Аэрация воды: область применения, способы, принцип действия и устройство систем

НАПОРНАЯ АЭРАЦИЯ

Воздух нагнетают в водопровод с помощью компрессора, позволяют ему смешаться с водой в специальной колонне, после чего удаляют нерастворенные пузырьки воздуха через автоматический воздухоотводчик, а воду, насыщенную кислородом подают на фильтр обезжелезивания колонного типа с каталитической загрузкой — сыпучим, как песок материалом, который усиливает реакцию окисления всего, что может быть окислено и механически задерживает частицы ненужных нам веществ. Чистая вода идет к потребителю, а задержанные загрязнения периодически вымываются в канализацию обратным током воды во время периодической промывки фильтра.

ПО ШАГАМ более подробно описание работы колонны аэрации следующее:

1. Вода подается в колонну аэрации слева (глядя на схему).

2. Воздух подается в трубу перед колонной аэрации с помощью компрессора, который включается по сигналу реле протока, установленному после обезжелезивателя когда возникает проток воды (открывают воду в доме).

3. Вода с воздухом устремляются в колонну множеством струй через рассекатель, находящийся в воздушном пузыре.

4. Высота воздушного пузыря регулируется длинной воздухоотводной трубки (20-35 см).

5. Если количество воздуха, поступающего в колонну будет больше, чем расход растворяемого воздуха, тогда лишний воздух будет выходить через автоматический воздухоотводчик на верху колонны.

6. В верхней половине колонны воздух смешивается с водой, пузырьки воздуха всплывают наверх, не достигая дна.

7. Вода насыщенная кислородом забирается из колонны аэрации через самую длиную трубку со дна емкости.

8. Насыщенная растворенным кислородом вода, отделенная от пузырьков направляется дальше по системе очистке воды на фильтр обезжелезивания. Смотрите следующую схему.

На этом видео Вы можете посмотреть наглядно, как работает колонна напорной аэрации и какой оборудование мы используем для организации процесса окисления воды кислородом воздуха

Входная труба оголовка аэрации заростает гидроокисью.

Дальше смотрим на схему обвязки.

Компрессор аэрационной колонны включается по сигналу реле протока BRIO-2000-M, которое устанавливают ПОСЛЕ фильтра обезжелезивания

Это важно во-первых для того, чтобы реле работало в чистой воде и не подвергалось загрязнению гидроокисью. Во-вторых во время обратной промывки обезжелезивателя воздух не должен поступать, иначе в толще загрузки будет задерживаться гидроокись и фильтр будет работать не правильно.
Вода, насыщенная кислородом поступает на фильтр обезжелезивания, где каталитическая загрузка усиливает реакцию окисления растворенных веществ.
На поверхности загрузки и в ее верхнем слое механически задерживаются крупные частицы гидроокиси.
Коллоидные частицы (взвеси) отфильтровываются в нижних слоях загрузки электростатически притягиваясь к стенкам крупиц загрузки.

Разборка, чистка, а также более наглядная работа аэрационной колонны — смотрите ВИДЕО выше.

Теперь поговорим о том из каких компонентов состоит система аэрации и как собрать колонну аэрации самостоятельно.

СОСТАВ КОМПЛЕКТА АЭРАЦИИ:

Компрессор, способный нагнетать воздух в нужном объеме, преодолевая давление воды в системе водоснабжения
Колонна (баллона) подходящего размера
Оголовок аэрации — это пластиковая болванка с системой каналов для движения воды и воздуха
Трубы подходящего диаметра и длины
Рассекатель
Монтажный комплект для обвязки компрессора
Датчик протока
Кран шаровый
Обратный клапан 3/8″
Фитинги 3/8″ и 1/4″ (для компрессора, оголовка и воздухоотводчика)
Напорный шланг нужной длинны для подачи воздуха из компрессора в колонну
Воздухоотводный клапан

По самостоятельной сборке комплекта — смотрите видеоинструкцию выше.

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:

Модернизация камеры отстойника

Если предстоит модернизация камеры отстойника компрессором, септик дополняется аэротенком

Если предстоит модернизация камеры отстойника компрессором, септик дополняется аэротенком. Для этого потребуется:

определить место для новой секции;
вырыть яму, куда установить емкость или бетонное кольцо;
поставить самодельный или приобретенный компрессор, выполненный для септика;
обязательно провести в аэротенок перфорированную трубу, запаянную снизу.

Важно! Такая труба может быть изготовлена из любого подходящего отрезка. Просверлить отверстия, располагая их равномерно и проследить при запуске появление на поверхности пузырьков воздуха – это значит, что компрессор установленный для септиков работает нормально. Дополнив всю установку перемешивающей конструкцией, можно улучшить распределение масс, чтобы воздушный поток поступал равномерно, это улучшит процесс разложения и переработки накоплений

Как средство для доочистки, неплохо поможет обустройство дополнительной камеры, где стоки будут отстаиваться и осветляться

Дополнив всю установку перемешивающей конструкцией, можно улучшить распределение масс, чтобы воздушный поток поступал равномерно, это улучшит процесс разложения и переработки накоплений. Как средство для доочистки, неплохо поможет обустройство дополнительной камеры, где стоки будут отстаиваться и осветляться.

Критерии выбора аэратора

При покупке аэрирующего оборудования обращаются внимание на ряд показателей

Тип компрессора

Устройства бывают мембранными и поршневыми. Первые пропускают поток в одну сторону. Используются только в маленьких резервуарах до 150 л из-за низкой мощности. Работают относительно тихо, стоят недорого. Поршневые подают воздух за счет работы поршневого механизма. Они достаточно шумные, но производительные и подходят для больших емкостей.

Различают также внешние и внутренние устройства. Первые удобны тем, что не портят пейзаж внутри аквариума, к тому же, они более производительные.

Вторые представляют собой помпу, погруженную воду. Этот вид аэраторов менее шумный.

Также на рынке представлены аппараты, работающие как от сети, так и от батареек (аккумуляторов).

Мощность

Производительность прибора выбирают так, чтобы на каждый литр приходилось 0,5 л/ч.
Если аквариум большой, то выбирают мощность с некоторым запасом. Удобно пользоваться моделями, в которых предусмотрен регулятор мощности.

Шумность

Шумность измеряется в децибелах (дБ). Соответственно, чем выше число на упаковке, тем громче работает устройство.
Дополнительные характеристики — материал, из которого изготовлено устройство, наличие фиксатора, система фильтрации — создают больше удобств. Но они не имеют критического значения.

Напорные системы аэрации воды

Напорная система аэрации воды или аэрационная колонна в сборе.

Напорная система аэрации воды применяется при повышенной концентрации железа (до 10 мг/л), сероводорода (до 0,5 мг/л) и марганца. В современных системах очистки воды используется как модуль для смешивания воды с воздухом и удаления (отдувки) не желательных газообразных примесей (сероводорода, метана, углекислого газа и т.д.). Необходимость использования системы аэрации воды вызвана физико-химическими свойствами примесей и существующими методами их удаления. То есть, входящая вода, перед попаданием в корпус аэрационной колоны, предварительно смешивается с подаваемыми под давлением в трубу водопровода пузырьками воздуха. В результате смешивания очищаемой воды с кислородом, находящееся двухвалентное железо окисляется до нерастворимой трёхвалентной формы в виде взвешенного осадка. Далее образовавшейся впоследствии гидроксид железа (красно-коричневый осадок) и марганец приобретает необходимую для извлечения обезжелезивателем воды или мелкопористым фильтром форму. Также, путём окисления до нерастворимой серы, происходит и очистка от сероводорода.

В связи с недостатком кислорода в подземных водах, аэрационная колонна в большей мере используется для очистки воды из скважины. Является безреагентным и безопасным способом окисления железа и очистки от сероводорода. Для максимально эффективной очистки воды из скважины от железа, аэрационную колонну следует использовать в связке с различными фильтрами обезжелезивателями. Устанавливается система аэрации воды на магистралях холодного водоснабжения в загородных домах, коттеджах, ресторанах, гостиниц, развлекательных комплексах и т.д.

Напорная система аэрации воды, или иначе говоря аэрационная колонна в сборе, включает в себя: корпус аэрационной колонны, распределительный оголовок, воздушный клапан, компрессор, датчик потока, трубки, крепежи и мелкие комплектующие. Аэрационная колонна представляет собой композиционный корпус из стекловолокна и выступает в роли контактной емкости. Необходима для увеличения времени контакта воды с кислородом. Кислород, в свою очередь, поступает из нагнетающего его под давлением воздушного компрессора непосредственно в воду, перед входом в аэрационную колонну. Далее, отдуваемые летучие примеси сбрасываются через оголовок и воздуха-отделительный клапан в дренажную систему. А насыщенная кислородом вода поступает на следующий модуль системы очистки (обезжелезиватель воды).

В качестве особенностей напорной системы аэрации воды стоит отметить:

аэрация воды является наиболее популярным методом предварительного окисления для последующего извлечения растворённого железа (от 1 до 15 мг/литр) в системах очистки воды из скважины.
эффективное окисление до 15 мг/л железа, марганца и очистка от сероводорода (до 0,5 мг/л).
сравнительная компактность, не сложная конструкция и легко заменимы комплектующие;
насыщение воздухом воду в аэрационной колонне экологически чистый, экономичный и абсолютно безвредный способ окисления и очистки воды из скважины;
напорная система аэрации воды позволяет избежать потерь напора и благодаря отсутствию разрыва струи не требует дополнительных приспособлений, повышающих давления на выходе;
использование систем напорной аэрации обеспечивает эффективность работы станций обезжелезивания, и значительно повышает срок эксплуатации каталитических материалов (обезжелезивающих загрузок).

Напорная аэрация воды: особенности выбора и установки

Воды Мирового океана – моря, реки, ручьи – находятся в системе биорегуляции. Очищением и фильтрацией воды в природе занимаются бактерии и водяные растения, делая ее пригодной для жизни всех живых существ. При заборе воды из любого подземного источника – колодца или скважины, подразумевается, что она очищена природным путем. Но содержащиеся в ней загрязнители, такие как железо, марганец, сероводород, органика и др., делают воду непригодной для употребления в пищу и бытовых нужд. Поможет решить эту проблему – напорная аэрация воды.

Из этой статьи вы узнаете:

Компрессоры для аэрации воды

Ваша корзина пуста!

Системы очистки воды

Грубая очистка воды и угольные фильтры

Оборудование для очистки воды

Оборудование для напорных систем аэрации воды

Компрессор AS-19

Воздушный компрессор для систем напорной аэрации воды. Применяется для насыщения воды кислородом в водопроводной трубе или аэрационной ёмкости.

Компрессор Air Pump 2 (AP2)

Воздушный компрессор для систем напорной аэрации воды. Применяется для насыщения воды кислородом воды кислородом в тркбопроводе или аэрационной ёмкости.

23075 i 26650 i

Компрессор LP12

Компрессор Gast 86R 123

Компрессор Air Pump 200X (AP200X)

Воздушный компрессор для систем аэрации воды применяется для насыщения воды кислородом в системах напорной аэрации высокой производительности.

Компрессор Air Pump CAP2

35100 i 40300 i

Реле потока РЭП-2-УК-8-250

Реле потока используется для контроля работы компрессора только в процессе расхода воды. Путём подачи питания осуществляет включение и выключение воздушного компрессора.

Реле потока СИ8

Реле потока воды для контроля за работой воздушного компрессора. Обеспечивает включение и выключения работы компрессора опираясь на наличии или отсутствие расхода воды.

Реле каскадного управления компрессорами СИ8-W

Реле каскадного управления двумя компрессорами для систем непрерывного действия. Обеспечивает поочерёдную работу одного из двух компрессоров опираясь на наличии или отсутствие расхода воды.

Реле каскадного управления компрессорами РЭ-ВК-W

Компрессоры для аэрации воды Оборудование для напорных систем аэрации воды

Зачем нужна напорная аэрация воды

У всех подземных источников есть общая особенность – в их водах содержится очень мало или полностью отсутствует кислород, который растворен в воде.

Также в них содержатся растворенные вещества:

металлы, чаще всего встречаются железо и марганец;

органические соединения – фульвокислоты, гуминовые кислоты, антропогенные загрязнения (от жизнедеятельности человека);

бактерии и различные микроорганизмы;

хлор, аммиак, сероводород.

Из скважины выходит полностью прозрачная вода, несмотря на то, что в ней содержится много металлов и других веществ. Также ей характерны привкус и запах сероводорода или металла. Если такую воду оставить в открытой емкости на некоторое время, то она помутнеет и приобретет цвет.

Со временем вода станет полностью прозрачной, а на дне емкости образуется осадок рыжеватого или белого цвета. Такие изменения связаны с химическими реакциями, которые происходят в воде – металлы, растворенные в ней, соединяются с кислородом и образуют коллоидные соединения. Последние представляют собой крупные сгустки молекул, которые невозможно разглядеть невооруженным глазом. Из-за коллоидных соединений вода становится мутной и окрашенной.

Коллоидный раствор – это дисперсная система, образованная двумя и более компонентами, один из которых растворитель, а другой – растворимое вещество, золи. Частицы этой устойчивой взвеси имеют одинаковый заряд и они электростатически отталкиваются друг от друга, вследствие чего, вода остается мутной на протяжении суток или даже месяцев.

Как правило, в теплой, непроточной воде, которая обогащена кислородом, начинают размножаться аэробные бактерии. Эти микроорганизмы попадают в воду из воздуха и взаимодействуют с коллоидными веществами, поглощая их и встраивая в свою структуру. Такой вид живых микроорганизмов называют еще железобактериями.

Эти аэробы связывают коллоиды в тяжелые, грубые частицы, которые выпадают в осадок и называются гидроокисью или гидрооксидом железа. Гидроокись состоит из продуктов распада органических веществ и сероводорода, металлов, сульфатов, хлоридов, фторидов, солей, нефтепродуктов и многого другого.

Окисление кислородом воздуха используют для очистки воды от растворенных металлов, органических соединений, сероводорода. Для этого достаточно налить воду в открытую емкость, разбрызгивая ее для лучшего обогащения воздухом, после этого жидкость снова подается в водопроводную сеть насосом второго подъема. Такой способ удобно применять на дачных участках или в домах с большой котельной, где есть возможность поместить емкость большого объема. Но такой метод очистки воды имеет и некоторые недостатки.

Более актуален метод напорной аэрации.

Что представляет собой аэрация почвы и зачем она нужна?

Кислород необходим всем живым организмам, в том числе и растениям. Газонная трава, состоящая преимущественно из многолетних злаков с мощной корневой системой, разрастаясь, образует плотную дернину, которая препятствует поступлению воздуха в грунт.

В результате состояние травостоя ухудшается и, как следствие:

замедляется рост,
тускнеет цвет,
появляется желтизна,
изменяется текстура,
образуются проплешины.

Чтобы избежать такого печального исхода, широко применяется аэрация газона – создание естественных условий для насыщения почвы кислородом – другими словами, проветривание. По своей сути эта процедура подразумевает рыхление путем прокалывания дерна специальными приспособлениями.

Помимо вентиляции, аэрация оказывает и другой положительный эффект на травяное покрытие:

способствует лучшему проникновению влаги и питательных веществ к корням;
стимулирует рост растений;
провоцирует развитие полезных бактерий, положительно влияя на свойства грунта;
повышает сопротивляемость к неблагоприятным внешним факторам (погодным условиям, болезням, вредителям).

Компрессоры – принцип работы

Любая модель компрессора предназначена для сжатия воздуха и его последующей подачи под давлением. Это основное предназначение механизма. При включении двигателя воздух нагнетается в специальную накопительную камеру устройства, в которой происходит его сжатие и повышение давления. Уже сжатый воздух готов к подаче в ёмкость септика.

Следует отметить, что на отечественном рынке присутствует множество разновидностей компрессоров и сделать правильный выбор достаточно сложно. Условно все модели можно разделить на два типа:

Простые устройства или собственно компрессоры, идеально подходящие для использования в самодельных септиках.
Сложные механизмы, обладающие дополнительными узлами (например, осушителем и охладителем воздуха). Такие устройства стоят дороже и, по сути, не нужны для канализационной системы.

Основные параметры, на которые необходимо обратить внимание при выборе, – это производительность и принцип работы. Причём эти показатели взаимосвязаны. Деление по техническим характеристикам следующее:

Деление по техническим характеристикам следующее:

Объёмные компрессоры работают по принципу уменьшения объёма воздуха и увеличения его давления. Делятся они на два вида:

Поршневые нагнетают воздух в накопительную камеру посредством поршневой группы. Существует отдельная подгруппа поршневых моделей, оснащённых мембранами. При низкой производительности такие агрегаты способны нагнетать избыточное давление в рабочей камере.
Роторные модели отличаются бесшумной работой и долговечностью. В них воздух нагнетается с помощью лопастей (винтов).

Динамические агрегаты нагнетают воздух за счёт скорости его движения. В результате на выходе образуется избыточное давление. Такие компрессоры работают по центробежному типу и бывают по конструкции осевыми и радиальными. Эту группу механизмов можно отнести к сложным и дорогостоящим моделям, которые не рекомендуются для установки на бытовые септики.

Лучшим выбором для дачной канализации будет небольшой компрессор с мембраной. Это недорогое и достаточно надёжное устройство. Можно выбрать также устройство роторного типа (с винтами). Однако, такие компрессоры могут отличаться большими размерами. А модели, работающие по принципу сухого сжатия, нуждаются в регулярном сервисе.

Что касается производительности, необходимо ориентироваться на следующие параметры:

на 2-3 кубометра требуется нагнетание 60 литров воздуха в минуту;
на 4 кубометра – 80 л;
на 6 кубометров – 120 литров.

От чего зависит кислород

Температура

Если температура воды снижается, то вместе с этим снижается и концентрация кислорода в ней. Поднятие температуры до отметки, превышающей норму, провоцирует ускорение обменных процессов у аквариумных обитателей. Это приводит к повышению их нужде в кислороде. Соответственно, снижение температуры приводит к противоположным последствиям. Стабилизировать ситуацию можно с помощи аэрации.

Температура воды в аквариуме

Растительность

Особенность растений заключается в их способности вырабатывать кислород. Но и здесь не все так просто. Необходимо понимать, что в ночное время они, пользуясь этим кислородом, участвуют в процессе выработки углеводорода. Получается так, что рыбы дышат кислородом, выработанным растениями, в дневное время, а ночью сталкиваются с дефицитом воздуха.

Аквафауна

Концентрация кислорода может зависеть не только от растений, но также от живых организмов, заселяющих аквариум. В первую очередь, речь идет об улитках и других мелких существах. Количество этих существ напрямую влияет на количество органических отходов и, соответственно, бактерий, которые также расходуют кислород. Поэтому аквариумная фауна играет важную роль в процессе образования кислорода.

Улитка в аквариуме

Обзор способов аэрации воды