесполезной, когда над поверхностью воды отмечается высокая концентрация биогазов. Поверхность неподвижной воды в сосуде становится жестче и плотнее. Поверхностное натяжение усиливается, что увеличивает растворяющее сопротивление.
  7. Каскадная аэрация способствует активному отделению кислорода от воды. По этой причине содержание кислорода в воздухе над каскадной системой всегда выше, чем непосредственно в составе жидкости.
  8. Способствует снижению насыщаемости воды кислородом и технология прямого удара, которая достаточно часто применяется в условиях аэрации технических вод.

Обоснование эффективных процессов аэрации воды

Наиболее распространенная теория растворения газа путем диффузии может быть представлена в виде двух графиков

Система аэрации водыГрафики процессов аэрации: А — стандартные условия; В — условия с финским модулем; 1, 2, 3, 4 — транспорт; 5, 6 — объёмная газовая факция; 7, 8 — объёмная жидкостная факция; 9,10 — коэффициент растворяемости; 11, 12 — взаимодействие

Согласно теории, факцию материала окружают тонкие пленки, что в принципе приводит к появлению сопротивления растворению. В стандартных случаях переход насыщения осуществляется от газа к жидкости.

Однако на практике возможны неблагоприятные реакции вкупе с композитами между слоями, что может вызвать изменение направления транспортировки.

При рассмотрении оксигенации или аэрации воды, эти процессы представлены как: ХПК (химическая потребность в кислороде) и БПК (биологическая потребность в кислороде).

Теоретически, газы транспортируются путем растворения в водах незамедлительно, когда сохраняются следующие условия:

  • молекулы расположены близко друг к другу;
  • сопротивление растворения снижается до минимума;
  • отсутствуют другие газы и примеси;
  • кислород вводится непосредственно в структуру аэрируемой воды;
  • организовано движение воды, подвергаемой аэрации;
  • растворяемая область остаётся равномерно чистой.

Аэрация воды по финской технологии

Модульное решение от финской компании SansOX – интересный вариант аэрации воды на новом технологичном уровне. Модуль аэрации легко доработать, смонтировать или удалить. Систему удобно обслуживать на всех этапах процесса аэрации воды.

Система аэрации водыПростое, но эффективное инженерное решение от финских специалистов в области сантехники и устройств, предназначенных для качественной обработки воды

Инженерное решение, получившее название «OxTube», интегрируется в любую систему, где есть потребность обработки пресной воды или очистки сточных вод, где требуются системы с полной водной оксигенацией и аэрацией.

Исследования и экспериментальные опыты показали: финская система «OxTube» насыщает воду кислородом быстрее и эффективнее, затрачивая меньше энергии, по сравнению с другими существующими системами.

Устройство «OxTube» может применяться с различными очистными сооружениями и естественными потоками воды. Инвестиционные затраты при этом относительно низки.

Есть смысл рассмотреть финский вариант аэрации воды ближе, чтобы иметь возможность оценить новую инженерную мысль.

Финский аэратор воды универсального назначения

Основной задачей для финских инженеров при разработке OxTube виделась задача увеличения К-фактора сопротивляемости растворению. Процессы растворения и жидкостной обработки исследовались в условиях их длительного и неэффективного применения.

Так удалось определить теоретические условия, а также оптимальную скорость растворения воздуха и кислорода в жидкости.

На основе полученных результатов финские инженеры создали модульную конструкцию аэрации воды, что на картинке ниже.

Система аэрации водыАэрационный модуль: 1 — фланец на входе; 2 — промывочный штуцер; 3 — газовый эжектор; 4 — вихревая труба; 5 — газовый эжектор питатель; 6 — рассеиватель; 7 — газовый эжектор с модулем подачи; 8 — импульсный модуль; 9 — микро барботажный модуль; 10 — выходной фланец

Вода насыщается кислородом (озоном) непрерывно в течение 0,5-10 секунд в зависимости от назначения и технологических потребностей.

В большинстве случаев система «OxTube» способна принимать газы и химикаты путем подачи и / или всасывания, эффективно смешивать их и равномерно растворять ингредиенты в текущей транспортируемой жидкости.

Основные компоненты универсального аэратора

Инженеры SansOx разработали две новых конструкции эжекторов:

  1. Дроссельная заслонка.
  2. Прямоточный вихревой канал.

Благодаря прямоточному вихревому каналу обеспечивается эффективное осевое всасывание в центре потока. Оба эжектора равномерно смешивают жидкость, газ, ингредиенты.

Вихревой канал формирует спиральный поток. За счёт этого давление на поверхности трубы увеличивается, а в центральной области уменьшается.

Тем самым снижается турбулентность на трубной поверхности и осуществляется смешение на всасывании в центральной области потока.

Система аэрации водыПовышенное давление на поверхности трубы и пониженное давление в центральной линии делают смешивание более эффективным и ровным, чем обеспечивается высокоэффективное растворение

Импульсный модуль обеспечивает эффективное растворение сразу после того, как жидкость, газы, ингредиенты прошли стадию вихревой обработки.

Максимальная аэрационная способность достигается благодаря процессам подачи, смешивания и растворения. Кинетическая энергия потока используется для плотного сближения молекул на косых поверхностях импульсного модуля.

Барботажный модуль устройства состоит из трубки и направляющих пластин, сделанных из нержавеющей стали с отверстиями.

Микро-барботаж доводит процесс растворения до логической завершённости, а также выдерживает необходимый период времени для химических реакций в обработанной жидкости.

Преимущества финской системы аэрации

Устройство «OxTube» видится эффективным уникальным инструментом сантехники, способным эффективно растворять кислород и другие газы в воде и других жидкостях.

Система аэрации водыСхема с двумя эжекторами, газоотделителем и рециркуляцией нерастворённого газа: 1, 2 — вход воды; 3 — ввод кислорода; 4 линия рециркуляции; 5 — газовый насос; 6 — газоотделитель; 7, 8 — выход воды

Более того, технология также эффективна для растворения или смешения, к примеру, химикатов, коагулянтов и подобных веществ.

Благодаря модульности «OxTube» инструмент относительно легко приспособить для удовлетворения разнообразных потребностей. Общие преимущества включают:

  • быстрый и непрерывный процесс с растворением и перемешиванием;
  • постоянное качество процесса;
  • отсутствие необходимости в использовании внешней энергии;
  • простота обслуживания.

Модуль «OxTube» предоставляет лучший вариант экономии затрат на жизненный цикл. Экономия достигается за счет повышения эффективности, экономии времени, энергии, ингредиентов.

Также благодаря своей высокой производительности и постоянному качеству процесса, модуль видится экономичным инструментом. Отдельным преимуществом стоит отметить экономию на этапах инвестирования и обслуживания.

Система аэрации финских инженеров может настраиваться под широкий спектр потребностей в процессах вода / жидкость. При использовании O2 или O3 можно достичь уровней растворения кислорода выше 50 мг O2/л.

Система аэрации водыРезультат работы двух разных технологий: 1 — стандартный малоэффективный способ; 2 — способ финских инженеров. Молочный цвет потока — косвенное подтверждение качественного насыщения жидкости кислородом

Конструкция допускает использование нескольких видов материалов для изготовления. Рабочий диаметр патрубков системы может варьироваться в пределах 16-200 мм.

Краткий функционал на четыре шага

Завершая обзор финской разработки для аэрации, можно всего в четыре шага расписать весь функционал системы:

  1. Вихревые и эжекторные модули генерируют

всасывание газа в поток воды. Происходит эффективное смешивание кислорода, воздуха или другого газа с водой или другой жидкостью.

  • Дисперсионный модуль генерирует сотни

    противодействующих водных вихрей, ускоряющих перемешивание. Закрученный водный поток направляется с высокой скоростью на импульсный модуль.

  • Импульсный модуль создает высокоскоростной импульсный поток на стенках, стимулируя быстрое растворение газа путем диффузии.
  • Наконец, микро барботажный модуль открывает своеобразную «зону отдыха», где стабилизируется эффект диффузии и выдерживается время идеального растворения.
  • Простая, эффективная и действительно экономически целесообразная аэрация. Имеются все основания повторить финский опыт аэрации!

    Источник: vse-o-kanalizacii.ru


    Categories: Скважина

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.