Какие существуют способы аэрации

Преимущества обезжелезивания воды аэрацией

Сейчас существует не одна и не две методики, применяемые для очистки питьевой и бытовой воды от всевозможных примесей, которые содержатся в жидкости и вредят как человеку, так и оборудованию систем водоснабжения.

Простейшая схема процесса аэрации воды.

Очистка воды аэрацией – наиболее эффективная технология обезжелезивания воды на сегодняшний день. Суть этого процесса заключается в искусственном создании интенсивного воздухообмена, вследствие которого происходит насыщение воды кислородом, что приводит к очищению и нормализации химического состава питьевой воды.

1 Как работает аэрация?

Процесс аэрации позволяет очистить воду от следующих вредных примесей:

Очистка воды от этих элементов происходит в результате реакции окисления молекул и их перехода из растворимой, в нерастворимую форму, которая, по сути, является обычными механическими частицами, оседающими на фильтрующих устройствах.

Сам процесс аэрации не может быть единственным этапом водоподготовке, но он является необходимым условием, без выполнения которого не может быть произведена качественная фильтрация воды.

Сегодня доступно большое количество методов окисления и подготовки воды к фильтрации, однако большинство из них имеют ряд существенных недостатков в виде себестоимости процесса, либо в его несоответствии экологическим нормам, в то время как аэрации полностью удовлетворяет все основные требования качественной промышленной обработки воды.

Пример применения способа аэрации для открытого водоема.

• Безопасность: в воду не добавляются никакие сторонние химические вещества, которые могут принести вред человеческому организму;
• Стоимость процесса аэрации, в сравнении с методами дающими идентичный результат, достаточно низкая: финансовые затраты требуются лишь на закупку оборудования, и на последующую оплату электроэнергии для работы машин;
• обезжелезивание аэрацией может проводиться для больших объемов жидкости одновременно;
• Улучшение вкусовых качеств воды вследствие обогащения её кислородом;
• Возможность полной автоматизации работы;
• Безопасность для экологии: поскольку аэрация не предусматривает использование каких-либо химических реагентов, по завершению процесса отсутствуют отходы из химикатов, которые нужно как-то утилизировать.

Единственным существенным недостатком аэрации является необходимость использования громоздкого оборудования, что несколько затрудняет её бытовое применение.

Однако существуют виды аэрации, при выполнении которой задействованы весьма компактные устройства, отлично подходящие для домашнего использования. Более того, при правильном подходе простейшая аэрация воды вполне может быть выполнена на оборудовании, произведенном своими руками.

Компактный погружной аэратор.

2 Какие существуют методы аэрации?

В зависимости от технологических особенностей процесса, выделяют три основных способа аэрации:

• Напорная аэрация;
• Безнапорная аэрация;
• Эжекторная аэрация.

Каждый из этих методов требует определенного оборудования, имеет разные особенности и этапы проведения. Рассмотрим детальнее каждый из них.
к меню ↑

2.1 Как работает напорная аэрация воды?

Поскольку свободная реакция соединения молекул воды с кислородом протекает довольно медленно, для её ускорения используются специальные аэрационные колонны.

Аэрационная колона является герметичным баком, укомплектованным компрессором на входе, и фильтром для удаления окислившихся частиц железа и марганца на выходе. Водопровод, который подключен к системе, наполняет бак водой, после чего срабатывает датчик потока, активирующий компрессор.

Посредством компрессора в камеру через специальную трубу под сильным давлением подается воздух, который интенсивно взаимодействует с водой, окисляя двухвалентное железо.

Пример использования процесса аэрации для очистки воды в аквариуме.

Как только давление внутри бака давление достигает граничного предела, срабатывает датчик на клапане сброса, и происходит выведение лишнего количества воздуха и газов, вследствие чего давление нормализуется и продолжается работа устройства.

После того как процесс аэрации закончен вода из баллона проходит через фильтрующую установку, которая задерживает окислившиеся частицы железа, и попадает в водопровод, транспортирующий её к устройствам потребления.

В целом, среднестатистическая аэрационная напорная система состоит из следующего оборудования:

• Колонна для аэрации (герметичный баллон объемом от 100 до 500 литров)
• Компрессор высокого давления;
• Датчик потока воды;
• Датчик уровня давления;
• Оголовок колонны, укомплектованный специальным клапаном для сброса внутрибаллонного давления;

Аэрация воды напорным методом позволяет выполнить эффективную очистку воды от двухвалентного железа, а ещё оказывается достаточной эффективности в удалении сероводорода.

Для того чтобы гарантировать качественную фильтрацию воды от сероводорода в основном не нужно использовать сопутствующую обработку воды химическими окислителями и комплектовать аэрационные установки дополнительным оборудованием.

Аэрационный бак в комплексе с системой водоснабжения и очистки.

• Насос для дозировки;
• Канистра для хранения окисляющих реагентов;
• Блок автоматического управления насосом.

Эффективная совместная работу двух этих систем обеспечивает максимальную степень удаления всех вредных элементов содержащихся в воде в течение короткого времени.

Детально изучив все особенности аэрации под давлением можно выделить следующие преимущества этого метода;

• Напорная обработка воды (давление внутри системы составляет от 2 до 6 атмосфер) гарантирует её максимальное взаимодействие с кислородом и, как следствие, наилучшее окисление железа.
• Баллоны для напорной аэрации достаточно компактны, такие устройства могут быть применены в бытовом использовании;
• При выходе не происходит потери давления воды в водопроводе;

Единственным существенным минусом является более высокая стоимость оборудования, в сравнении с безнапорной аэрацией.
к меню ↑

2.2 В чём принцип безнапорной аэрации воды?

Суть данного метода заключается в том, что вода при попадании в герметичную аэрационную емкость распыляется форсунками, что обеспечивает её разделение на мельчайшие капельки, которые во время полета от верхней точки к поверхности воды получают необходимый уровень взаимодействия с кислородом для окисления молекул двухвалентного железа.

Примерная схема подключения устройства для аэрации и насоса.

Кроме того происходит дополнительное насыщения воды кислородом: за это отвечает специальный компрессор, который подает воздух в саму толщу воды (для сравнения приведем устройство производящее пузырьки в аквариуме). Это также позитивным образом влияет на окисление, так как вода перемешивается и пропитывается дополнительным количеством воздуха.

Стоит отметить, что в отличие от напорного метода, в безнапорной аэрации из-за распыления входных потоков воды происходит снижение её давления на выходе.

Для того чтобы слабый поток воды в трубопроводе не доставлял вам дополнительных неудобств, актуальным является приобретение дополнительной насосной станции AL-KO, которая будет нормализовать давление в водопроводе. Отметим, что современные аэрационные устройства изначально комплектуются такими насосами.

Окислившееся железо оседает на дне аэрационного бака, что обуславливает необходимость его очистки с периодичностью в 3 месяца (если вода слишком загрязненная – чаще).

Системы для безнапорной аэрации комплектуются следующим оборудованием:

• Рабочая емкость (герметичные бак объемом от 400 до 700 л.);
• Форсунки для распыления воды;
• Низконапорный компрессор и набор аэраторов, для подачи кислорода в водный слой;
• Насос для увеличения давления выходного потока;
• Гидроаккумулятор;
• Блок управления системой.

Примерная схема последовательности подключения фильтров для очистки воды различных типов.

Несмотря на наличие существенных недостатков, метод безнапорной аэрации был и остается самым популярным промышленным способом обезжелезивания воды. Рассмотрим детальнее его плюсы и минусы.

• Высокая производительность (можно обрабатывать около 5 тыс куб.метров воды за сутки)
• Обезжелезивание аэрацией воздействует не только на молекулы железа, но и на марганец с сероводородом.

• Необходимость дополнительного оборудования для поддержания нормального давления потока воды в трубопроводе, вследствие чего повышается уровень шума всей системы, так как насос довольно громко работает;
• Отсутствие самоочищения системы, (если вы не будете выполнять регулярную очистку бака своими руками, в осевшем слое железа и серы могут развиваться вредные бактерии);
• Большие размеры оборудования.

2.3 Эжекторный метод

Это наиболее распространенный в бытовом использовании метод аэрации, так как он не требует дорогостоящего и крупноразмерного оборудования.

Аэрационная установка в данном случае представляет собою компактное устройство, которое работает за счет энергии потока вода в трубопроводе, и не требует подключения к электросети. Такие механизмы построены по принципу Вентури: вследствие применения в конструкции эжектора сопла Вентури, в трубе образовывается зона низкого давления, которая провоцирует засасывание пузырьков воздуха через специальное отверстие.

Компрессор для аэрации.

При этом движение воды наружу, сквозь это отверстие, невозможно, так как устройство оборудовано обратным клапаном защиты.

В большинстве случаев данный метод не предусматривает использования аэрационной колоны и дополнительного оборудования, а насыщение воды кислородом происходит исключительно через эжектор, после чего вода выводится непосредственно на фильтрующее устройство.

Разумеется, такая аэрация не может соперничать с более продвинутыми безнапорными и напорными способами ни по эффективности, ни по количеству обрабатываемой воды, однако для домашнего использования, при удовлетворительном, в целом, изначальном качестве воды, данный способ вполне подходит.
к меню ↑

Источник

Какие существуют способы аэрации

Качество воды из колодца или скважины часто не удовлетворяет владельцев дач, частных домов и коттеджей. Такую воду можно использовать для полива, но ни как не для питья. Возникает вопрос — как очистить воду? Для этого используются современные системы водоподготвоки и очистки воды. Аэрационная колонна — первый элемент системы с баллоном.

Аэрационная колонна один из важных узлов систем для очистки воды. Благодаря ей вода насыщается воздухом, что приводит к выведению растворенных в воде газов (преимущественно сероводорода H₂S) и окислению железа перед подачей воды в фильтр-обезжелезиватель.

Рассмотрим виды аэрации, а так же состав, назначение и принцип действия аэрационной колонны. Как выбрать и собрать оборудование и когда нужно проводить его обслуживание?

Виды аэрации воды

Существуют следующие виды аэрации воды:

Напорная аэрация

Напорная аэрация предполагает принудительное насыщение воды воздухом при помощи компрессора. Этот вид аэрации используется в системах со стабильно высоким давлением воды. При работе источника потребления воды (например, крана) включается воздушный компрессор (срабатывает датчик потока воды), который принудительно подает воздух в аэрационную колонну.

Для отвода излишнего воздуха используется воздухоотделительный клапан.

Воздух попадает в воду с помощью диспергаторов, которые разделяют воздух на маленькие воздушные пузырьки для лучшего насыщения воды воздухом.

Современные диспергаторы обеспечивают оптимальную скорость воздушного потока для наиболее быстрого насыщения воды кислородом воздуха.

Благодаря компрессору этот метод аэрации наиболее производительный, но и наиболее дорогой, так как хороший компрессор стоит не дешево.

На момент написания статьи напорная аэрация является наиболее распространенным методом аэрации воды в системах очистки воды для частных домов и коттеджей.

Безнапорная аэрация

Безнапорная аэрация применяется в системах водоподготовки при низком давлении воды или в случае если требуется повышение давления воды в системе. Данный метод позволяет регулировать давление в системе водоснабжения.

Вода насыщается кислородом в накопительном баке. Именно в накопительной емкости происходит смешивание воды и кислорода воздуха. Воздух подается в бак с помощью бесшумного воздушного компрессора.

При этом со временем в баке накапливается слой железа, который необходимо удалять при своевременном сервисном обслуживании.

После удаления железа бак (накопительную емкость) желательно обработать специальным дезинфицирующим средством. Дело в том, что со временем там могут появляться бактерии и микроорганизмы.

Они не могут существовать под давлением, поэтому если в системе используется безнапорная аэрация, в конце системы всегда ставится ультрафиолетовая лампа для обеззараживания.

Эжекционная аэрация

Аэрационная колонна без компрессора работает по принципу эжекции. При эжекционной аэрации насыщение воды воздухом происходит с помощью эжектора. Эжектор работает по принципу Вентури. При прохождении воды через эжектор внутри трубы образуется вакуум, который засасывает воздух, в результате в аэрационную колонну подается смесь воды и воздуха.

Эжекционная аэрация не требует высокого давление воды в системе. При этом эжекционный способ аэрации не затратный, но и менее производительный.

При использовании эжектора в системе водоподготовки помните об условиях, которые обеспечат наилучшую производительность:

• Перед эжектором не должно быть никаких фильтров.
• Скважинный насос должен работать только на систему фильтрации.
• Накопительный бак или емкость (либо гидроаккумулятор) устанавливаются после эжектора.

В случаях, когда используется безнапорная или эжекционная аэрация в накопительный бак (емкость) вставляется поплавковый переключатель-регулятор уровня воды.

При достижении водой заданного уровня в емкости он размыкает электрическую цепь насоса, и вода перестает подаваться в бак.

Сам регулятор не дорогой, средняя цена на него – 3000 рублей.

Аэрационная колонная — назначение узла аэрации воды

Узел аэрации (аэрационная колонна в сборе) в системе необходим для насыщения воды кислородом воздуха. Делается это с целью окисления железа растворенного в воде, а так же удаления растворенных газов.

По сути, при окислении железо переходит из двухвалентной (растворимой) формы в трехвалентную (растворимую) форму и выпадет в осадок, который в дальнейшем удалится в фильтре-обезжелезивателе.

Помимо железа окисляются другие содержащиеся в воде примеси. Так же из воды выводится сероводород H₂S, который обладает характерным запахом (напоминает запах тухлого яйца).

Состав и принцип действия аэрационной колонны

Конструктивно напорный аэратор состоит из следующих элементов:

1. Корпус.
2. Компрессор.
3. Оголовок аэрационной колонны.
4. Диспергатор.
5. Воздухоотделительный клапан.
6. Водоотводная трубка.

Принцип работы аэрационной колонны

Вода проходит через трубку и заполняет корпус аэратора. При открытии источника потребления воды (крана) начинает работать воздушный компрессор. Компрессор нагнетает воздух в аэрационную колонну и с помощью диспергатора вода насыщается мелкими пузырьками воздуха.
Излишки воздуха выходят через воздухоотделительный клапан.

При контакте воды с кислородом железо и другие металлы окисляются и переходят из двухвалентной формы в трехвалентную форму, в дальнейшем удаляется в фильтре-обезжелезивателе.

Размеры аэрационных колонн

Самые распространенные типоразмеры корпусов баллонов это 0844, 1054, 1252 и 1354, так же встречаются размеры аэрационных колонн 1044, 1465 и 1665.

Типоразмер баллона, например 1054 это диаметр баллона и его высота в дюймах, т. е. 10″x54″.

Таблица типоразмеров баллонов для аэрационных колонн.

Типоразмер	Высота, см.	Диаметр корпуса, см.	Объем корпуса, л.	Вес, кг.
0844	113,2	20,7	32,1	4,8
1054	137,4	25,8	61	6,2
1252	133,8	31	87.3	9
1354	137,4	33,4	103	9,2
1044	112,2	25,7	48	6,6
1465	166	36,9	140	19
1665	167,1	41,3	194	18,7

Популярные производители баллонов:

Выбор оборудования

Типоразмер баллона обычно выбирают на один меньше чем типоразмер фильтра-обезжелезивателя. Оголовок по факту — кусок пластмассы, поэтому можно спокойно покупать любой который подходит к выбранному корпусу.

Магазины часто предлагают купить аэрационную колонну в сборе (вместе с компрессором) с учетом требуемой производительности. Цены на такие колонны варьируются от 25 до 80 тысяч рублей, не беру в расчет цены на промышленные аэраторы.

Компрессор для напорной аэрации

Компрессор для аэрации воды состоит из корпуса и электродвигателя, подключается к сети 220 В. Двигатель вращает вал который сжимает находящийся в нем воздух, с помощью системы клапанов нагнетается в пластиковую трубку, соединённую на другом конце с оголовком и диспергатором.

Выбор компрессора зависит, в основном от бюджета и требуемой производительности.
Обычно при расходе до 10 м 3 /час используют компрессор АР2, средняя цена на который на момент написания статьи составляет 30000 рублей. При расходе более 10 м 3 /час подойдет АР200. Так же можно подобрать аналоги исходя из вашего бюджета.

На моем опыте эти компрессоры работают без проблем, если нет заводского брака.

Популярностью среди монтажников пользуются следующие компрессоры:

• Air Pump AP-2.
• Hailea HAP-60.
• Hailea Aco-500.
• LP-12.
• Hiblow Hp-60.

Подключение аэрационной колонны

Установка (монтаж) аэрационной колонны не требует специальных навыков. Для ввода узла аэрации в систему очистки воды помимо оборудования вам понадобятся:

• Муфты комбинированные разборные (МКР, американка) с наружной резьбой — 2 шт., обычно присоединительный размер к оголовку — 1/2″.
• Фум-лента.
• Инструмент: газовый разводной ключ (мне хватает 2 шт.), перфоратор и шуруповерт (крепить к стене подставку для компрессора).

Если вы не найдете американок на 1/2″, можно взять 3/4″ и переходник на 1/2″, а так же резинки к ним. На практике резинки спокойно держат давление до 6 атмосфер (на бо́льшем давлении не пробовал).

Выбираем место, крепим к стене подставку для компрессора, к ней сам компрессор. Собираем колонну, хорошенько наматываем фум ленту на американки (конусом — чем ближе к основанию тем толще).

Далее собираем аэрационную колонну по схеме.

Схема подключения аэрационной колонны

Аэрационные колонны могут поставляться в сборе, тогда остается прикрутить американки и соединить компрессор и оголовок трубкой.

В противном случае (если вы хотите собрать своим руками) для ее монтажа нужно выполнить следующие действия:

Вставляете в оголовок водоподъемную трубку и закручиваете ее до упора. При этом не упустите резиновую прокладку.







1. Вставляете трубку подачи воздуха от компрессора.
2. Припаиваете трубы.
3. При необходимости подтягиваете соединения.

Сборка аэрационной колонны завершена.

Не перетягивайте ключом пластмассовые резьбовые соединения. Лучше дотянуть их после подачи воды, чем сорвать.

Если вы подтянули соединение, но из него все равно идет вода, необходимо разобрать его и «запаковать» заново — скорее всего вы намотали мало фум ленты.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание аэрационной колонны должно проводиться раз в 6 месяцев. На практике очистка аэрационной колонны проводится, когда появляются следующие проблемы:

• падение давления воды;
• появление железа в воде;
• течь воды из оголовка.

Как правило, при появлении таких проблем, как правило, проводят техническое обслуживание всей системы очистки воды.

Сроки технического обслуживания могут отличаться в зависимости от производителя аэратора. Обычно сроки прописаны в паспорте оборудования.

Вы хотите провести техническое обслуживание своими силами? Тогда вам нужно купить лимонную или щавелевую кислоту и сделать в небольшом ведре раствор. Желательно залить кислоту горячей водой. Концентрацию я не подскажу, всегда делаю «на глаз».

Разбираете аэратор, промываете корпус, оголовок со всем, что на нем, кроме трубки кладете в кислоту минут на 15, после чего промываете в холодной воде и собираете аэратор в обратном порядке.

Обратите внимание на то, что перед тем как окунуть руки в кислоту обязательно наденьте резиновые перчатки.

Все довольно просто. И если нигде не течет, значит, монтаж и демонтаж аэрационной колонны произведен успешно.

Аэрационная колонна своими руками

Своими руками можно сделать аэрационную колонну, работающую по принципу безнапорной аэрации. Оговорюсь – лично я не делал подобные колонны, хотя думаю со временем сделать для дачи. Поэтому пока что просто теория. Если у вас есть опыт – поделитесь им в комментариях.

1. Подвод воды с грязевым фильтром.
2. Емкость.
3. Элемент, выполняющий роль аэратора.

Подвод воды с фильтром описывать не вижу смысла, начну с емкости.

Я бы выбрал емкость 0,5 куба (минимум 0,2). Далее нужно понимать, как подавать воду после аэрации. И тут два варианта:

1. Приобретать насос второго подъема (если вам нужен хороший напор).
2. Установить емкость на возвышенность (если большой напор не нужен, например для дачи).

Итак, нужно раздобыть пластиковую емкость, а дальше выбрать подходящий аэратор.

Если расход воды будет небольшим, то в качестве аэратора можно использовать обычный аэратор для крана. В ином случае можно использовать обычную лейку для душа, цена вопроса небольшая, в пределах 300 рублей.

Для дачи схема такая – устанавливаем емкость на возвышенность (придется соорудить что-то наподобие летнего душа, если на улице). До лейки устанавливаем грязевик. Накручиваем лейку и крепим ее для прямой подачи воды в емкость. По сути это все.

Для более эффективного насыщения воды кислородом воздуха можно прикрепить лейку таким образом, что бы струя воды не просто падала в емкость, а ударялась о верх стенки емкости, при этом будет образовываться водяной туман, смешивание кислорода с водой будет происходить более эффективно.

Источник

Читайте также:  Способ быстро снять зубную боль