Эжектор для аэрации воды и фильтрации железа

 

Простой и недорогой эжектор для аэрации воды выполняет свои функции без подключения к электропитанию. Этим устройством пользуются аквариумисты для создания обогащенной кислородом среды обитания рыб. В системах очистки такие инженерные решения помогают устранять вредные примеси. Правильное использование технологии пригодится для решения разных практических задач с минимальными затратами.

 

Для чего нужна принудительная аэрация?

 

Опытные аквариумисты применяют экологически чистые безопасные методики принудительной аэрации, основанные на особенностях жизнедеятельности отдельных видов рыб. Они выбирают для заселения искусственного водоема толстолобиков, которые поедают в основном выросший фитопланктон. Этим провоцируют развитие молодых побегов, которые активно вырабатывают кислород. Аналогичные результаты обеспечивают:

• освещением с применением источников излучения определенного спектра;
• удобрениями;
• удалением загрязнений, отмерших частей растений.

Для удаления железа и других окисляемых примесей часто используют реагентную очистку. Перманганат калия, перекись водорода и другие соединения вступают в реакцию с водой. Чтобы получить необходимое количество кислорода на единицу объема необходимо точное соблюдение пропорционального состава ингредиентов смеси.

 

Механические методики пригодны во всех случаях. Наглядный пример – комплект из компрессора с головкой, распределяющей равномерно пузырьки газа. Подобные комплекты устанавливают в аквариумах и специализированных емкостях принудительной аэрации систем водоподготовки.

 

Преимущества и недостатки разных методов аэрации

 

Биологическая технология отличается экологической чистотой и высокой сложностью воспроизведения. Не просто поддерживать оптимальное количество фитопланктона, выполнять иные рабочие операции. Гораздо легче применять механический нагнетатель воздуха. Обращение с устройствами данной категории не сложно автоматизировать.

 

 

Химические реагенты сами являются загрязнителями. Популярный окислитель озон представляют, как удобное и недорогое средство. Между тем – этот газ очень токсичен. Правильное применение сопровождается тщательным контролем его содержания в жидкости и атмосфере помещения.

 

Озон активизирует коррозию, поэтому вместо хранения в емкостях используют специализированные генераторы. Для точного дозирования действующих веществ и соединений приходится комплектовать оборудование особыми насосами. Перечисленные особенности повышают себестоимость проектов промышленной водоочистки и водоподготовки.

 

Механические способы выглядят предпочтительнее. Кроме упомянутого выше набора применяют распределение потока на множество струй. Если подать жидкость через эжектор под высоким напором на плоскую преграду – распыление на множество мелких капель обеспечит необходимое увеличение контактной площади. Подобные технологии воспроизводятся без больших затрат. Отсутствие дозаторов и других сложных компонентов повышает общий уровень надежности.

 

Применение эжектора в системах водоочистки

 

Самыми лучшими считаются артезианские скважины. Однако и в этих источниках часто присутствует сероводород, железо. Соли накипи аэрация не устранит. Однако она хорошо подходит для преобразования других примесей в нерастворимую форму. Метан, аммиак и другие газообразные фракции вместе с пузырьками воздуха удаляются в атмосферу. Твердые частицы задерживают стандартными сетчатыми, засыпными, дисковыми или другими механическими фильтрами.

 

Напорные модификации описаны выше. В специализированном оборудовании водоочистки для этого этапа выделяют отдельную емкость. Компрессор устанавливают неподалеку для сокращения длины подающего трубопровода. Выходное отверстие располагают в центральной части бака примерно на 50% от его высоты.

 

 

На оголовке закрепляют герметичную крышку с манометром для оперативного контроля. Воздушный клапан автоматически сбрасывает избыточное давление. Рабочие режимы настраивают с применением датчиков уровня и потока, электронного блока управления.

 

Для воспроизведения безнапорных технологий применяют распределительные головки. В этом варианте образуется сравнительно меньшая рабочая площадь контакта воздуха и жидкости. Чтобы обеспечить необходимую эффективность фильтрации железа приходится увеличивать время отстаивания и размеры соответствующих емкостей. Как и в предыдущем случае, наполнение можно автоматизировать с помощью поплавкового клапана.

 

Что такое эжектор для аэрации воды своими руками?

 

Некоторые из отмеченных выше недостатков механических технологий устраняют с помощью эжектора своими руками. Устройства для обезжелезивания воды функционируют на основе принципов изменения скорости потока при соответствующем уменьшении/ увеличении площади сечения.  В крестообразной конструкции сужение центральной части провоцирует завихрение и более быстрое движение. Созданное разрежение в месте стыка втягивает в соответствующую область воздух через специальный патрубок.

 

 

Такой эжектор для аэрации воды своими руками занимает минимум места. Он выполняет функции без дополнительных датчиков и приспособлений. В конструкции отсутствуют электрически приводы и другие сложные компоненты. Единственным существенным ограничением является необходимость высокого напора на входе. Производители рекомендуют поддерживать уровень 2,5-3 атм.

 

Покупка, монтаж и правила эксплуатации

 

Типичный бытовой эжектор для аэрации воды из скважины изготовлен из качественного пластика. Как правило, такие устройства устанавливают в подающих магистралях холодного водоснабжения. Выбирают модель с подходящими для стыковки размерами в дюймах: ½, ¾, 1 или др.

 

В процессе монтажа создают врезку с байпасом! На входе и выходе узла устанавливают манометры, запорные устройства. Регулировкой скорости потока в основной или вспомогательной магистрали устанавливают оптимальный режим работы эжектора. При недостатке напора устройство монтируют параллельно с отдельным нагнетательным насосом.

 

Автоматизировать подачу и переключение разных трасс прохождения жидкости можно с помощью электромагнитных клапанов. К верхнему патрубку присоединяют воздушный фильтр, который предотвратит засорение рабочих отверстий. Производители указывают производительность при определенном давлении, допустимые температурные показатели.

 

За эжектором для аэрации воды лучше купить и устанавить отводчик воздуха. Далее – блоки обезжелезивания, защиты от накипи, иные функциональные компоненты системы подготовки. При необходимости пользуются комбинацией из нескольких аэраторов разных типов.

 

На стадии расчетов следует учитывать частичное растворение в жидкости подаваемых таким образом газов. Точное количество будет зависеть от нескольких факторов:

• давления;
• температуры;
• особенностей конструкции.

Уменьшение напора на выходе объясняется потреблением части энергии потока на создание области с разряжением. Для качественного расчета учитывают особенности транспортной системы водоснабжения. Так, если за эжектором установлена открытая накопительная емкость, сопротивление движению жидкости будет нулевым. В этом варианте устройство работает с максимальной эффективностью.

 

Если разница между входным и выходным параметром незначительна – производительность всасывания воздуха снижается. Дополнительные потери создают:

• подключенные блоки фильтрации;
• длинные трубопроводы;
• уменьшение сечения каналов;
• множественные повороты.

Для точного выбора производители предлагают следующие данные (пример):

 

Давление в атм.		Скорость потока жидкости, литров за минуту	Скорость всасывания воздуха, л/ мин	Давление на выходе, при котором функционирование эжектора для аэрации воды прекращается
Вход	Выход
0,7	0	1,2	0,47	0,54
3,52	0,35	3,1	1,1	2,74
4,22	0	3,4	2,8	3,3
6,33	1,41	4,2	0,5	4,99

 

В процессе эксплуатации эжектора для аэрации воды из скважины регулярно проверяют герметичность, устраняют обнаруженные течи. Очищают загрязненный воздушный фильтр. При существенном изменении давления (сопротивления) регулировочным устройством выполняют настройку. Если оптимальную разницу входных и выходных параметров получить не удается – применяют дополнительное насосное оборудование.

 

Особенности эжектора для аэрации воды профессионального уровня

 

Для улучшения потребительских характеристик создают комбинации из нескольких функциональных блоков. Специальными направляющими формируют вихревое строение рассеивают и создают участки с разной скоростью потока. Перед каждой рабочей областью устанавливают отдельный эжектор. Согласованная обработка обеспечивает высокую концентрацию кислорода на выходе, которая существенно превосходит стандартные значения для простейших моделей.

 

​

 

Вихревая конструкция профессионального уровня, например, уменьшает турбулентность около стенок. Одновременно выполняется перераспределение давления с постепенным уменьшением в центральной части. Такое инженерное решение ускоряет поглощение воздуха. На завершающем этапе применяют барботажное устройство, созданное из перфорированных пластин. Кроме равномерного распределения газов этим приспособлением увеличивают время окислительных процессов.

 

Дополнительные рекомендации

 

Эжектор Вентури для аэрации воды из колодца выбирают с учетом комплексной оценки перечисленных выше факторов. Эффективность любого изделия во многом зависит от разницы давлений на входе и выходе. Лучше купить подходящую модель по таблицам. При стабильных рабочих параметрах вместо регулятора пользуются вставкой с калиброванным диаметром протока.

 

Для получения хороших результатов принимают во внимание следующие советы:

• после скважины (колодца) устанавливают насосное оборудование, которое предназначено только для питания системы водоподготовки для коттеджа;
• полив огорода, мойку организуют с помощью отдельной помпы;
• перед эжектором не устанавливают фильтрационные блоки, снижающие напор;
• за эжектором для увеличения разницы между давлениями монтируют накопительную емкость.

Следует продумать удобный для пользователей механизм удаления образованных твердых примесей. Чтобы предотвратить проникновение в жилые комнаты технологических шумов оборудование устанавливают в отдельном помещении с хорошими звукоизоляционными характеристиками.

Эжектор для насыщения воды кислородом и удаления запаха сероводорода

 

Эжектор предназначен для смешивания воды с воздухом и как следствие, насыщения воды кислородом.

 

 

Эжектор использует кинетическую энергию потока воды, который направляется в трубку меньшего сечения (трубка Вентури), где скорость воды значительно увеличивается, что сопровождается падением давления. В результате внутри эжектора образуется вакуум, который и является движущей силой, обеспечивающей всасывание воздуха через боковой всасывающий патрубок эжектора и их смешение с основным потоком воды.

В результате вода насыщается кислородом и растворённое в воде 2 валентное железо окисляется и переходит в 3 валентное железо, которое уже можно легко удалить из воды.

 

Эжектор 3/4 »

вход/выход резьбы: 3/4»

материал: Полиацеталь

размер: 143*75*30 мм;

диапазон расхода: 0.65-2.42 м3/ч 0.7-9.5bar

Стоимость: 4 800 руб

Подробнее

Эжектор 1»

вход/выход резьбы: 1»

материал: Полиацеталь

размер: 195*95*32 мм;

диапазон расхода: 1.82-6.34 м3/ч 0.7-9.5bar

Стоимость: 5 500 руб

Подробнее

 

Высокотехнологичный материал полиацеталь

обладает особой прочностью и размерной стабильностью, что обеспечивает высокий уровень стойкости к износу, растрескиванию, ударным и динамическим нагрузкам, а также к воздействию высоких и низких температур, органических веществ, масел, топливных соединений, слабых щелочей и кислот.

За счёт своих физических характеристик полиацеталь используют в качестве заменителя металлических сплавов для изготовления шестерён, вкладышей подшипников, зубчатых колёс, деталей автомобилей, корпусов бытовой техники, спортинвентаря, электротехнических деталей, арматуры и др.

При этом полиацеталь абсолютно не токсичен для живых организмов, обладает физиологической инертностью и устойчив к дезинфицирующим средствам. Поэтому материал нашёл широкое применение в медицине, производстве пищевого и водоочистного оборудования.

Механические характеристики:

• Предел текучести / прочность при растяжении: 68 МПa (DIN EN ISO 527)
• Растяжение на разрыв: 30% (DIN EN ISO 527)
• Модуль упругости при растяжении: 3000 МПa (DIN EN ISO 527)
• Ударная прочность образца с надрезом: 8 кДЖ/кв.М (DIN EN ISO 179)
• Твёрдость определяемая вдавливанием шарика: 150 МПa(DIN EN ISO 2039-1)
• Твёрдость по Шору: 83 Skala D (DIN EN ISO 868)

• Привезите воду для анализа в офис нашей компании
  или отправьте результаты анализа воды нам на почту [email protected] с кратким пояснением, в каких объемах требуется очищенная вода
• Позвоните нам по многоканальному телефону 8(800) 222-80-97
  и получите консультацию специалиста

Эжектор для аэрации воды — Отопление

 

Эжектор предназначен для смешивания воды с воздухом и как следствие, насыщения воды кислородом.

 

 

Эжектор использует кинетическую энергию потока воды, который направляется в трубку меньшего сечения (трубка Вентури), где скорость воды значительно увеличивается, что сопровождается падением давления. В результате внутри эжектора образуется вакуум, который и является движущей силой, обеспечивающей всасывание воздуха через боковой всасывающий патрубок эжектора и их смешение с основным потоком воды.

В результате вода насыщается кислородом и растворённое в воде 2 валентное железо окисляется и переходит в 3 валентное железо, которое уже можно легко удалить из воды.

 

Высокотехнологичный материал полиацеталь

обладает особой прочностью и размерной стабильностью, что обеспечивает высокий уровень стойкости к износу, растрескиванию, ударным и динамическим нагрузкам, а также к воздействию высоких и низких температур, органических веществ, масел, топливных соединений, слабых щелочей и кислот.

За счёт своих физических характеристик полиацеталь используют в качестве заменителя металлических сплавов для изготовления шестерён, вкладышей подшипников, зубчатых колёс, деталей автомобилей, корпусов бытовой техники, спортинвентаря, электротехнических деталей, арматуры и др.

При этом полиацеталь абсолютно не токсичен для живых организмов, обладает физиологической инертностью и устойчив к дезинфицирующим средствам. Поэтому материал нашёл широкое применение в медицине, производстве пищевого и водоочистного оборудования.

voda.kr-company.ru

Что собой представляет аэрация воды

Очистка методом аэрации удаляет из воды такие примеси, как железо, марганец, сероводород. Его действие основывается на особенности названых элементов: контактируя с кислородом, они окисляются и выпадают в виде нерастворимого осадка. Он остается в фильтре.

К сожалению, чистить питьевую воду исключительно аэрацией невозможно. Однако данный шаг является обязательным, и без него нельзя себе представить полноценную фильтрацию.

Есть различные способы такой очистки жидкости. Правда, большая часть из них характеризуется высокой себестоимостью, чего нельзя сказать об аэрации. Она остается самым легким, недорогим, но эффективным вариантом.

Напорный метод очистки

В случае с обычным контактом воды с воздухом, насыщение первой кислородом происходит слабо, долго. Чтобы процесс шел продуктивнее, применяется система, называемая аэрационной колонной для воды. Это устройство состоит из бака, компрессора, фильтра.

Аэрационная колонна подсоединяется к водопроводу, колодцу, откуда насос нагнетает в нее воду. Если бак наполнен, включается компрессор для аэрации воды, подающий воздух, – так реакция идет активно и за недолгое время.

Когда достигнуто определенное давление, лишний воздух сбрасывается, система работает дальше. Насыщенная воздухом вода фильтруется: так удерживаются окисленные, иными словами, твердые частицы железа, марганца и т. д. В итоге перед нами – очищенная вода.

Устройство аэрационной колонны:

• герметичный бак, емкостью в пределах 100–500 л;

• датчик для контроля потока воды;

• компрессор для аэрации воды;

• клапан для сброса давления.

Данный способ дает возможность качественно удалять из воды железо, в то время как сероводород выводится хуже. Поэтому профессионалы советуют применять дополнительные химические окислители, а значит, аэрационная колонна должно оснащаться соответствующим оборудованием.

Достоинства методики:

• Жидкость приходит в максимальный контакт с кислородом, поскольку в самой системе компрессор для аэрации воды создает повышенное давление. В итоге получаются условия для хорошего окисления металлов.

• Небольшие габариты делают такие механизмы удобными в быту.

• Давление в водопроводе на выходе из системы не опускается.

Основной недостаток этого варианта – большая цена применяемой техники. В этом плане метод не так хорош, как безнапорный способ аэрации.

Безнапорный метод очистки

В данном случае жидкость попадает в аэрационную колонну сквозь форсунки, то есть небольшими каплями – так производится обогащение воздухом.

Также посредством компрессора для аэрации воды вода получает еще порцию кислорода – он направляется вглубь. При таком варианте очистки давление на выходе падает в связи с распылением. Во избежание этого недостатка покупают насосную станцию, а для колодца ее приобретать не нужно, она и так имеется.

Так как осадок после реакции окисления собирается на дне, требуется время от времени проводить чистку бака. Делают это минимум один раз в три месяца, однако на точную частоту влияет уровень загрязненности исходной жидкости.

Безнапорная система обезжелезивания включает такие компоненты:

• герметичный бак объемом 400–700 л;

• форсунки для распыления жидкости;

• компрессор для аэрации воды с аэраторами и приспособлением для подачи воздуха;

• насосная станция;

• гидроаккумулятор;

• фильтры;

• блок управления.

Данная технология в большинстве случаев применяется для обработки промышленного уровня. К ее главным достоинствам относят возможность очищать большие объемы воды, причем в виде осадка выпадает как железо, так и марганец, сероводород.

Однако известны минусы такой методики с применением компрессора для аэрации воды: требуется насосная станция, позволяющая создать в системе нормальное давление, устройство отличается крупными габаритами, время от времени нужно освобождать емкость от оседающего на дно осадка.

Эжекторный метод аэрации

Этот способ – самый частый по использованию в домашних условиях, поскольку применяемое здесь устройство небольшое, недорогое. Данная методика действует за счет давления в системе, то есть ее не требуется питать от электричества.

Эжектор формирует область пониженного давления, поэтому воздух сквозь отдельное отверстие попадает прямо в водопровод. А обратный клапан не дает жидкости вылиться из трубы.

Интересно, что аэрационная колонна и другая техника, в том числе компрессор для аэрации воды, здесь не применяются. Обогащенная же воздухом вода идет в фильтр, из-за чего технология не способна составить полноценную конкуренцию способам очистки, о которых мы говорили чуть ранее.

Данный вариант неплох при обработке жидкости из колодца, водопровода, скважины. Немаловажно и то, что стоимость покупки и монтажа эжектора окажется предельно низкой.

Как работает компрессор для аэрации воды

Электродвигатель, расположенный в корпусе, подключается к сети 220 В. Два вентилятора остужают двигатель, устанавливаются они на обоих торцах вала. Также на корпусе расположен конденсатор, он требуется, чтобы запустить электродвигатель компрессора для аэрации воды.

Вращательное движение передается поршню от вала двигателя посредством эксцентрикового механизма, который совершает возвратно-поступательные движения.
и опускании поршня происходит разряжение, которое закрывает клапан камеры нагнетания. Далее открывается клапан камеры всасывания, и воздух затягивается в цилиндрическую полость под поршнем. Во время подъема поршня в полости растет давление, из-за чего клапан камеры всасывания закрывается. Затем открывается клапан камеры нагнетания, куда попадает сжатый воздух, а после он уходит в линию нагнетания.

Электрическая мощность	190 Вт
Параметры сети электропитания	напряжение 220 В;    максимальный ток 0,9 А;    частота 50 Гц;    наличие заземления
Допустимая температура воздуха	+5 °С до +40 °С
Влажность	до 90 %
Запыленность	Отсутствует
Максимальное противодавление	0,6 МПа
Производительность при противодавлении	0,35 МПа – 420 л/час
Резьбовые отверстия вход (INLET) и выход (OUTLET)	¼”
Габариты компрессора	220х160х160
Шум компрессора	менее 50 дБ

Наиболее популярны следующие виды воздушных компрессоров для аэрации воды.

Данное устройство в продаже на нашем рынке уже более 10 лет, и все это время оно остается бесспорным лидером среди компрессоров для напорной аэрации воды. Требуется для нагнетания воздуха, прочих газов в напорные водопроводные магистрали. Отлично подходит для постоянного непрерывного функционирования. Плюcом машины признано то, что при этом она не перегревается. Ее графитовые подшипники работают в среднем на 20–25 тыс. часов, после чего они вместе с тефлоновой прокладкой поршня подлежат замене, а модель может работать снова.

Двигатель компрессора AP-2 охлаждается воздухом помещения при помощи встроенного вентилятора прямо через детали двигателя. Данный компрессор для аэрации воды является безмасляным. Так как у него открытый корпус, машина боится влаги и пыли. На входе находится фильтр из войлока, который необходимо время от времени чистить. Если вода вдруг попадает в камеру, компрессор легко разбирается, ремонтируется, ему не требуется замена запчастей, что немаловажно.

Но это устройство имеет и минусы. Оно много весит, довольно шумное и не очень удобно в установке. Также оно дает сильную вибрацию, наиболее чувствительную в домах из дерева. От изготовителя он поступает без вилки и реле давления. В комплекте поставки нет кронштейна, на который механизм крепится. То есть применяются неоригинальные крепления.

Также умельцы пытаются гасить вибрацию пружинами, резиновыми демпферами, которые помогают не полностью, ведь компрессор продолжать создавать вибрацию. Поэтому модель AIR PUMP AP-2 лучше ставить в котельных, отдаленных от жилых домов, – это может быть сухой подвал, отдельное здание. Либо данный компрессор для аэрации воды можно подвешивать на резинках.

Цена AP-2 – 370$.

• Ручной компрессор для аэрации.

Воздушный аэратор или ручной компрессор для аэрации воды устанавливают на водозаборный кран. Такой вариант позволяет осуществить некоторое снижение потока, при этом жидкость смешивается с частицами воздуха. В этом случае из жидкости удаляются примеси песка и некоторых тяжелых металлов.

Вы без проблем можете определить, насколько правильно работает данное приспособление для крана. Из вашего аэратора должна идти струя молочного оттенка, богатая пузырьками воздуха. Однако важно, что когда вода попадает на предмет, она не разлетается брызгами, а обтекает его.

Данная конструкция довольно удобная. В механизме предусмотрены специальные отверстия: в них попадает воздух и потом смешивается с напором воды. В установке также есть сетчатые фильтры, первые два из них необходимы для очистки и правильного направления струи.

Аэраторы могут производиться из разного материала. Лучшим вариантом считается обезжелезиватель с никелированной, либо нержавеющей поверхностью. Немало потребителей выбирают изделия из пластика, в некоторых случаях устанавливается мини-компрессор для аэрации воды. И тот, и другой ненадежны, так как часто забиваются и не справляются с сильным потоком.

Плюсы и минусы насадки на кран:

• низкая цена;

• долгий срок службы;

• снижения уровня шума, производимого прочими сантехническими приспособлениями;

• простое обслуживание.

Среди недостатков здесь можно назвать только недолговечность конструкции.

Устройство важно правильно установить, а после этого проводить его качественное обслуживание и регулярную очистку.

В первую очередь снимите аэратор с крана. Здесь вам может понадобиться специальный ключ. Должна обязательно выпасть резиновая прокладка, посмотрите на нее, если появились повреждения, необходимо заменить этот расходник.

Далее из конструкции извлекаем цилиндр вместе с сетками. Проводим чистку всех сборных элементов, тут пригодится игла, нитка, проволока. Проверьте, все ли детали прочищены, и только после осмотра устанавливайте обратно.

Либо можно для продувки всех элементов использовать компрессор для аэрации воды. После собираем приспособление и надеваем его на кран. Оно снова готово к работе. Если устройство вышло из строя, просто купите новое.

Можно ли не использовать компрессор для аэрации воды

Несомненно, компрессор для аэрации воды из скважины необходим, если вы хотите, чтобы вода была пригодна для употребления в пищу. Однако цена установки для аэрации бывает слишком высока, из-за чего появляется резонный вопрос: можно ли сделать подобную систему самостоятельно? Да, можно, хотя это потребует очень много сил и времени.

Обсудим этапы создания аэратора в домашних условиях.

Нам необходима большая емкость для воды – рекомендуется выбрать бак из пищевого полиэтилена. Объем должен быть таким, чтобы помещалось количество, необходимое вашей семье на сутки. Но помните, что вода может занимать максимум 2/3 бака. Жидкость должна поступать из скважины в верхнюю часть бака и падать на дно небольшими струйками. Чтобы избежать переполнения бака, используйте поплавковый клапан.

Пока вода падает тонкими струйками, осуществляется ее контакт с воздухом, то есть железо удаляется без использования компрессора для аэрации воды. Плотно бак закрывать не требуется, поскольку внутри должна идти постоянная циркуляция воздуха. В его днище подготовьте кран, чтобы сливать осадок.

На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид оборудования для очистки воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

biokit.ru

В танке аэрации, оборудованном эжекторами Körting, нет движущихся частей требующих обслуживания. Механическое усилие эжектора со-ответствует трубе с высокой скоростью потока внутри. Необходимые компрессоры и насосы могут быть установлены вне танка для легкого доступа.

Монтаж внутри танка аэрации

Как только определены геометрия танка, уровень воды и потребность в кислороде, легко подбираются количество, расположение и тип эжекторов для обеспечения максимального эффекта. Монтаж эжекторного блока может быть осуществлен просто креплением последнего к двум фланцам труб, подводящих воду и сжатый воздух.
Установка компактных эжекторных блоков в танке аэрации гарантирует интенсивную аэрацию и полное перемешивание воды в танке.

Исполнение

Относительно короткие съемные эжекторы крепятся в блоке-распределителе, к которому снизу подводится рабочая жидкость и сверху – сжатый воздух. Струя из эжектора направлена под углом ко дну. Угол наклона подбирается индивидуально для каждого проекта. В качестве материала используется полипропилен, так как он обладает отличной химической устойчивостью. В особых случаях рабочее сопло, а также зона смешения, могут быть выполнены из хромоникеливой стали. Если в аэротанке высокое содержание солей кальция, то выбор материала всегда определяется рабочими условиями..

Эффективность насыщения кислородом

Перенос кислорода зависит не только от размера пузырьков (площадь контакта между воздухом и водой), но и от обновления поверхности пузырей благодаря турбулентному течению сточных вод. Поэтому, эжекторы c постоянную циркуляцией сточных вод, обеспечивают значительно более высокую эффективность насыщения кислородом, в сравнении с прочими аэраторами. Благодаря установке под углом ко дну, эжекторы охватывают всю высоту аэротанка. Комплексные испытания насыщения кислородом в чистой воде (ATV M-209) методом адсорбции кислорода сформировали базу данных для расчетов эжекторов Körting. Все измерения проводились в полномасштаб-ных установках и подтверждены независимыми экспертизами.

Диапазон регулировки и выход кислорода

Контроль количества кислорода достигается путем регулировки потока сжатого воздуха. Уменьшение подачи воздуха приводит к снижению входного давления на стороне всасывания эжектора, что также снижает нагрузку на воздушный компрессор. В результате, достигается постоянно высокая эффективность насыщения кислородом во всем диапазоне регулирования. Эжекторы проектируются исходя из реологических свойств активного ила (температура, содержание сухих веществ) – для достижения оптимального соотношениявоздуха и воды. Это гарантирует высокуюпроизводительность системы насыщениякислородом и простую регулировку увеличением подачи воздуха.

www.koerting.de

Освоенная техника аэрации воды

Существующие системы поверхностной и нижней водной аэрации в основном используют технику подмешивания к неподвижной воде или без подмешивания путём создания низкой концентрации кислорода в атмосфере над бассейном. На практике реакционные газы переносятся обратно в воду.

Обработка водоёма с целью насыщения жидкости воздухом, что является необходимым условием для качественного природного баланса. Однако фонтанирование не даёт того эффекта, который требуется

Современные технологии процессов водной аэрации пытаются скопировать с оглядкой на процессы, происходящие в природе:

• смешивание,
• фонтанирование,
• разбрызгивание,
• расплёскивание,
• просачивание и т.п.

Часто применяется генерация пузырьков пропусканием сжатого воздуха через диффузоры, и даже генерация плазмы электрической дугой. Однако все существующие способы отмечены множественными недостатками.

Недостатки существующих систем

1. Возможности снижения коэффициента растворения (К-фактор) зачастую не рассматриваются. В некоторых случаях К-фактор настойчиво стремятся увеличивать без какого-либо учёта результатов исследований.
2. Потребление энергии в целом велико в силу того факта, что процесс растворения отделен от потока жидкости. То есть кинематическая энергия потока не используется.
3. Зачастую аэрация воды производится для небольшой части обрабатываемой жидкости (на поверхности или на дне объёмных сосудов), в то время как основная часть жидкости остается пассивной.
4. Огромный сосуд с пассивной жидкостью внутри непроизвольно становится питательной средой для различных бактерий, планктона, водорослей. Поддерживать чистоту объёмных сосудов крайне сложно и экономически накладно.
5. Концентрация кислорода в воздухе над аэрационными сосудами низкая из-за сильной ферментации и биогазификации. При поверхностной аэрации воды биогазы растворяются в жидкости активнее кислорода по причине увеличенной сопротивляемости О² к растворению в жидкостях.
6. Аэрация поверхностным способом становится бесполезной, когда над поверхностью воды отмечается высокая концентрация биогазов. Поверхность неподвижной воды в сосуде становится жестче и плотнее. Поверхностное натяжение усиливается, что увеличивает растворяющее сопротивление.
7. Каскадная аэрация способствует активному отделению кислорода от воды. По этой причине содержание кислорода в воздухе над каскадной системой всегда выше, чем непосредственно в составе жидкости.
8. Способствует снижению насыщаемости воды кислородом и технология прямого удара, которая достаточно часто применяется в условиях аэрации технических вод.

Обоснование эффективных процессов аэрации воды

Наиболее распространенная теория растворения газа путем диффузии может быть представлена в виде двух графиков

Графики процессов аэрации: А — стандартные условия; В — условия с финским модулем; 1, 2, 3, 4 — транспорт; 5, 6 — объёмная газовая факция; 7, 8 — объёмная жидкостная факция; 9,10 — коэффициент растворяемости; 11, 12 — взаимодействие

Согласно теории, факцию материала окружают тонкие пленки, что в принципе приводит к появлению сопротивления растворению. В стандартных случаях переход насыщения осуществляется от газа к жидкости.

Однако на практике возможны неблагоприятные реакции вкупе с композитами между слоями, что может вызвать изменение направления транспортировки.

При рассмотрении оксигенации или аэрации воды, эти процессы представлены как: ХПК (химическая потребность в кислороде) и БПК (биологическая потребность в кислороде).

Теоретически, газы транспортируются путем растворения в водах незамедлительно, когда сохраняются следующие условия:

• молекулы расположены близко друг к другу;
• сопротивление растворения снижается до минимума;
• отсутствуют другие газы и примеси;
• кислород вводится непосредственно в структуру аэрируемой воды;
• организовано движение воды, подвергаемой аэрации;
• растворяемая область остаётся равномерно чистой.

Аэрация воды по финской технологии

Модульное решение от финской компании SansOX – интересный вариант аэрации воды на новом технологичном уровне. Модуль аэрации легко доработать, смонтировать или удалить. Систему удобно обслуживать на всех этапах процесса аэрации воды.

Простое, но эффективное инженерное решение от финских специалистов в области сантехники и устройств, предназначенных для качественной обработки воды

Инженерное решение, получившее название «OxTube», интегрируется в любую систему, где есть потребность обработки пресной воды или очистки сточных вод, где требуются системы с полной водной оксигенацией и аэрацией.

Исследования и экспериментальные опыты показали: финская система «OxTube» насыщает воду кислородом быстрее и эффективнее, затрачивая меньше энергии, по сравнению с другими существующими системами.

Устройство «OxTube» может применяться с различными очистными сооружениями и естественными потоками воды. Инвестиционные затраты при этом относительно низки.

Есть смысл рассмотреть финский вариант аэрации воды ближе, чтобы иметь возможность оценить новую инженерную мысль.

Финский аэратор воды универсального назначения

Основной задачей для финских инженеров при разработке OxTube виделась задача увеличения К-фактора сопротивляемости растворению. Процессы растворения и жидкостной обработки исследовались в условиях их длительного и неэффективного применения.

Так удалось определить теоретические условия, а также оптимальную скорость растворения воздуха и кислорода в жидкости.

На основе полученных результатов финские инженеры создали модульную конструкцию аэрации воды, что на картинке ниже.

Аэрационный модуль: 1 — фланец на входе; 2 — промывочный штуцер; 3 — газовый эжектор; 4 — вихревая труба; 5 — газовый эжектор питатель; 6 — рассеиватель; 7 — газовый эжектор с модулем подачи; 8 — импульсный модуль; 9 — микро барботажный модуль; 10 — выходной фланец

Вода насыщается кислородом (озоном) непрерывно в течение 0,5-10 секунд в зависимости от назначения и технологических потребностей.

В большинстве случаев система «OxTube» способна принимать газы и химикаты путем подачи и / или всасывания, эффективно смешивать их и равномерно растворять ингредиенты в текущей транспортируемой жидкости.

Основные компоненты универсального аэратора

Инженеры SansOx разработали две новых конструкции эжекторов:

1. Дроссельная заслонка.
2. Прямоточный вихревой канал.

Благодаря прямоточному вихревому каналу обеспечивается эффективное осевое всасывание в центре потока. Оба эжектора равномерно смешивают жидкость, газ, ингредиенты.

Вихревой канал формирует спиральный поток. За счёт этого давление на поверхности трубы увеличивается, а в центральной области уменьшается.

Тем самым снижается турбулентность на трубной поверхности и осуществляется смешение на всасывании в центральной области потока.

Повышенное давление на поверхности трубы и пониженное давление в центральной линии делают смешивание более эффективным и ровным, чем обеспечивается высокоэффективное растворение

Импульсный модуль обеспечивает эффективное растворение сразу после того, как жидкость, газы, ингредиенты прошли стадию вихревой обработки.

Максимальная аэрационная способность достигается благодаря процессам подачи, смешивания и растворения. Кинетическая энергия потока используется для плотного сближения молекул на косых поверхностях импульсного модуля.

Барботажный модуль устройства состоит из трубки и направляющих пластин, сделанных из нержавеющей стали с отверстиями.

Микро-барботаж доводит процесс растворения до логической завершённости, а также выдерживает необходимый период времени для химических реакций в обработанной жидкости.

Преимущества финской системы аэрации

Устройство «OxTube» видится эффективным уникальным инструментом сантехники, способным эффективно растворять кислород и другие газы в воде и других жидкостях.

Схема с двумя эжекторами, газоотделителем и рециркуляцией нерастворённого газа: 1, 2 — вход воды; 3 — ввод кислорода; 4 линия рециркуляции; 5 — газовый насос; 6 — газоотделитель; 7, 8 — выход воды

Более того, технология также эффективна для растворения или смешения, к примеру, химикатов, коагулянтов и подобных веществ.

Благодаря модульности «OxTube» инструмент относительно легко приспособить для удовлетворения разнообразных потребностей. Общие преимущества включают:

• быстрый и непрерывный процесс с растворением и перемешиванием;
• постоянное качество процесса;
• отсутствие необходимости в использовании внешней энергии;
• простота обслуживания.

Модуль «OxTube» предоставляет лучший вариант экономии затрат на жизненный цикл. Экономия достигается за счет повышения эффективности, экономии времени, энергии, ингредиентов.

Также благодаря своей высокой производительности и постоянному качеству процесса, модуль видится экономичным инструментом. Отдельным преимуществом стоит отметить экономию на этапах инвестирования и обслуживания.

Система аэрации финских инженеров может настраиваться под широкий спектр потребностей в процессах вода / жидкость. При использовании O₂ или O₃ можно достичь уровней растворения кислорода выше 50 мг O₂/л.

Результат работы двух разных технологий: 1 — стандартный малоэффективный способ; 2 — способ финских инженеров. Молочный цвет потока — косвенное подтверждение качественного насыщения жидкости кислородом

Конструкция допускает использование нескольких видов материалов для изготовления. Рабочий диаметр патрубков системы может варьироваться в пределах 16-200 мм.

Краткий функционал на четыре шага

Завершая обзор финской разработки для аэрации, можно всего в четыре шага расписать весь функционал системы:

1. Вихревые и эжекторные модули генерируют
   всасывание газа в поток воды. Происходит эффективное смешивание кислорода, воздуха или другого газа с водой или другой жидкостью.
2. Дисперсионный модуль генерирует сотни
   противодействующих водных вихрей, ускоряющих перемешивание. Закрученный водный поток направляется с высокой скоростью на импульсный модуль.
3. Импульсный модуль создает высокоскоростной импульсный поток на стенках, стимулируя быстрое растворение газа путем диффузии.
4. Наконец, микро барботажный модуль открывает своеобразную «зону отдыха», где стабилизируется эффект диффузии и выдерживается время идеального растворения.

Простая, эффективная и действительно экономически целесообразная аэрация. Имеются все основания повторить финский опыт аэрации!

Аэрационная ветрогенераторная система частного водоёма

zetsila.ru

Что такое аэрация

Вода из скважина может быть чересчур насыщенна такими элементами как:

Естественно, что употреблять ее для питья не стоит. Поэтому нужно задуматься о системе очистки. Принцип аэрации, заключен в насыщении воды кислородом. Т.е. при поступлении из скважины в систему водопровода, вода проходит через специальные устройства, в которых обеспечивается ее интенсивный контакт с воздухом.

Благодаря этому, происходит процесс окисления железа, содержащегося в воде. А в ней оно может находиться в двух формах:

Таким образом, после аэрации, минералы окисляются и выпадают в осадок. А дальше, дело уже за системами фильтрации, которые очищают воду.

Зачем нужна такая система

Вода слишком насыщенная железом и другим примесями не пригодна для питья. Нормальным, считается содержание железа, не превышающее 0,5 мглитр. Если значение больше, значит, нужна система очистки.

Помимо вреда здоровью, железо может испортить водяное оборудование. Твердые частицы быстро выведут его из строя. Кроме того, быстро засоряется и система водопровода.

Что может аэратор для воды из скважины:

Также, такие установки проводят обеззараживание воды от примесей органического происхождения.

Достоинства метода

Как метод очистки воды, аэрация имеет ряд преимуществ:

Еще один плюс – после аэрации, вода становится лучше на вкус.

Единственный недостаток – это большие габариты установки. Впрочем, не обязательно размещать ее прямо в доме. Обычно, фильтрационные системы располагаются в помещении с другим скважинным оборудованием, поэтому большие размеры это не слишком большой минус.

Виды аэрационных систем

Всего существует три разновидности очистительных установок:

Они отличаются эффективностью и технической реализацией.

Безнапорная система

Безнапорная аэрация воды из скважины основана на распылении воды, за счет чего происходит ее насыщение кислородом. В этой технологии, используется герметическая емкость, в верхней ее части располагается ввод воды, которая поступает из скважины.

Она подается через мелкий распылитель, и пока капли воды долетят вниз, они успевают окислиться. Т.е. двухвалентное железо, превращается в трехвалентное. Помимо этого, происходит и насыщение кислородом и удаление сероводорода.

Также в емкость осуществляется дополнительная подача воздуха. Это делается специальным компрессором, вывод которого, устанавливается примерно на середине бака. Это также повышает эффективность очистки воды.

Из специфики технологии, в системе водопровода происходит разрыв подачи воды в месте ее распыления. Поэтому начальное давление, создаваемое глубинным насосом, падает. Для компенсации этого явления, к аэрационному баку подсоединяется дополнительный насос, который закачивает воду дальше по системе.

Достоинства:

Недостатки:

Благодаря своей простоте и высокой производительности, безнапорная аэрация воды из скважины является очень востребованным методом для очистки.

Оборудование

Система фильтрации, включает в себя такое оборудование:

Также, система может оснащаться гидроаккумулятром, предназначенным для выравнивания давления в системе водопровода и ее защиты от гидроударов.

Напорная аэрация

В этом случае, аэратор для воды из скважины состоит из одной емкости, в которой и происходит процесс окисления. Очистка воды делается без потери давления в системе, т.к. технология не предусматривает использование распылителей. Она подается в емкость, где осуществляется ее насыщение кислородом.

В аэрационную колонну, воздух подается мощным компрессором под большим давлением. За счет этого, происходит интенсивное перемешивание воды. Сама же емкость, оснащается специальным клапаном, через который происходит периодический сброс накопившегося воздуха.

Также, колонна изначально оснащается фильтрами, которые очищают жидкость от окисленных элементов. Таким образом, в водопровод поступает уже полностью очищенная вода.

Элементы фильтрационной системы:

Достоинства:

Однако, сама по себе, напорная установка гораздо сложнее и дороже безнапорной. Кроме того, технология не может эффективно удалять сероводород. Для этого, система очистки комплектуется дополнительным оборудованием. А это усложняет и удорожает конструкцию.

Эжекторная аэрация

Довольно распространенный способ для чистки от железа. Принцип действия системы такой же, как и у других технологий – он основан на контакте жидкости с воздухом. Однако, в этом случае, используется компактная установка, сделанная по принципу Вентури.

Во время прохождения через нее жидкости, в устройство засасывается воздух, который и контактирует с водой. Дальше, жидкость проходит через фильтры, на которых оседает окислившееся железо.

Плюсы:

Недостаток у этой технологии один – низкая производительность. Кроме того, при сильном загрязнении, использование эжекторов будет нецелесообразным.

Изготовление аэратора

Учитывая дороговизну оборудования для аэрации, многие домовладельцы хотят сделать систему для очистки воды из скважины своими руками. И это вполне реально.

Для самостоятельного изготовления лучше выбирать безнапорную установку, потому что она:

Требуемое оборудование

Перед изготовлением, нужно правильно рассчитать объем потребления воды. От этого зависит объем бака для аэрации. Нужно учитывать, что потребление должно быть меньше 50% от его объема. Если не соблюсти это условие, вода не просто не будет успевать отстаиваться.

Для самостоятельного изготовления системы очистки, потребуется такое оборудование:

Помимо этого, понадобится поплавковый выключатель. Он нужен для своевременного отключения глубинного насоса.

Инструкция по созданию

Собственноручное изготовление такой установки не слишком сложное и состоит из таких этапов:

Кроме поплавкового выключателя, нужно предусмотреть защиту системы от перелива. Для этого, на уровне ввода, врезается еще один вывод и подключается к канализации. Если выключатель не сработает – вода будет уходить в слив.

На этом, установка закончена. Как видно из инструкции, схема ее реализации достаточно простая и для нее не требуется использование специфического оборудования. А большой плюс такой установки, в том, что помимо окисления железа, она обеспечивает эффективное удаление сероводорода.

kanalizaciyasam.ru

Упрощённая аэрация для водоподготовки | Аквапрофи

Перейти в Интернет-магазин!

При небольшом содержании растворенного железа (до 3 мг/л) в воде, для ускорения процессов его окисления, можно применить так называемую упрощенную аэрацию. Метод основан на воздушном инжекторе в котором поток воды проходя через трубку Вентури осуществляет засасывание пузырьков воздуха за счёт разницы давлений. Таким образом, вода пройдя воздушный инжектор насыщается кислородом воздуха, что инициирует процесс окисления растворенных примесей в воде и ускоряет выпадение их в нерастворимый осадок.

Такие воздушные инжекторы бывают разных модификаций, но всегда работают на одном и том же принципе, поэтому большой разницы между ними, кроме размера, нет. На данный момент я встречал: инжектор из акрила или стеклопластика, фото выше (они прозрачные, видно все процессы в трубке Вентури), инжекторы из ПВХ пластика производства фирмы Clack Corp., фото ниже (некоторые из них снабжены байпасным винтом для более тонкой настройки).

 

Принципиальная схема упрощенной аэрации представлена на рисунке:

Для эффективной работы упрощенной аэрации необходимо соблюдение нескольких условий:

• воздушный инжектор должен быть установлен между насосом и гидроаккумулятором,
• гидроаккумулятор должен быть не большого объёма, чем меньше тем лучше (24, 50, 80 литров),
• насос должен быть погружным (скважинным, колодезным) и обладать достаточной мощностью для создания высокого давления в месте установки инжектора (~4 атм) – имеется в виду не значение на реле давления, а возможность насоса создать такое давление с хорошей производительностью (~1 куб в час и больше),
• грязевые фильтры устанавливать следует перед инжектором,
• защита, реле, “от сухого хода” должна стоять перед инжектором или отсутствовать, так как избыточное количество пузырьков воздуха воспринимается таким реле как “сухой ход”,
• колонна фильтра не может быть большой, подбирается по необходимому давлению и потоку на промывку и техническим характеристикам воздушного инжектора, соответственно и фильтрующий материал в колонне должен быть лёгким, например Birm, EcoFerox, SuperFerox и др.,
• можно отказаться от аэрационной колонны в случаях, когда содержание растворённого железа довольно мало и отсутствует сероводород, при этом, обойтись небольшим змеевиком навитым из труб, а установка воздухоудалителя не является обязательным условием, так как количество воздуха, попадающее в систему, не может создать неудобств конечным потребителям,
• для создания большего расхода воды и наибольшего насыщения воды кислородом воздуха потребуется удаление экономайзеров в аэраторах смесителей, или увеличение отверстий в них.

Следует также отметить что воздушный инжектор довольно сильно сужает проходной диаметр трубы, от чего производительность трубопровода падает. В случае открытия нескольких точек водоразбора (3-х и более) давление может упасть до не комфортного уровня.

 

Техническая информация по устройствам упрощённой аэрации:

 

Инструкция на воздушные инжекторы Clack Corp

Руководство по эксплуатации воздушного инжектора для упрощённой аэрации

Устройство воздушного инжектора

Инструкция на воздушные инжекторы Clack Corp. .PDF
Инструкция на воздушный инжектор мод. 230-50D Clack Corp. .PDF

Видео работы инжектора

С момента, когда инжекторы появились в продаже в России, сотни их было установлено ненадлежащим образом, то после гидроаккумулятора, то на обычный городской низконапорный водопровод и так далее, что об эффективной работе этих приборов речи быть не может. Соблюдение правил описанных в этой статье максимизирует полезный эффект воздушных инжекторов для целей водоподготовки.

Аэрация

 

Под аэрацией в технологии очистки воды подразумевается процесс взаимодействия воды с воздухом в аэрационной колонне, емкости или аэрационной трубе. То есть, смешивание водной массы с кислородом, содержащимся в воздухе, путём распыления воды (безнанапорная аэрация), либо принудительно, под давлением (напорная аэрация). Указанный процесс относится к методу очистки воды окислением. При смешивании воды с кислородом, находящиеся в ней в растворенном виде соединения металлов, окисляются до нерастворимых соединений, образуя взвешенный осадок. Впоследствии указанный осадок может быть удален из воды путем фильтрации. Аэрация способствует эффективному удалению из воды свободной углекислоты, сероводорода, аммиака, других газообразных примесей и существенно улучшает органолептические свойства воды.

В отличии от иных методов окисления, аэрация широко используется в системах очистки воды. Это объясняется её абсолютной безопасностью и отсутствием необходимости затрат на реагенты.

Напорная аэрация воды.

Принцип работы напорной системы аэрации основан на организации принудительной подачи воздуха под давлением в аэрационную колонну с водой. Основным преимуществом системы напорной аэрации по сравнению с безнапорной является компактность. Относительно несложная конструкция позволяет установить аэрационную колонну в помещение с ограниченным пространством. К недостатку можно отнести шум от периодической работы воздушного компрессора и воздухоотводного клапана.

Типовой состав системы напорной аэрации:

1. Безмасляный воздушный компрессор;
2. Датчик протока;
3. Корпус аэрационной колонны;
4. Аэрационный оголовок в сборе.

Безнапорная аэрация воды.

Принцип работы безнапорной системы аэрации воды состоит в контакте воды с кислородом при её распылении в аэрационной емкости. В отличии от напорной аэрации вода в этом случае находится не под давлением и дополнительно насыщается кислородом воздуха внутри ёмкости. Безнапорная аэрация рекомендуется к установке в системах водоочистки большой производительности и высоким содержанием железа, марганца, или сероводорода. Благодаря возможности использования аэрационных емкостей большого объема, данные системы позволяют создавать запас воды, что позволяет организовать водоснабжение при низкой производительности источника воды. В процессе удаления соединений железа, марганца, и других примесей системы безнапорной аэрации допускают дозирование дополнительных реагентов. К основному недостаткам указанной системы можно отнести относительную громоздкость оборудования, необходимость установки дополнительного насосного оборудования.

Типовой состав системы безнапорной аэрации:

1. Емкость от 1 куб. м.;
2. Распылитель воды;
3. Распылитель воздуха;
4. Безмасляный воздушный компрессор;
5. Поплавковый датчик уровня воды;
6. Насосная станция.

Эжекторная аэрация.

Эжекторная аэрация – разновидность напорной аэрации, работающая на использовании эффекта Вентури. В процессе прохождения воды через эжектор происходит засасывание воздуха из атмосферы. Эжекторная аэрация является наиболее компактным и экономичным способ аэрации воды. Компактные размеры устройства позволяют установить эжектор практически в любую систему водоснабжения.

Вместе с тем следует учитывать, что применение эжектора требует повышенного (3 атм. и выше) и стабильного давления воды в системе водоснабжения. Окислительная эффективность по сравнению с напорной или безнапорной аэрацией значительно меньше, не рекомендуется использовать при содержании железа выше 2 мг/л.

Типовой состав системы аэрации на основе эжектора:

1. Эжектор;
2. Обратный клапан;
3. Корпус колонны аэрации;
4. Аэрационный оголовок;
5. Воздухоотводчик.

Основное назначение колонны аэрации в этом методе – увеличение продолжительности контакта воды с воздухом и удаление излишнего воздуха, с целью исключения завоздушивания водопровода.

Использование эжекторной аэрации для очистки сточных вод

Д-р техн. наук,проф.: Тимофеева С.С.

Инженер: Потехин С.А.

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Рассмотрен опыт промышленного использования аэратора. Показано, что новая система аэрации отличается от существующих высоким коэффициентом использования кислорода. Это позволяет снизить затраты на очистку сточных вод и повысить окислительную мощность сооружений. Аэраторы эжекторного типа отличаются простотой конструкции, надежны, экономичны и не требуют постоянного обслуживания, ремонта, наладки. Новая система аэрации обладает большим потенциалом и возможностями ее использования в процессах очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод и может быть рекомендована к широкому внедрению.

Ключевые слова: биологическая очистка, целлюлозно-бумажная промышленность, аэрация, эжектор, конструкция, эффективность.

 

В настоящее время биологическая очистка во всем мире является основным способом снижения содержания растворенных органических веществ в промышленных и хозяйственно-бытовых сточных водах. Эффект очистки по легкоокисляемым компонентам достигает 95-97%, а труднооксляемым (ХПК) до 65-67%. Она снижает и содержание специфических веществ (до 97-100%), если их поступление на биологические очистные сооружения не превышает установленных нормативов.

Наряду с этим биологическая очистка обладает рядом недостатков:

— значительными капитальными затратами на строительство и ремонт сооружений, оборудования и коммуникаций;
— высокой энергоемкостью и, как следствие, эксплуатационными затратами;
— зависимостью эффективности очистки от ряда факторов: состава сточных вод и содержания в них специфических (отравляющих) веществ, кислородного режима, температуры стоков и т.д.

Одним из наиболее слабых мест данной технологии является стадия аэрации – насыщение их кислородом воздуха (иногда техническим кислородом) в целях создания аэробных условий при биологической очистке или химическом окислении органических и минеральных компонентов, содержащихся в сточных водах, а также удаления летучих компонентов из сточных вод.

Сточные воды аэрируются посредством продувки их воздухом или кислородом в очистных сооружениях, а в некоторых случаях и после них перед выпуском в водоем. Иногда для поддержания нормального протекания внутриводоемных биохимических процессов могут аэрироваться и сами водоемы или их отдельные участки.

Аэрация сточных вод может осуществляться пневматическими, механическими или комбинированными аэраторами. Воздух поступает в жидкость в виде пузырьков, которые всплывают и при движении через слой воды передают в нее кислород. Чем меньше размер пузырьков, тем большее количество кислорода переходит в жидкость из воздуха и, следовательно, тем ниже затраты энергии на работу аэрационного оборудования. Однако для получения мелких пузырьков требуется больше затрат энергии на диспергирование воздуха.

Эффективность аэрационной системы, обеспечивающей кислородом активный ил и перемешивания стоков в аэротенках – один из важнейшихфакторов, определяющих окислительную мощность очистных сооружений и глубину процессов биологической очистки. При этом, эксплуатационные и капитальные затраты на аэрацию составляют соответственно до 30% от общих затрат и до 80% потребляемой сооружениями электроэнергии. Эффективность существующих систем, определяемая коэффициентом полезного использования кислорода (КПК), остаётся до сих пор на чрезвычайно низком уровне, составляя для самой распространенной пневматической среднепузырчатой системы с перфорированными трубами не более 6-8% (для новой), или 3-6% – через 5-6 лет эксплуатации (табл. 1).

Современные отечественные и зарубежные разработки направлены, прежде всего, на усовершенствование аэрационного оборудования (перфорированных труб, мембран) с целью повышения степени диспергирования воздуха и следовательно КПК. Однако, анализ их работы показывает что с увеличением степени диспергирования воздуха ускоряется кольматация (забивание) отверстий труб (дисков, мембран), что снижает их эффективность уже через 1-2 года эксплуатации. Дальнейшее усовершенствование пневматических систем приводит лишь к незначительному повышению эффективности на ряду с удорожанием, усложнением конструкции [1-5].

Это свидетельствует о том, что наступил предел модернизации классических конструкций и назрела необходимость перевода классической системы на новый качественный уровень процесса аэрации.

Альтернативной пневматическим системам аэрации могут быть инжекторные или струйные аппараты. Однако существующие конструкции этих аэраторов ограничивают их применение очистными сооружениями малой мощности.

Потехиным С.А. с соавторами запатентована оригинальная конструкция эжектора [6] принципиально отличная от существующих гидравлическая аэрационная система (ГАС), которая позволяет поднять КПК до 60-90%, что значительно выше существующих систем. Этот эффект достигается за счет высокой степени диспрегирования воздуха в турбулентном потоке сточной воды, который образуется в эжекторе обладающем низким гидравлическим сопротивлением. В образующемся потоке водовоздушной смеси (ВВС) интенсивно протекают процессы массообмена, диффузии и растворения кислорода в сточной воде, которая является рабочей жидкостью.

На рисунке 1 представлен разрез устройства для инжектирования атмосферного воздуха и его диспергирования в сточной воде.
Система аэрации сточных вод включает подводящий напорный трубопровод, эжектор, выполненный в виде трубы Вентури, имеющий в сужении?4 (горловина) отверстия, воздушную рубашку 5, соединенную с воздушной трубой 6, диффузор 9, конфузор 8, воздушный фильтр 10, распределитель водовоздушной смеси располагается на дне аэрационной емкости и имеет перфорацию для выхода водовоздушной смеси.

Сточная вода, подающаяся в напорный трубопровод насосом или за счет перепада высот начала и конца напорного трубопровода, поступает в эжектор в виде трубы Вентури, имеющей сужение-горловину, в котором за счет сжатия струи образуется вакуум. Горловина имеет отверстия, через которые всасывается атмосферный воздух, проходящий через воздушную трубу, соединенную с воздушной рубашкой. Образующаяся водовоздушная смесь распределяется
в сточной воде аэрационной емкости посредством распределителя водовоздушной смеси, имеющего перфорацию.

Система аэрации сточных вод работает следующим образом: сточная вода по напорному трубопроводу подается насосом (или самотечно с напором, равным разности высот от места истечения до эжектора) на эжектор. В горловине 4 за счет сжатия потока и увеличения скоростного напора возникает вакуум, под действием которого происходит всасывание атмосферного воздуха через воздушную трубу 6, воздушную рубашку 5 и затем через отверстия горловины 4. Высокая скорость всасываемого воздуха и увеличение давления на выходе из конфузора 8 аэратора позволяют достичь высокой степени диспергирования всасываемого воздуха. Водовоздушная смесь после эжектора через отверстия распределителя 3 поступает в аэрационную емкость 7 (коридор аэротенка или усреднителя, пруд аэратора, водоем) струями, направленными горизонтально.

Эта система выгодно отличается от всех существующих целым рядом преимуществ (табл. 1). Прежде всего, она основана на новом принципе получения тонкодиспрегированной водовоздушной смеси, в которой основная масса пузырьков воздуха имеет размеры от 10 до 50 мкм.

Скорость всплывания пузырьков не превышает 1-1,5 см/с, а при глубине аэрационного сооружения 4-5 м большая часть кислорода растворяется в жидкости не достигнув его поверхности. Таким образом, в аэротенк поступают уже насыщенные кислородом воздуха сточная вода и циркулирующий активный ил, что значительно поднимет окислительную мощность сооружения и сократит время очистки.

Распределение ВВС по коридорам сооружений может осуществляться обычными перфорированными пластмассовыми трубами с отверстиями диаметром 15-30 мм.

Основной частью гидравлической аэрационной системы является эжектор, в котором всасывание и диспергирование воздуха происходит за счет водяного насоса или кинетической энергии в напорно-самотечных трубопроводах. Особенно выгодно устанавливать эжекторы на напорно-самотечных трубопроводах, используя остаточный напор.
Аэратор выполняется в виде трубы Вентури, имеющей в сужении (горловине) направленные под углом к продольной оси отверстия для воздуха, с воздушной камерой и трубой для всасывания атмосферного воздуха. Конструктивные элементы эжектора рассчитываются исходя из параметров гидравлической системы, в которой он устанавливается.

Область применения эжекторной аэрации:

1. Аэрационные каналы, усреднители, аэротенки.
2. Напорные и напорно-самотечные трубопроводы, подающие сточные воды на очистные сооружения (для снижения нагрузки и повышения биологической доброкачественности стоков).
3. Напорные и напорно-самотечные трубопроводы биологически очищенных сточных вод для более глубокой доочистки их перед выпуском
в водоем.
4.Биологические пруды для очистки и глубокой доочистки сточных вод, рыбоводные пруды и т.д.

Эжектор конструктивно отличается простотой и надежностью, не имеет вращающихся частей, работает в автоматическом режиме и практически не требует обслуживания, ремонта и регулирования при минимальных затратах на его изготовление и монтаж. Он может быть изготовлен в обычных механических мастерских.

Первый эжектор диаметром 1000 мм был установлен в сентябре 2000 г. на напорно-самотечном трубопроводе подачи биологически очищенных стоков Братского ЛПК в пруд №1 сооружений доочистки. Он пропускает 13-15?тыс. м3/час стоков и обеспечивает подачу в них 2,6?тыс. м3 воздуха или 780 кг кислорода в час, заменив при этом работу 55 проектных турбоаэраторов, вышедших из строя.
В таблице 2 приведены показатели эффективности очистки промстоков в пруде №1 по основным ингредиентам БПК5 и ХПК после внедрения эжекторной аэрации.

Как следует из приведенных данных (табл.?2), в сооружении наблюдается высокий эффект очистки по труднооксисляемым лигнинным веществам. Это обстоятельство дает основание предполагать, что если в аэротенках трансформация лигнинных веществ происходит в процессе биохимического окисления, то в пруду №1 – только за счет кавитации, которая возникает в эжекторе. Биологическая очистка в пруде, в связи с низкой концентрацией активного ила, имеет незначительный эффект. Основная степень очистки обеспечивается работой эжектора за счет физико-химических и кавитационных процессов.

Таким образом, внедрение эжекторной аэрации открывает новые возможности в совершенствовании технологии очистки сточных вод
и снижении экономических затрат.

В заключении можно констатировать, что разработанная новая конструкция аэратора эжекторного типа, установленная в пруде доочистки сточных вод Братского ЛПК, безотказно действует уже в течение 15 лет.

Опыт эксплуатации показывает, что новая система аэрации отличается от существующих высоким коэффициентом использования кислорода. Это позволяет снизить затраты на очистку сточных вод и повысить окислительную мощность сооружений.

Аэраторы эжекторного типа отличаются простотой конструкции, надежны, экономичны и не требуют постоянного обслуживания, ре-
монта, наладки.

Новая система аэрации обладает большим потенциалом и возможностями ее использования в процессах очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод и может быть рекомендована к широкому внедрению.

 

Литература:
1. Патент RU 2169706. C02F7C02F3/20. Система аэрации природных и сточных вод / Драчикова Е.С. и др.
2. Патент RU 2047571. C02F3/20. Поплавковый аэратор / Др. Райнхарт фон Норденскюлд [DE].
3. Патент RU 2070547. C02F3/20. Пневматический аэратор/Караваев И.В. Кожушко А.Ю.
4. Патент RU 2191164. C02F3/20C02F103. Устройство для аэрации воды / Бабкин В.Ф., Дроздов Е.В., Дроздов А.Е.
5. Патент RU 2194024. Аэратор. C02F3/20. / Булгаков Б.Б. Булгаков А.Б.
6. Патент 2201902 Система аэрации сточных вод. C02F3/20. / Cолдатов Ю.Р., Потехин С.А., Курцевич Е.П.