Аэрация (барботаж)

Процесс аэрации воды занимает важное место в поддержании функционирования сельскохозяйственных и городских хозяйств. Аэрация, или барботаж, это насыщение толщи воды кислородом. Регулярное проведение процедуры является ключевым фактором сохранения чистоты жидкости, баланса экосистемы и обеззараживание толщи воды в результате попадания в неё отходов или примесей.

Главная задача аэрации – насытить объем воды кислородом в достаточном количестве для поддержания жизнедеятельности полезных микроорганизмов.

В целом процесс аэрации состоит из следующих этапов:

• Подготовка водного резервуара. Это может быть как открытый объем воды (например, пруд или рыболовное хозяйство), так и закрытый (аэротенки, биофильтры – о них речь пойдет ниже).
• Подбор и монтаж воздуходувного оборудования. В основном для аэрации используются низконапорные компрессоры, называемые воздуходувками
• Непосредственно насыщение толщи кислородом. В результате действия воздуходувок в воду попадает воздух через специальные аэраторы. Мелкопузырчатые аэраторы выполняют функцию разбивания потока на мелкие пузырьки для насыщения кислородом большего объема жидкости. Остальной процесс глазу не заметен, ведь благодаря попаданию кислорода в воду свою деятельность начинают микроорганизмы. Они-то и очищают толщу воды, борясь с вредными примесями и болезнетворными микробами.

На крупных городских предприятиях, отвечающих за работу инженерных систем, процесс аэрации проходит в круглосуточном режиме. Если остановить подачу воздуха и обдув, то отработанная вода будет осаждаться вниз. Это приводит к запуску процесса гниения, что невозможно допустить с объемами воды, которые используются жителями населенных пунктов в бытовых нуждах.

Регулярная аэрация воды имеет следующие положительные стороны:

• Удаление примесей, токсичных газов, содержащихся в воде. Чаще всего в воду попадают метан и сероводород, придавая жидкости характерный запах. Аэрация эффективно выводит газы, содержащиеся в воде.
• Уничтожение органических веществ, содержащихся в воде, в том числе болезнетворных.
• Для воды, богатой тяжелыми металлами, например марганцем или железом, аэрация представляется самым быстрым способом очищения. Окисление соединений металла благодаря воздушному напору позволяет создать из них осадки в виде небольших гранул, которые впоследствии оседания из-за увеличения собственной массы попадают в специальные фильтры и выводятся из водного резервуара.
• В открытых водоемах, таких как пруды естественного или искусственного происхождения, аэрация позволяет поддерживать экосистемы и баланс живых микроорганизмов. В таких случаях достаточно поддерживать условия для размножения «полезных» бактерий, которые убивают микробы.
• В рыболовных хозяйствах использование аэрационной техники преследует ту же цель – сохранение естественного экобаланса для стабильного нереста рыб, их роста в ограниченном водном резервуаре.

Чаще всего воздуходувки устанавливают именно для аэрации сточных вод. Наличие больших загрязненных объемов воды характерно для городских инженерных систем и промышленных предприятий, поэтому зачастую аэрация проводится в безостановочном режиме.

Аэрация сточных вод производится только в оборудованных аэротенках. В процессе участвует возвратный ил, микроорганизмы которого и нейтрализуют «плохие» бактерии в жидкости. Проходя все этапы очисти, воды, в конечном итоге, направляется в отстойник. Далее эта жидкость проходит вторую фазу дезинфекции, а активный ил перемещается в подготовленную объемную емкость. Благодаря наличию аэрационных приборов по периметру аэротенка, ил всегда находится в состоянии взвеси, что позволяет микроорганизмам сделать свою «работу» и максимально очистить воду от загрязнений.

Благодаря быстрому размножению организмов, в воде происходят сложные химические процессы. Например, аммонийные примеси разлагаются до состояния газа азота, при этом аэрация способна полностью очистить жидкость от мочевины и сложных жиров. Полезные бактерии в дальнейшем используют азот (а также фосфор и некоторые другие соединения-примеси) в газовом состоянии для своего питания. Получается своеобразный круговорот химических соединений в толще воды – чем больше разрушено примесей, тем быстрее размножаются бактерии.

Кроме того, переработанные газы, например метан или двуокись углерода, можно откачать из массы воды и, наполнив специальные цистерны, использовать в дальнейшем для создания альтернативных видов топлива или электроэнергии.

В процессе аэрации нуждается любой водоем вне зависимости от объема, происхождения, глубины и наличия в нем рыб. Каждую секунду в толще воды происходят сотни органических процессов, и если не насыщать воду кислородом, то водный резервуар попросту загниет или покроется тиной, станет полностью непригодным для жизни рыб и других представителей водной фауны.

Особенно нуждаются в аэрации пруды с неровным дном – имеющие впадины, которые рискуют покрыться илом. Другая причина постоянной аэрации водоемов – большое содержание в воде фосфора и углекислого газа, что препятствует нормальному росту водных растений и организмов.

Итогом правильной аэрации естественных водных резервуаров становится не только визуальная красота, но и сохранение всего экологического баланса местности.

Большое значение для данного вида аэрации имеет сезон, в который он проводится. Конечно, вода нуждается в насыщении воздухом больше в зимний период, но и летом, особенно в жарких широтах, этот процесс не должен останавливаться.

Летом провести аэрацию пруда проще, так как проще рассчитать необходимый напор воздуха. Зимой рассчитать нужные параметры сложнее, и сам расчет будет производиться с поправочными коэффициентами. Например, уровень воды в водоеме зимой меньше, но при этом плотность самой воды выше. Кроме того, важно учитывать, есть ли на поверхности прудов точки полного замерзания жидкости. Для обеспечения зимней аэрации требуется больший напор воздуха, кроме того, воздуходувки должны иметь разрешения на использование при минусовых температурах.

Аэрация небольших прудов может проводиться точечно. На дно водоема устанавливается мембранный дисковый аэратор, к которому от воздуходувки подводится шланг, через который поступает воздух. В бюджетном варианте можно обойтись и без аэратора. Достаточно лишь подвести по дну шланг к месту аэрации и проделать в нем многочисленные отверстия для выхода воздуха. Эффективность насыщения кислородом в таком случае будет немного ниже, но даже такое решение не позволит воде застояться, а в зимний период защитит область аэрации от замерзания.

Самым популярным решением для аэрации небольших водоемов является вихревая воздуходувка. Воздуходувка вихревого типа представляет собой простой и очень надежный агрегат. В конструкции воздуходувки отсутствуют трущиеся элементы, зубчатые передачи и масло. Сжатие осуществляется за счет вращающегося рабочего колеса с большим количеством лопаток. Воздух, поступающий в полость сжатия, захватывается лопатками и переносится на сторону нагнетания по закрученной траектории. Этот процесс позволяет добиться избыточного давления до 1000 мбар

Вихревые воздуходувки за счет своей простой конструкции очень просты как в эксплуатации, так и в обслуживании.  При этом вихревые модели отличаются компактными габаритами и низким уровнем шума.

Наша компания поставляет широкий модельный ряд вихревых воздуходувок ERSTEVAK. Низконапорная серия EVL и высоконапорная серия EVH обеспечивают стабильную производительность до 2000 м3/час.

В качестве альтернативы мы можем предложить итальянские воздуходувки от завода FPZ S.p.A.

Для более производительных систем подойдут воздуходувки роторного типа. Сердцем роторной воздуходувки является двухроторный блок сжатия с профилем типа РУТС. Агрегаты РУТС также обеспечивают максимальное избыточное давление до 1000 мбар, но уже с гораздо большей производительностью от 15 000 до 20 000 м3/час.

Для больших систем аэрации, используемых в городских очистных сооружениях, мы представляем высокопроизводительные турбовоздуходувки TurboMAX. Турбовоздуходувки – это новый стандарт высокоэффективных воздуходувок используемых при очистке сточных вод по всему миру. Основным элементом сжатия выступает улитка и, вращающийся со скоростью до 30 000 об/мин, импеллер. Вращение передается напрямую от вала синхронного электродвигателя с постоянными магнитами. Особенностью турбовоздуходувок TurboMAX является система газодинамических подшипников, которая позволяет ротору воздуходувки вращаться без какого-либо механического сопротивления. Управляется вся система интеллектуальным программируемым контроллером, который позволяет в автономном режиме подавать в систему ровно столько воздуха, сколько требует процесс биологической очистки.

Передача энергии на сжатие с минимальными потерями в комбинации с автоматизированной системой управления с частотным регулирование делает турбовоздуходувки наиболее эффективными агрегатами для снабжения сжатым воздухом очистных сооружений.