Поняття аерації, види систем
Питна вода потребує попереднього очищення. Позбутися домішок і покращити хімічний склад рідини допомагає аерація. Процедура підвищує вміст кисню, який буде необхідний життєдіяльності підводних жителів, і навіть дегазації і знезалізнення води. Ефективність методу полягає в активній хімічній реакції, що відбувається у присутності активного кисню, за рахунок чого вода очищується.
Види аерації
Залежно від способу розрізняють такі види процедури:
- біологічна;
- механічна;
- хімічна.
Біологічна аерація відбувається рахунок збільшення числа планктону у водоймах відкритого типу. Зміст кисню прямо пропорційно до кількості фітопланктону. З метою стимуляції біологічного процесу в озерах та ставках розводять товстолобиків та білих амурів, які харчуються водоростями. Також використовуються мінеральні добрива.
Механічний вид очищення води полягає у використанні фільтрів. Внаслідок проходження через спеціальні установки рідина насичується киснем. Далі оброблена вода надходить у ємність, де непотрібні домішки окислюються та формується осад. Фільтр утримує зайві компоненти, а вода з покращеним складом по спеціальному каналу надходить на вихід очисної установки.
Хімічна аерація потребує серйозного ставлення до процесу. Недотримання пропорцій та некоректний вибір хімікату для очищення загрожує екологічною катастрофою. Суть методу полягає у застосуванні реагентів, що збагачують воду киснем. Серед препаратів найчастіше застосовують марганцевокислий калій, пероксид водню та перекис кальцію.
Види аераційних систем
Спосіб очищення вибирають, спираючись на мету аерації. Кількість води, що очищається, є вирішальним фактором при монтажі аератора.
Напірна
Суть процесу полягає у збагаченні рідини оксигеном. Аерація відбувається швидко за рахунок підйому газу у верхні шари води. Насичена киснем волога відстоюється у спеціальних ємностях. По закінченні хімічних процесів зайві елементи осідають дні резервуара. Подальша фільтрація завершує очищення води.
З метою реалізації методу застосовують напірні установки. Компресор, що приводиться в дію сигналом автоматичного вимикача, збагачує киснем воду. Напірна аераційна система відрізняється високою швидкістю та екологічністю.
Безнапірна
Цей метод очищення рідини проводять із застосуванням хімічних реагентів для покращення результату. При безнапірній аерації процеси, які у воді під впливом кисню, тривають довше. У результаті вдається досягти необхідного рівня окиснення молекул заліза у воді та позбутися сірководню.
За допомогою спеціального обладнання рідина надходить у резервуар через розпилювачі. Під дією мембранного компресора повітря перекачується з нижнього шару у верхній. У результаті хімічної реакції під впливом кисню у питній воді утворюється осад з непотрібних домішок. Далі насос забезпечує перекачування рідини, що зазнала аерації. Безнапірна аерація безпечна і не забруднює довкілля.
Корисне відео
Де застосовується аерація
Очищення води через насичення киснем поширене в різних сферах господарювання та на промислових об'єктах, а саме:
- у фармакології під час виробництва препаратів;
- у сільськогосподарських галузях;
- у харчовій промисловості;
- для обробки води, що видобувається з природних джерел, від домішок сірководню та заліза;
- в акваріумістиці. Поряд із звичайним аератором, частіше використовується керамічний прилад, що дозволяє поєднувати очищення води в акваріумі з усуненням впливу діоксиду вуглецю, який утворюється в середовищі риб;
- у відкритих водоймах штучного типу, де займаються рибництвом. І тут застосовують пристрої турбінного типу. Такий аератор працює у верхньому шарі води, здійснюючи рухи, подібні до катамарану;
- у водопровідних очисних системах. Міські каналізаційні пристрої очищають воду, придатну для пиття, роторними приладами аерації;
- на спорудах біологічної очистки. На території об'єктів комунального господарства відбувається обробка стічних вод активізації зростання мікробів.
Нюанси вибору обладнання
Визначити необхідний тип аераційної установки допоможе встановлення кінцевої мети. Підбір здійснюють, виходячи з подальшого призначення рідини.
На очисних комунальних підприємствах аератори повинні відповідати таким вимогам:
- Бути здатними до обробки великого обсягу води.
- У разі непередбачених ситуацій мати можливість швидкого поновлення працездатності.
- Відрізнятися малою сприйнятливістю до відкладень мулу на деталях.
Вода, видобута зі свердловини, характеризується підвищеним вмістом домішок металів, таких як марганець та залізо, а також вуглекислого газу. Хімічний склад рідини з відкритих джерел відрізняється від складу вод, що знаходяться у верхніх шарах землі.
Позбутися непотрібного заліза, що досяг позначки 5-6 мг/л, можна шляхом комплексного підходу. Необхідно поєднати очищення реагентами-окислювачами з аераційним методом. Як хімічні сполуки використовують активний хлор і марганцевокислий калій.
Напірна установка допоможе звільнити воду з домішок металу. Знезалізнення відбувається під час протікання рідини крізь фільтр, який містить каталізатор. Спеціальні гранули сорбентної речовини поглинають залізо, а фільтруюча установка забезпечує вимивання частинок металу шляхом зворотного промивання.
Хороший результат очищення води показує аераційне безнапірне обладнання. Аератор забезпечує закачування кисню. Далі рідина проходить процес збагачення бульбашками газу, після чого відстояна вода за допомогою помпи відкачується. Подальше знезалізнення позбавить домішок металу.
Чи потрібна аерація води зі свердловини чи колодязя
Води, що протікають у верхніх шарах земної кори, відрізняються хімічним складом через вплив середовища, коли вони утворювалися. Гірські породи насичують джерела домішками. В результаті контакту кисню, дощової та талої води з підземними джерелами окислені частинки марганцю та заліза не розчиняються. Зміст металів у своїй невелика. У важкодоступних місцях, коли немає доступу рідини з поверхні землі, води з товщі порід розчиняють домішки заліза і марганцю.
Корисне відео
Вода в річках та озерах має характерну мутнуватість з коричневим відтінком. У ній також присутні тверді частинки сполук заліза з киснем. Такі джерела погано пахнуть, а вода має смак металу. Рідина із верхніх шарів землі – чиста та прозора. У ньому не містяться сліди глини чи піску.
Хімічний склад води з підземних джерел має більше співвідношення у бік вуглекислого газу, марганцю та заліза в порівнянні з надземними водоймищами. Рівень кислотно-лужного балансу рідини, видобутої з-під землі, нижче.
Залізо у воді міститься в нерозчиненому та розчиненому стані. Це можна визначити за наявності червоного або жовтого відтінку та характерного осаду в стоячій воді. Величина, що відповідає за кількість металу в рідині, називається перманганатною окислюваністю. Вимірюється цей показник у міліграмах на літр. Значення ПМВ, що перевищує 5 мг/л, вказує на необхідність додаткових заходів очищення. Разом з аераційним фільтром використовують окислювачі-реагенти у вигляді марганцевокислого калію або натрієвої солі хлоруватої кислоти. Від хлору та його сполук позбавляються за допомогою фільтрів із сорбентами.
Напірна аерація для видалення заліза
Процес очищення у такий спосіб прискорюється за рахунок наявності каталізатора у складі фільтра. Таким чином, окисні реакції проходять завдяки дії кисню та внутрішньому вмісту установки.
Матеріали, що є частиною наповнювача, що фільтрує, містять двоокис марганцю. Серед цієї продукції зустрічаються такі фірми, як: BIRM, МЖФ, Сорбент МС. Усі вони мають різні характеристики та склад. Вибір окремого продукту здійснюють, виходячи з початкових показників води. Робота фільтруючих завантажень полягає в окисленні металів, у результаті формуються тверді частинки, які осідають на гранулах сорбенту.
Очищення води відбувається за таким планом:
- Рідина надходить на аератор.
- Компресор качає повітря. Для контролю кількості використовується реле.
- Вода, насичена киснем, надходить у колону. Зайве повітря виводиться через клапан.
- Вода у фільтрі взаємодіє з каталізатором.
- Внаслідок окислення заліза його тверді частинки осідають на сорбенті.
- За допомогою зворотного потоку осад металу вимивається у дренаж.
Безнапірна аерація для видалення заліза
Безнапірне очищення відбувається за повної відсутності напору всередині резервуара. Аератор як компресора наповнює повітрям систему. Насичення киснем та подальше відстоювання рідини відбувається у резервуарі з непроникною оболонкою. Потім насос перекачує воду для знезалізнення каталізатор. Далі проходять етапи, аналогічні до процесу напірної аерації.
Застосування для видалення розчинених газів
Всім відомо, що діоксид вуглецю сприяє руйнуванню труб, а сірководень насичує рідину запахом м'яса, що протухло. Щоб вода набула високих показників якості, необхідно позбутися небажаних газів у її складі. Цей процес називається дегазацією. Таким чином усувають аміак та його залишок, а також оксид азоту та сірководень.
До хімічного способу видалення газів вдаються, коли не можна переробити з'єднання в газоподібному стані або при малому вмісті у воді. Однак така дегазація характеризується складністю процесу, високою вартістю реагентів та ризиками псування рідини через неправильно розраховану дозу речовини. Ці причини призвели до малої потреби процедури.
Фізичним способом дегазації вважається аерація. Вона спрямована на мінімізацію парціального тиску газу при контакті з рідиною.
Види дегазаторів
Розрізняють такі види дегазаторів:
- плівкові. Мають колонноподібну будову з насадками. Вода, що протікає по насадках, контактує з повітрям на великій площі. Матеріал виготовлення пристроїв у вигляді кілець - кераміка, дерево або пластик;
- вакуумні. Принцип дії полягає у застосуванні вакуумного насоса для доведення води до стану окропу без зміни температури повітря;
- барботажні. Повітря під тиском більше атмосферного пропускають крізь рідину;
- термічні. Під час підвищення температури води непотрібний газ випаровується.
Плівкові пристрої вважаються економічно вигідними, відрізняються малими розмірами та високою надійністю. Робота таких дегазаторів заснована на подачі повітря за допомогою вентилятора на воду, що повільно стікає. Після контакту з бульбашками газу рідина виявляється у спеціальній ємності, звідки виводиться через гідрозатвор.
Дегазатори із застосуванням стисненого повітря витрачають велику кількість енергії, внаслідок чого рідко використовуються.
Висновок
Аерація покращує хімічний склад води, що сприяє підвищенню життя її споживачів. Очищення рідини від домішок необхідне ведення сільськогосподарської діяльності та розведення риб.
