Мы хотим обратить внимание на очистительную технологию, популярную в последнее время. Подробно рассмотрим, что такое аэрация воды и для чего она нужна, преимущества, которыми она обладает, каких видов она бывает, какой ее тип использовать на производстве и в домашних условиях.
Отдельно отметим, что актуальные сегодня методы более чем распространены – они применяются повсеместно и в самых разных сферах, начиная от бытовых нужд и заканчивая рыбными хозяйствами. Кроме того, вся их совокупность обладает высокой степенью перспективности: в этой области появляются новые решения, более удобные, быстрые, совершенные. Разрабатываются эффективные и экономичные установки для частных случаев и широкое их разнообразие вы найдете в нашем каталоге. Но перейдем к сути.
Что такое аэрация
Это процесс насыщения воды кислородом (реже – обычным воздухом) с целью ее очистки. Такое обогащение запускает естественные химические реакции, в результате которых растворенные примеси становятся оксидами и выпадают в осадок, а уже его затем можно сравнительно легко задержать фильтрами-уловителями и удалить. После чего выполняется отдувка летучих соединений, токсичных и неприятно пахнущих.
Пользуясь разновидностями способа, можно эффективно убирать из жидкости частицы металлов (например, железа или марганца), газов (сероводород, хлор, метан и другие), углекислот и органических соединений, а также бактерии с вирусами.
Признаки недостатка кислорода
Определить, что в аквариуме недостаточно кислорода можно по нескольким признакам. Главный — рыба находится непосредственно возле поверхности воды и часто заглатывает воздух. Это вредно, и приводит к ожогу жабр.
Потребность в кислороде у рыб возрастает:
- после кормления;
- при высокой температуре воды;
- ночью, особенно если резервуар густо засажен растениями.
Особенно тщательно нужно следить за состоянием рыб при большой скученности. Так, в аквариуме объемом 50 литров с небольшой стайкой барбусов гипоксия возникает уже через несколько часов.
Для чего нужна аэрация
С помощью очистки воды можно:
- удалить из нее вредные соли;
- провести ее биологическую обработку;
- повысить кислородную концентрацию;
- убрать неприятные и любые посторонние запахи.
Обратите внимание, жидкость с чрезмерным содержанием железа непригодна для питья или приготовления пищи, ведь при регулярном ее употреблении этот избыток будет откладываться в организме и постепенно приведет не просто к плохому самочувствию, а к хроническим болезням, серьезнейшим образом подорвав здоровье. Для бытовых целей она тоже не подойдет, так как ее соли будут портить белье при стирке и в целом оседать на внутренних поверхностях ТЭНов, труб, сантехники, постепенно забивая все проходы.
Кислородные конусы
Кислородные или оксигенационные конусы состоят из конусовидного цилиндра или серии труб с постепенно увеличивающимся диаметром. Вода и кислород входят в верхнюю часть конуса, направляются вниз к выходному патрубку. С возрастанием диаметра конуса по ходу вниз, скорость воды снижается, вплоть до момента, когда она становится равна скорости всплытия пузырьков кислорода. Таким образом, пузырьки находятся во взвешенном состоянии и постепенно растворяются в воде. Эффективность данного процесса определяется скоростью поступления воды и кислорода, концентрацией вводимого кислорода, геометрией конуса и создаваемым давлением. Эффективность абсорбции варьирует от 95 до 100% с концентрацией на выходе 30-90 мг/л. Коммерческие модели рассчитаны на растворение 0,2-4,9 кг кислорода в литре при скорости водного потока 170-2300 л/мин. Стоит отметить, что кислородные конусы плохо удаляют азот из воды.
Кислородный конус
Кислородный конус (слева); другая конструкция использующая принцип противотока газовой и жидкой фаз (справа).
Очистка воды аэрацией
Ее преимущество в том, что свой подход можно найти абсолютно в любом случае, ориентируясь как на конечную цель, так и на текущие условия: на обогащаемый объем рабочей среды, действующий напор потока и другие важные факторы.
Естественно, от выбранного метода напрямую зависит и используемое оборудование, и производительность, и уровень затрат. Поэтому необходимо сразу определиться, зачем вы решаете данный вопрос, для чего вам нужна жидкость – для обслуживания коттеджа, загородного дома в несколько этажей, приусадебного участка с теплицами или промышленного объекта.
Сегодня можно выделить 3 основных способа – рассмотрим каждый из них по порядку.
Биологическое аэрирование
Оно построено на природном явлении, которое заключается в том, что кислородный фон в воде зависит от количества в ней фитопланктона, непосредственно продуцирующего 80-90% всего воздуха в рабочей среде.
Отсюда простая зависимость: чем больше этих организмов, тем скорее произойдет обогащение, а значит их прирост необходимо всячески стимулировать. Для чего допустимо применять самые разные подходы:
- добавлять минеральные удобрения, активизирующие естественные обменные процессы;
- населять водоем (аквариум, емкость) рыбами, употребляющими в пищу растительность; например, белым амуром или толстолобиком, так как они поедают взрослых особей, заставляя молодняк плодиться и при этом генерировать кислород.
Второй вариант хорош еще и тем, что от него комплексный эффект. В первую очередь, потому что происходит поглощение не только фитопланктона, но и детрита, который обязательно забрал бы какую-то долю воздуха, если бы остался в воде. Таким образом оксиген не только появляется, но и экономится. Кроме того, попутно уничтожается и та растительность, которая мешала полезным нам организмам размножаться, причем она поедается, а не отмирает, и на процессы ее разложения газ тоже не расходуется. Тот случай, когда косвенное влияние играет крайне важную роль.
MBFT-75 Мембрана на 75GPD
SF-mix Clack до 0,8 м3/ч
SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч
Химическая аэрация
Это искусственный метод с очень простым принципом: добавить в рабочую среду реагенты, повышающие активность выделения кислорода. Подходящих веществ достаточно много, и в качестве примеров можно привести:
- перекись водорода – H2O2;
- марганцовокислый калий – KMnO4;
- перекись кальция – Ca2O;
- ряд других, менее применяемых.
Здесь нужно учитывать, что у каждого такого катализатора не только своя степень эффективности, но и определенные побочные эффекты. Так, в результате взаимодействия с Ca2O образуется еще и гашеная известь, которая ускоряет столь нужную реакцию обогащения.
Чтобы решить вопрос химическим путем, следует добавить в жидкость расчетное количество вещества. Так, чтобы высвободить 1 л оксигена, следует всыпать 4,6 кг перекиси кальция.
Нюанс состоит в том, что пропорции следует точно выдерживать: если не соблюсти концентрацию, воздух просто не выделится в нужном объеме, если же ее превысить, можно нанести серьезный ущерб как локальной системе водоснабжения, так и экологии вообще. Поэтому важно помнить, что у каждого катализатора свои пропорции, и придерживаться их.
Механическая аэрация
Самый используемый вариант – потому что осуществляется практически в пассивном режиме, почти без участия человека, и протекает сравнительно быстро. Кроме того, не несет даже теоретической угрозы для окружающей среды, а это ключевое преимущество в промышленных масштабах.
Реализуется довольно просто – следующим образом:
- в емкости устанавливается столик;
- на него подается рабочая среда из трубы;
- падая, жидкость разбивается, часть ее капель вылетает на поверхность, получает воздушный заряд и возвращается в резервуар.
Сейчас мы привели простейшую схему насыщения, на базе которой совершенствуются и внедряются другие решения, более сложные. Примерами могут быть всем известные дождевальные установки, повсеместно используемые для полива сельхозугодий и таким образом помогающие выращивать различные культуры. В рыбных хозяйствах специальные приборы тоже востребованы, но только в тех случаях, когда обитателей рек, озер и прудов больше, чем 2,5 т/га (согласно расчетным данным).
Как получается аэрированная вода
В общем случае процесс ее обогащения кислородом проходит в 3 этапа – по следующей схеме:
1. Стимулируется выработка оксигена (выбранным способом – химическим, биологическим или механическим), запускающего реакции, в результате которых растворенные примеси окисляются до двух- и трехвалентного состояния.
2. Посторонние вещества выпадают в осадок и улавливаются фильтрами (чтобы не скапливались на дне и стенках емкости).
3. Оставшиеся и выделившиеся в результате взаимодействия газы (аммиак, сероводород, хлор) отдуваются.
Виды аэрации воды
Помимо способов увеличения концентрации воздуха, есть разделение еще по целому ряду параметров. Это и уровень сложности используемого оборудования, и характер применяемых реагентов. Но есть один фактор, который стоит особняком. Это метод подачи кислорода, и, в соответствии с ним, выделяют две схемы – перейдем к рассмотрению первой.
SF-mix ручной до 0,8 м3/ч
АМЕТИСТ — 02 М до 2 куб.м./сут.
Аэрационная установка AS-1054 VO-90
Безнапорная
Краткая суть следующая:
- Жидкость поступает в бак через форсунки (специальные насадки), то есть с рассеиванием.
- Падая, капли перемешиваются с содержащимся в атмосфере воздухом.
- В то же время мембранный компрессор нагнетает кислород еще и на дне.
- Взаимодействуя, молекулы окисляются, и содержащиеся в воде растворенные формы выпадают в осадок и удаляются фильтрами.
- Рабочая среда откачивается при помощи насоса и поступает к конечным точкам потребления.
Установки, функционирующие по данному принципу, используются тогда, когда в жидкости присутствуют избытки солей, сероводород и метан, а также в случаях чрезмерной цветности и мутности или присутствия неприятного аромата.
Построенные на базе метода безнапорные системы отличаются между собой габаритами и производительностью, и если одни из них ориентированы на коттеджи и загородные дома, то другие удовлетворят нужды даже крупных промышленных предприятий. Они достаточно экологичны и безопасны, поэтому допустимо дополнять их возможности еще и реагентной очисткой – при наличии серьезного избытка органических соединений и/или низком уровне pH.
Переходим ко второй схеме.
Напорная
Самая распространенная технология – в силу своей экономической выгодности, быстроты реализации и полного отсутствия вреда для окружающей среды. Воплощается в жизнь следующим способом:
1. Вода забирается из источника, после чего подается на вход очистительной колонны через датчик потока.
2. Получив соответствующий сигнал, реле расхода запускает компрессор, который начинает нагнетать воздух в емкость через трубку.
3. Жидкость смешивается с газом и таким образом насыщается кислородом и льется в резервуар, находящийся под значительным давлением.
4. На протяжении 30 минут (или дольше) данная смесь отстаивается – для проведения окислительных реакций и выпадения осадка, – после чего пропускается через фильтры, поглощающие твердые частицы, и направляется к точкам потребления.
Или возможна другая схема:
- Рабочую среду набирают в объемную емкость, допустим, в специальную колонну.
- На уровне середины резервуара подают оксиген, который начинает подниматься.
- Доходя до верха, газ не только естественным путем запускает процесс аэрации, но и планомерно ускоряет его.
Выбор оборудования
Типоразмер баллона обычно выбирают на один меньше чем типоразмер фильтра-обезжелезивателя. Оголовок по факту — кусок пластмассы, поэтому можно спокойно покупать любой который подходит к выбранному корпусу.
Аэрационная колонна перед фильтром-обезжелезивателем — балон меньше на один типоразмер
Магазины часто предлагают купить аэрационную колонну в сборе (вместе с компрессором) с учетом требуемой производительности. Цены на такие колонны варьируются от 25 до 80 тысяч рублей, не беру в расчет цены на промышленные аэраторы.
Компрессор для напорной аэрации
Компрессор для аэрации воды состоит из корпуса и электродвигателя, подключается к сети 220 В. Двигатель вращает вал который сжимает находящийся в нем воздух, с помощью системы клапанов нагнетается в пластиковую трубку, соединённую на другом конце с оголовком и диспергатором.
Компрессоры для аэрационной колонны
Выбор компрессора зависит, в основном от бюджета и требуемой производительности. Обычно при расходе до 10 м3/час используют компрессор АР2, средняя цена на который на момент написания статьи составляет 30000 рублей. При расходе более 10 м3/час подойдет АР200. Так же можно подобрать аналоги исходя из вашего бюджета.
На моем опыте эти компрессоры работают без проблем, если нет заводского брака.
Популярностью среди монтажников пользуются следующие компрессоры:
- Air Pump AP-2.
- Hailea HAP-60.
- Hailea Aco-500.
- LP-12.
- Hiblow Hp-60.
Что из себя представляют системы очистки воды аэрацией
Каждая из них – это совокупность оборудования, отличающаяся от аналогов и конкурентов степенью сложности, производительностью, надежностью, но обязательно обладающая следующими преимуществами:
- автономное функционирование (или с минимальным участием человека;
- простота обслуживания – неприхотливость в уходе и небольшие затраты времени и средств на поддержание всех модулей и составляющих в работоспособном состоянии;
- компактные размеры – для беспроблемной установки не только на производстве, но и на приусадебном участке или даже в доме;
- экономическая эффективность.
Аэрация воды из скважины
Да, в ней тоже могут содержаться примеси, и если их не было вчера, согласно заключению экспертов, то это вовсе не значит, что вредных веществ в ней не появится завтра, после изменения состава почвы. Так что лучше перестраховываться и фильтровать ее, особенно в случае применения в пищу, да и для других бытовых целей тоже, ведь иначе трубы канализация или полива рассады в теплице рано или поздно забьются из-за отложений.
Правильно подобранное оборудование позволит быстро удалять избыток марганца и других металлов, сероводорода. При этом важно использовать такой фильтр, который сможет улавливать даже сравнительно мелкие частицы осадка и не будет забиваться в течение длительного времени.
Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)
Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)
Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)
Техническое обслуживание
Техническое обслуживание аэрационной колонны должно проводиться раз в 6 месяцев. На практике очистка аэрационной колонны проводится, когда появляются следующие проблемы:
- падение давления воды;
- появление железа в воде;
- течь воды из оголовка.
Как правило, при появлении таких проблем, как правило, проводят техническое обслуживание всей системы очистки воды.
Сроки технического обслуживания могут отличаться в зависимости от производителя аэратора. Обычно сроки прописаны в паспорте оборудования.
Вы хотите провести техническое обслуживание своими силами? Тогда вам нужно купить лимонную или щавелевую кислоту и сделать в небольшом ведре раствор. Желательно залить кислоту горячей водой. Концентрацию я не подскажу, всегда делаю «на глаз».
Разбираете аэратор, промываете корпус, оголовок со всем, что на нем, кроме трубки кладете в кислоту минут на 15, после чего промываете в холодной воде и собираете аэратор в обратном порядке.
Обратите внимание на то, что перед тем как окунуть руки в кислоту обязательно наденьте резиновые перчатки.
Все довольно просто. И если нигде не течет, значит, монтаж и демонтаж аэрационной колонны произведен успешно.
Как и где используется упрощенная аэрация воды
Ее можно применять при любом из подходов, если жидкость в процессе обогащения оксигеном и выпадения осадка способна создать каталитическую пленку. Этого не произойдет, если концентрация того же железа окажется ниже 70% от всех примесей. Текущее содержание кислорода тоже важно: он должно быть на уровне 6 мг/л. И не следует забывать о высоте излива – 0,5 м над уровнем падения капель.
Есть факторы, снижающие эффективность процедуры, или сводящие результат к нулю, и это:
- низкий pH-уровень;
- чересчур сильная окисляемость;
- наличие углекислоты или сероводорода.
Схема метода максимально проста: рабочая среда проходит через форсунки, попутно насыщаясь воздухом, падает в бак и сразу сливается в магистральный канал. Накопительная емкость в данном случае отсутствует, что значительно сокращает затраты, но и не позволяет обеспечить максимальную степень очистки.
Как наладить процесс аэрации воды из скважины своими руками
Можно самостоятельно организовать эффективную систему – для этого нужно:
- установить насос, осуществляющий забор из источника;
- подключить к нему оборудование для насыщения, размещенное в подвале дома или другом подходящем теплом месте со стабильным микроклиматом и уровнем влажности;
- подсоединить к нему фильтр с производительностью от 250 л/день (лучше взять с запасом, для всех бытовых нужд);
- следом подставить резервуар-отстойник соответствующей емкости;
- соединить все это при помощи труб, которые следует вывести к сантехнике, нагревателю и другим точкам потребления.
А можно поступить проще и купить готовую систему, доказавшую свою надежность на практике. Определиться с выбором, исходя из ваших целей и возможностей, вам могут помочь специалисты организации «Вода Отечества».
Подключение аэрационной колонны
Установка (монтаж) аэрационной колонны не требует специальных навыков. Для ввода узла аэрации в систему очистки воды помимо оборудования вам понадобятся:
- Муфты комбинированные разборные (МКР, американка) с наружной резьбой — 2 шт., обычно присоединительный размер к оголовку — 1/2″.
- Фум-лента.
- Инструмент: газовый разводной ключ (мне хватает 2 шт.), перфоратор и шуруповерт (крепить к стене подставку для компрессора).
Если вы не найдете американок на 1/2″, можно взять 3/4″ и переходник на 1/2″, а так же резинки к ним. На практике резинки спокойно держат давление до 6 атмосфер (на бо́льшем давлении не пробовал).
Выбираем место, крепим к стене подставку для компрессора, к ней сам компрессор. Собираем колонну, хорошенько наматываем фум ленту на американки (конусом — чем ближе к основанию тем толще).
Далее собираем аэрационную колонну по схеме.
Схема подключения аэрационной колонны
Аэрационные колонны могут поставляться в сборе, тогда остается прикрутить американки и соединить компрессор и оголовок трубкой.
В противном случае (если вы хотите собрать своим руками) для ее монтажа нужно выполнить следующие действия:
- Вставляете в оголовок водоподъемную трубку и закручиваете ее до упора. При этом не упустите резиновую прокладку.
- Трубку подачи воздуха с диспергаторами на конце необходимо закрепить на водоподъемной трубке с помощью пластиковых стяжек или скотча.
- Вкручиваете в оголовок воздухоотделительный клапан с трубкой (на резьбовые соединения наматываете фум ленту).
- Вкручиваете в оголовок кран для присоединения манометра.
- Прикручиваете оголовок к баллону.
- Прикручиваете манометр к крану.
- Наматываете фум ленту на американки (вход и выход воды), закручиваете их.
- Вставляете трубку подачи воздуха от компрессора.
- Припаиваете трубы.
- При необходимости подтягиваете соединения.
Сборка аэрационной колонны завершена.
Не перетягивайте ключом пластмассовые резьбовые соединения. Лучше дотянуть их после подачи воды, чем сорвать.
Если вы подтянули соединение, но из него все равно идет вода, необходимо разобрать его и «запаковать» заново — скорее всего вы намотали мало фум ленты.
Применение аэрации для обезжелезивания и очистки от органических веществ
Реализуется одна из следующих схем:
- Напорная – рабочая среда подается с нагнетанием и проходит через катализатор, что значительно ускоряет реакции окисления. Количество и силу воздействия воздуха регулирует компрессор, выпадение примесей в осадок осуществляется при прохождении потока через фильтр с сорбционными гранулами, которые затем вымываются в дренаж.
- Безнапорная – в емкости уже не поддерживается постоянно высокое давление, в результате чего вода проходит через систему несколько медленнее, чем в предыдущем случае, ведь ей требуется некоторое время на обогащение кислородом и отстаивание. После чего она откачивается в обезжелезиватель, частично заполненный веществом, вызывающим преобразование растворенных элементов в твердые.
- Реагенты + напор – с помощью дозатора в жидкость вводят гипохлорит натрия, который тут же вступает в реакцию благодаря нагнетанию. Затем направляют рабочую среду в резервуар с фильтрующими гранулами, на которых и осаждаются примеси. Остаточные взвеси вымываются обратным потоком, а избыток NaOCl устраняется сорбционными материалами.
- Реагенты без напора – схема сходна с предыдущей, отличие только в том, что вода с добавленным в нее катализатором сначала около 30-60 минут отстаивается в специальном баке – для запуска и проведения реакций окисления – и только потом идет дальше по системе.
Как раз последние два метода и помогают убирать еще и органику.
Применение для удаления растворенных газов
Всем известно, что диоксид углерода способствует разрушению труб, а сероводород насыщает жидкость запахом протухшего мяса. Чтобы вода приобрела высокие показатели качества, необходимо избавиться от нежелательных газов в ее составе. Этот процесс называется дегазацией. Таким образом устраняют аммиак и его остаток, а также оксид азота и сероводород.
С целью сохранения чистоты воды в прудах используют донные аэраторы, значительно улучшающие физико-химические параметры водоема Источник Sveklon.ru
К химическому способу удаления газов прибегают, когда нельзя переработать соединения в газообразном состоянии или при малом их содержании в воде. Однако такая дегазация характеризуется сложностью процесса, высокой стоимостью реагентов и рисками порчи жидкости из-за неправильно рассчитанной дозы вещества. Эти причины привели к малой востребованности процедуры.
Физическим способом дегазации считается аэрация. Она нацелена на минимизацию парциального давления газа при контакте с жидкостью.
Виды дегазаторов
Различают следующие виды дегазаторов:
- пленочные. Имеют колоннообразное строение с насадками. Протекающая по насадкам вода контактирует с воздухом на большой площади. Материал изготовления приспособлений в виде колец – керамика, дерево или пластик;
- вакуумные. Принцип действия заключается в применении вакуумного насоса для доведения воды до состояния кипятка без изменения температуры воздуха;
- барботажные. Воздух под давлением больше атмосферного пропускают сквозь жидкость;
- термические. В ходе повышения температуры воды ненужный газ испаряется.
Перед аэрацией воду из скважины рекомендуется отстаивать, для чего изготавливаются простейшие резервуары с поплавковой системой Источник Remont-book.com
Пленочные устройства считаются экономически выгодными, отличаются малыми размерами и высокой надежностью. Работа таких дегазаторов основана на подаче воздуха посредством вентилятора на медленно стекающую воду. После контакта с пузырьками газа жидкость оказывается в специальной емкости, откуда выводится через гидрозатвор.
Дегазаторы с применением сжатого воздуха затрачивают большое количество энергии, вследствие чего редко используются.
