Аэрация воды

Аэрация — процесс насыщения воды кислородом воздуха. Аэрацию применяют в качестве предварительного этапа обработки для биологической очистки стоков, потому что кислород необходим для развития аэробных микроорганизмов. Даже несмотря на то, что молекулярный кислород не относится к категории эффективных окислителей, его активно используют для деманганации и обезжелезивания воды.

Технологии аэрации

В зависимости от способа контакта воды с воздухом различают следующие способы аэрации:

• стекание воды;
• разбрызгивание воды в воздухе;
• подача воздуха в воду.

Во всех этих случаях воздух, контактирующий с жидкостью, должен быть чистым, потому что содержащиеся в нем примеси могут попадать в воду. Чтобы этого избежать, его предварительно фильтруют, удаляя пыль, бактерии и другие загрязнения.

Стекание

Аэрация стеканием предполагает использование естественного перепада высот 1-3 м. Такой способ применяют, когда не требуется высокая эффективность насыщения кислородом, например, для стоков. Конструктивно аэратор представляет собой каскады водосливов, каждая ступень которых находится на высоте 0,5-2 м.

Эффективность насыщения при такой технологии существенно увеличивается, если использовать дополнительную контактную массу в виде пластиковых колец Рашига и т.п. элементов. Такой подход актуален для окисления растворимых форм железа, марганца и сероводорода.

Разбрызгивание

Разбрызгивание воды в воздухе относится к методу средней эффективности. Его применяют в двух случаях: для удаления каких-либо газов (углекислый газ, сероводород) или насыщения воды кислородом воздуха для окисления нерастворенных соединений (железа, марганца). При дегазации предусматривают отвод вентиляционных выбросов и их разбавление или нейтрализацию.

Воду разбрызгивают с помощью сопел на одной или нескольких разветвленных трубах. Чем больше разветвление труб, тем больше поверхность контакта фаз и производительнее установка.

Способ неприменим для жесткой воды: изменяется кальций-углеродное равновесие в связи с удалением углекислого газа, что приводит к образованию известковых отложений, забивающих сопла. Качество аэрации зависит от соблюдения постоянного напора воды, ее состава, температуры воды и воздуха.

Подача воздуха в воду

Есть несколько способов аэрации с вводом воздуха. Его можно подавать под давлением прямо в трубопровод смесителем или с помощью простого барботажа. Последний способ наиболее эффективен при толщине слоя воды до 0,3 м. И он проигрывает подаче газа в трубопровод по расходу: расход воздуха в 40-50 раз больше расхода воды.

Система барботажа может быть усовершенствована путем добавления контактной загрузки. С ее помощью увеличивается площадь контакта фаз и вода быстрее насыщается кислородом. Особенно эффективен этот способ при аэрации воды, содержащей большое количество взвесей. Использование загрузки обеспечивает степень насыщения воды кислородом в районе 80% при отношении расхода воздуха к расходу воды от 5 к 1 до 10 к 3.

Эффективность аэрации

При принудительной подаче в воду воздушной смеси кислород переносится за счет контакт пузырьков воздуха с водой. При их взаимодействии сначала насыщается кислородом пограничный слой, а далее за счет диффузии — остальной объем.

Процесс можно описать следующим образом:

dm/dt = Kla*dC/dt, где

• первая часть уравнения — количество кислорода, диффундирующего в единицу времени;
• C — концентрация кислорода в жидкой фазе;
• Kla — коэффициент переноса, который зависит от размера пузырьков воздуха, их турбулентности, размера промежуточной зоны между водой и воздухом, времени диффузии, состава воды, типа системы аэрации и особенностей конструкции реактора.

Размер пузырьков определяет тип системы аэрации. Пузыри воздуха, подающиеся из диффузоров, имеют наибольшие размеры. Лучшие результаты достигаются при использовании пористых тел и аэрационных мембран. Диаметр пузырьков в этом случае составляет около 1 мм.

Сравнение эффективности разных систем аэрации сводится к сопоставлению их способности к насыщению воды кислородом воздуха, например, сколько кг молекулярного кислорода будет перенесено в кубометр воды в течение одного часа. Также эффективность систем оценивают с учетом затраченной электроэнергии.

В нашем каталоге вы найдете большой выбор фильтров для квартиры и частных домов. Это станции водоподготовки, магистральные и проточные фильтры, системы обратного осмоса и комплектующие. Имеем обширный опыт в сфере очистки воды — на рынке 10 лет. Работаем по всей Беларуси.

Напишите нашему менеджеру о своей проблеме с водой в чат либо позвоните по одному из номеров на сайте. Для воды из скважины или колодца может потребоваться сдать воду на химический анализ, для жителей городов и поселков с централизованным водоснабжением вполне достаточно описать на словах о недостатках воды.