Что интересного вы узнаете из содержания этой статьи:
1. Очистка воды напорной аэрацией: какие виды загрязнений возможно устранить при напорной аэрации?
2. Как функционирует напорная аэрация?
3. С какими фильтрами взаимодействует напорная аэрация?
4. Из каких элементов состоит напорная аэрация?
5. Виды компрессоров для напорной аэрации (Air Pump AP-2 и AS-19)
6. Преимущества и недостатки напорной аэрации.
7. Рекомендации по подбору напорной аэрации.
Вода из любых источников содержит определенное количество микроэлементов и непригодна для повседневного использования. И если во многих наземных водоёмах обитают бактерии и растения, которые поглощают и перерабатывают растворённые вещества, то грунтовые воды лишены такой функции. Вода из скважин и колодцев имеет в составе много вредных элементов. Да и водопроводная вода зачастую наполнена вредными загрязнениями, несмотря на первоначальное очищение. Для очистки существует много методов, но один из самых простых - аэрация. Напорная аэрация - это подача кислорода в воду с помощью компрессора.
1. Очистка воды напорной аэрацией: какие виды загрязнений возможно устранить при напорной аэрации?
Процесс аэрации известен всем с детства. Самый простой пример – аквариум. Когда компрессор подает воздух в воду и происходит насыщение воды кислородом. В домашних и промышленных системах водоочистки давно уже стали применять метод аэрации. Кислород – хороший окислитель который не требует больших затрат. Установки напорной аэрации - водоочищение с помощью кислорода. Присутствующие в воде соединения железа, марганца, сероводорода, хлора, органических примесей, влияют на состав и такую жидкость невозможно использовать. Вода, перенасыщенная вредными примесями, влияет на здоровье человека и сокращает срок эксплуатации оборудования. Кроме того, в воде могут присутствовать растворённые газы. А колодцы и скважины зачастую являются единственным источником воды для коттеджных поселков, деревень, промышленных предприятий. Кроме наличия различных компонентов в скважинной воде отсутствует кислород. Поэтому в самой скважине вода может быть чистая, но стоит ей попасть на воздух начинается химическая реакция. При соприкосновении с кислородом может появится осадок, измениться цвет и вкус воды, появляются новые соединения. Водопроводная вода также может быть подвержена загрязнениям, если водоочистка на станции некорректно работает. Один из самых простых способов очищения, не требующих больших затрат является станция напорной аэрации. При этом система может функционировать как отдельно, так и в составе комплексной установки или с использованием дополнительных фильтров. Для водоочистки питьевой и технической воды станция напорной аэрации является универсальным средством. Так как самое распространённое загрязнение воды – примеси железа. Конечно, есть и другие методы водоочистки, но напорная аэрация позволяет очистить воду без использования реагентов и в любом объёме. При этом не требуются особые условия для эксплуатации.
2. Как функционирует напорная аэрация?
Суть работы напорной аэрации довольно проста. В ёмкость с водой подают кислород. Подача идёт с помощью компрессора, под напором. При этом происходит химическая реакция и среда окисляется. Существует несколько видов напорной аэрации с помощью титановых электродов и компрессора.
В первом случае окислителем выступает атомарный кислород, выделяемый с помощью титановых электродов. Система работает очень тихо и эффективно. Единственный недостаток – это изменение состава воды и выделение солей жесткости. Их необходимо периодически смывать. При повышенной жесткости воды электрохимический способ не подойдёт.
Во втором случае в аэрационную колонну, наполненную водой, под давлением подаётся воздух. Уровень воды не должен превышать максимальной отметки. В верней части колонны должно оставаться место для скопления воздуха и выхода газов с помощью клапана. Далее происходит окисление среды, примеси выпадают в осадок. Пузырьки, которые не растворились удаляются через клапан. Окисленная вода проходит дальше на фильтр, где удаляются загрязнения.
Рис. 1 Функционал напорной аэрации с фильтром обезжелезивателем
Особенно такой метод напорной аэрации с фильтром подходит для удаления примесей железа. Имеющиеся в составе газы вытесняются кислородом и выпускаются через клапан. Но если присутствие газов очень высоко, то скорее всего придется дополнительно применять химические вещества. Для этого устанавливается бак для реагентов и дозатор. В процессе окисления кислородом подается порция химических веществ. Контролирует подачу дозатор. Расчёт необходимого количества химикатов производится предварительно, исходя из объёма фильтруемой воды и концентрации примесей. После химической реакции удаляются остатки газов через специальный клапан, и вода проходит на следующий этап очистки. В любом случае, при использовании метода напорной аэрации аэрационная колонна используется как средство окисления металлов и примесей, а дальнейшая очистка воды проходит при помощи фильтров. Всю систему можно автоматизировать. Использование напорной системы аэрации, без использования химикатов, возможно при соблюдении определенных условий. Кислотно-щелочной баланс воды не должен превышать 6,8 pH, примеси железа не более 10 мг на литр, сероводорода не более 2 мг на литр, солей аммония не более 1 мг на литр. При несоблюдении нормы, использование данного метода будет неэффективным. При превышении какого-либо из условий к окислению добавляют химические реагенты, для усиления реакции. Концентрацию примесей определяют при первичном химическом анализе воды. Все нормы очищенной воды прописаны в документах СанПиН 2.1.4.1074-01 – регламент для питьевой воды. СанПиН 2.1.4.1175 – нормы для технической воды.
3. С какими фильтрами взаимодействует напорная аэрация?
Напорная аэрация взаимодействует со всеми видами фильтров. Для первичной очистки от механических загрязнений устанавливается фильтр грубой очистки. После аэрационной колонны, при удалении примесей железа устанавливается фильтр обезжелезиватель. Как правило это ёмкость с загрузкой. Его работа в отделении нерастворённых веществ от молекул воды. Взаимодействие с фильтрами умягчителями, метод ионного обмена или обратного осмоса, позволяет удалить из воды соли кальция и магния. Наличие сорбционного фильтра поможет устранить органические загрязнения и бактерии. Напорную аэрацию редко устанавливают, как единственный источник водоочистки. Потому что первоначально необходимо удалить механические загрязнения и для этого устанавливают фильтр грубой очистки. Он задерживает лишь самые крупные частицы, присутствующие в воде. Далее идет черед аэрационной колонны, в которой происходит окисление и удаление лишних газов. Если по химическому анализу обнаружены примеси железа или другие вредные соединения, используются дополнительные элементы фильтрации. Это может быть колонна с сорбционной загрузкой. Может быть мембранный фильтр или ионный. После прохождения дополнительной системы фильтрации вода подаётся потребителю.
Рис. 2 Схема напорной аэрации с фильтром обезжелезивателем
Рис. 3 Система напорной реагентной дезарации окислителем
Вопрос о необходимости модернизации системы дополнительными элементами фильтрации решается еще на первом этапе водоподготовки. Для этого исходную воду сдают на анализ. Без этого пункта не устанавливается ни одна система водоочищения. После выявления концентрации примесей корректируется комплектация оборудования. Это зависит от места использования и необходимой производительности. Для бытового применения подойдет определённая стандартная комплектация, которая подразумевает очищение воды до нужных нормативов. Для промышленности требования другие. Техническая вода нуждается в менее тщательном очищении и необходимость установки дополнительных фильтров обычно отсутствует. В пищевой промышленности требования к воде такие же строгие, как и к питьевой. Для котельных необходима дистиллированная вода, вообще без каких-либо минералов и веществ в составе. Поэтому возможность станции напорной аэрации с разными типами фильтров делает её универсальной и удобной в использовании любой сферы производства.
4. Из каких элементов состоит напорная аэрация?
Комплектация системы зависит от производителя, но стандартный набор состоит из:
1.аэрационной колонны, ёмкость в которой происходит окисление
2.компрессора, нагнетает воздух в трубопровод или колонну
3.оголовок аэрационной колонны
4.датчик потока, контролирует литраж воды
5.монтажный комплект
Рис. 4 Состав напорной аэрации с компрессором Air Pump AP-2
При совмещении аэрации и реагентного метода добавляют насос для дозирования, бак для химических веществ и блок управления. Все элементы, которые соприкасаются при работе с водой должны быть из нержавеющей стали. Так как вода, насыщенная кислородом, имеет свойство вызывать коррозию. И, собственно, присутствующие примеси не безвредны для оборудования. Аэрационная колонна может быть разного объёма. Зависит от назначения. Если систему устанавливают для домашнего использования, большие по объёму ёмкости не нужны. Производительность в быту не такая большая. Что же касается производственных масштабов, здесь устанавливают габаритные системы, способные вмешать большой литраж разово. Мощность компрессора также напрямую зависит от места применения. Для промышленности мощный, для быта послабее. Установка компрессора может быть различной. Нагнетание кислорода в воду происходит либо сразу в трубопровод, либо в аэрационную колонну. Очищается холодная вода, для горячей такой метод не подойдет. Реагентные установки в быту не нужны, так что подойдет минимальная комплектация напорной системы. Все элементы должны быть из качественных материалов.
5. Виды компрессоров для напорной аэрации (Air Pump AP-2 и AS-19)
Необходимой частью напорной аэрации являются компрессоры. Одни из самых лучших компрессоров для напорной станции аэрации являются Air Pump AP-2 и AS-19.
Компрессор Air Pump AP-2 используется совместно со станцией напорной аэрации без применения реагентов. Производитель США. В корпусе предусмотрен воздушный фильтр. Охлаждение происходит с помощью вентилятора, при этом обдуваются все детали компрессора. Установка оборудования проходит в условия влажности не выше 90 процентов. Напряжение компрессора подключается через датчик аэрационной колонны, чтобы работа была синхронизирована с подачей воды. Компрессор легко монтируется и адаптирован по напряжение 220В. Максимальная производительность 600 литров в час, сила тока 1,3 Ампер. Подшипники установлены графитовые, рассчитанные на 25 000 часов непрерывной работы. После окончания срока эксплуатации подлежат замене. Из преимуществ данного вида компрессора можно выделить его гибкость и адаптацию к любой системе аэрации. Тип безмасляный, что гарантирует безопасность. Имеет защиту от перегрева и долгий срок эксплуатации. При необходимости в наличии все запасные детали. Из недостатков шум и вибрация, которая особенно заметна в частных домах. Устанавливать лучше подальше от жилых зон. В идеале в отдельных помещениях. Корпус не закрыт, а значит пыль и влага при работе недопустимы. В комплекте нет реле давления и кронштейна.
Рис. 5 Компрессор Air Pump AP-2
Компрессор AS-19 в последнее время приобретает всё большую популярность. Производитель компрессора Китай. Принцип работы – подача воздуха в трубопровод или аэрационную колонну. Максимальная подача воздуха 40 литров в минуту. Устанавливается в помещении при влажности не более 90 процентов. Воздух может подаваться не более 15 минут за раз. В противном случае компрессор просто перегреется, так как не имеет системы вентиляции. Время отдыха составляет около 30 минут. Поэтому при установке данного вида компрессора необходимо реле, которое будет контролировать время подачи воздуха. Из преимуществ выделяют высокую производительность, низкую стоимость и минимальный уровень шума. Компрессор безмасляный, а значит не вредный. Из минусов выделяется отсутствие защиты. Так как корпус открытый, прибор боится пыли и влаги. Отсутствие охлаждения является недостатком.
Рис. 6 Компрессор AS-19
При сравнении этих двух компрессоров можно выделить как сходства, так и различия. Из общих преимуществ эксперты выделяют долгий срок эксплуатации оборудования, доступность запасных деталей при необходимости замены. Подключение к сети 220 Вольт с заземлением. Максимальное давление 6 бар. Оба компрессора на безмаслянной основе, то есть более экологичны и безопасны. Но при этом имеют открытый корпус, значит влагозащита и пылезащита отсутствует. Компрессоры возможно устанавливать только в определенных температурных условиях. Противопоказано попадание влаги. При этом американский компрессор Air Pump AP-2 подходит для постоянной работы, так как в конструкции предусмотрен вентилятор для охлаждения системы. В компрессоре AS-19 такая функция отсутствует и ему необходим перерыв в работе. У Air Pump AP-2 имеется специальный датчик, который отключает компрессор при перегреве, в AS-19 такого реле нет. AS-19 работает довольно тихо, поэтому устанавливать можно в любом месте. Компрессор Air Pump AP-2 отличается шумной работой. При установке данного вида оборудования советуют отдалять компрессор от помещений, где живут люди. В идеале чтобы система располагалась в отдельной комнате – котельной. Для минимизации вибрации и шума пользователи подкладывают резиновые прокладки, но это не всегда помогает. Кронштейн, для крепления оборудования, подбирается нестандартный. По ценовой категории компрессор AS-19 дешевле Air Pump AP-2. Такая разница из-за времени работы, конструкции компрессора и производителя. И один и второй вид моно использовать для домашней водоочистки. Для промышленного производства предпочтительнее компрессор Air Pump AP-2 из-за его способности к постоянной работе.
6. Преимущества и недостатки напорной аэрации.
Как и любая система водоочистки метод напорной аэрации имеет свои преимущества и недостатки. Безусловно, главным преимуществом является экологичность метода, в случае безреагентной напорной аэрации. Без использования химикатов можно эффективно очистить любой объём воды обычным воздухом, что является экологичным методом. Основным плюсом метода служит его универсальность и возможность модернизации с другими элементами фильтрации. Напорная аэрация позволяет полностью удалить все примеси и деминерализовать воду. При очищении свойства воды не меняются, улучшаются вкусовые качества. Давление воды на выходе не изменяется. Систему можно полностью автоматизировать. При эксплуатации не требуется дополнительных расходов. Как недостаток можно выделить стоимость оборудования и время окисления. Без использования реагентов срок очистки увеличивается, что не всегда удобно в промышленном производстве.
7. Рекомендации по подбору напорной аэрации.
Так как данный метод фильтрации становится всё более востребовательным, эксперты выделяют наиболее значимые критерии при выборе установки. Самое первое, на что обращается внимание, это состав исходной воды. Для этого проводят химический анализ. Определяется наличие примесей в воде и их концентрация. От этого фактора зависит возможность применения установки напорной аэрации и необходимость укомплектования её дополнительными элементами фильтрации. Допустим, при повышенном содержании железа и солей жесткости дополнительно устанавливается фильтр умягчитель. Для предварительной очистки воды устанавливается обычный механический фильтр, особенно это касается скважинной или колодезной воды. Так же стоит определиться с использованием химических веществ. Метод напорной аэрации, с использованием реагентов, предполагает дополнительное оборудование, совмещенное с основным видом очищения. Так же использование реагентов рекомендовано при превышении определённых свойств воды. Например, повышенная кислотность или концентрация аммония. Особое внимание уделяется материалу приборов. Аэрационная колонна должна быть из нержавеющей стали, чтобы избежать коррозийных отложений. Срок эксплуатации и гарантия производителя напрямую зависят от работы системы. Чем больше сроки, тем устройство более надёжное. Для бытового использования системы напорной аэрации не требуется габаритная конструкция с множеством фильтров. Подбирается компактная система. Для промышленных масштабов разработку конструкции проводят, опираясь на необходимую производительность. При выборе установки напорной аэрации желательно участие специалиста, который подскажет какую именно комплектация лучше установить. А также проконсультирует о правильной эксплуатации системы для более длительного срока работы. Правильный выбор и эксплуатация системы сделают водоочистку быстрым и эффективным процессом, не требующим дополнительных затрат.
Ниже представленно видео по сборке напорной аэрационной системы
