Главная > Статьи > Страница13

Перед тем, как выбрать аэрацию в качестве предварительной подготовки воды, специалист должен проанализировать все проблемы и убедиться, что эта технология приемлема для практического применения.

Введение.

Многие способны представить себе горный ручей с чистой и прозрачной водой. Многократное распыление струй воды в воздухе над камнями и воздействие ультрафиолета солнечных лучей – естественный способ очистки воды. Современные способы аэрации используют природные принципы для отделения нежелательных примесей от воды. Заменой природного распыления в воздухе есть нагнетание воздуха в воду или барботаж. Методы могут различаться механизмами массопереноса. Некоторые нежелательные примеси (например, сероводород и углекислота) отделяются от воды, другие (например, железо) – окисляются с последующим легким отделением с помощью процесса, называемого фильтрацией.

Различные процессы.

Аэрация может быть физическим, химическим или физическо-химическим процессом. Когда вода, содержащая сероводород H₂S, радон, углекислоту или метан, физически распыляется в воздухе, перечисленные газы способны полностью или частично испариться из воды в атмосферу. Большое количество воздуха, подаваемое в воду, способно захватить летучие вещества, даже если они намного тяжелее воздуха (например, двуокись углерода и сероводород). Если вода аэрируется в закрытом резервуаре (под избыточным давлением) отделение таких газов будет менее успешным в сравнении с открытой аэрацией (под действием атмосферного давления). Метан, радон и углекислота не будут полностью удаляться в напорном варианте аэрации – аэрации под давлением.  Перечисленные примеси могут быть удалены полностью при понижении давления до атмосферного в открытой емкости. Напротив, небольшие концентрации сероводорода ( до 5 мг/л) могут полностью удаляться в напорном варианте аэрации. При концентрациях H₂S более 5 мг/л процесс удаления объединяет аэрацию и последующую фильтрацию в фильтре с каталитическим активированным углем. То, что не удалилось физически на стадии аэрации, задержится химическим окислением и фильтрацией в угольном фильтре. Процесс химического окисления включает преобразование сероводорода и сульфид-ионов в нерастворимые сульфаты, извлекаемые из воды угольным фильтром. Степень окисления железа, марганца и мышьяка также может быть химически изменена процессом аэрации при должном рН среды (коррекции кислотности). Например, растворимый гидрокарбонат железа Fe(HCO₃)₂ может быть окислен и химически изменен до нерастворимого гидроксида железа Fe(OH)³. Гидроксид железа отделяется от воды в процессе фильтрации.

 4 метода аэрации.

Метод 1. Атмосферная аэрационная колонна.

Это один из наиболее эффективных способов удалить некоторые примеси, которые не могут быть физически удалены в традиционных системах аэрации под давлением с последующей фильтрацией. Да, тот метод – самый дорогостоящий и громоздкий из всех методов аэрации воды. Радон, СО2, метан и летучие органические вещества (растворимые нефтепродукты, бензол, толуол, этилен-бензол, ксилол, чистящие вещества) – примеси, которые чаще всего загрязняют подземную воду и лучше всего (до 99,99%) удаляются при интенсивном контакте воды с воздухом в открытых аэрационных контактных емкостях, заполненных контактными насадками. Типичный вариант аэрационной колонны показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Типовая схема аэрационной колонны.

 

Метод 2. Инжекция с помощью системы Вентури.

Инжекторы устанавливают в магистральную линию подачи воды, обычно между насосом и гидроаккумулятором, в поток со стабильной скоростью. Инжекторы создают большое гидравлическое сопротивление, резко увеличивают скорость истечения жидкости через сопло для создания вакуума.  Вакуум втягивает воздух внутрь трубопровода во время цикла работы насоса. Однако, сопротивление увеличивает время работы насоса, создает дополнительное противодавление на насос, сокращает его срок службы, эффективность, увеличивает потребление электроэнергии. Сопротивление инжектора препятствует правильной обратной промывке фильтра. Инжектор, распыленный в магистральном трубопроводе, создает условия для интенсивного накапливания в гидроаккумуляторе и трубопроводах окисленных минералов. Несмотря на низкую стоимость установки систем аэрации на основе инжекторов воздуха накапливаемые отложения и необходимость в частом обслуживании могут значительно удорожить содержание такой системы и создать непрерывные проблемы.

 

Метод 3. Кинетический клапан.

Иногда, на выходе вертикального участка трубопровода скважинного насоса (без обратного клапана или с отверстием в трубопроводе) устанавливают автоматический кинетический клапан, который позволяет атмосферному воздуху замещать воду в трубопроводе после отключения насоса и воду, вытеснять воздух при включении насоса. Этот метод встречался ранее с системами на основе безмембранных баков. Его прямое назначение — контроль воздуха в безмембранном гидроаккумуляторе, вторичное – аэрация воды.

 Метод 4. Воздушный компрессор

Подача воздуха компрессором – самый популярный метод подачи воздуха в воду под давлением. Подача воздуха компрессором лишена проблем систем аэрации на основе инжектора или кинетического клапана. Инсталлятор может установить точку подачи воздуха там, где удобно – после системы умягчения или до системы умягчения с промежуточным фильтром. Компрессор активируется с помощью реле давления насоса, реле протока, реле уровня, таймера или любого другого приемлемого контроллера. Различные вентиляционные устройства применяются для удаления избытка воздуха из аэрационной емкости – поплавковые воздухоотделительные клапаны или соленоидные клапаны, которые могут применяться как с компрессором, так и с системой Вентури. Единственное ограничение – недостаточно большой объем подаваемого воздуха для полного удаления таких газообразных загрязнителей как радон, метан и СО2.

Есть ли у аэрации преимущества?

Если стоит выбор между использованием химических реагентов (хлор, перекись водорода, озон, хлорид натрия) и аэрацией потенциальный потребитель скорее всего будет склоняться в сторону более естественного и экологически безопасного процесса – аэрации. Устранение постоянных затрат на химические реагенты – наиболее привлекательный момент для потребителя. Это означает, что при вероятно больших начальных затратах на оборудование (в сравнении с реагентными схемами), его обслуживание будет стоить дешевле и, как минимум, не требовать вовлечения потребителя в процесс – для периодического пополнения реагентов.