Аэрация относится к использованию атмосферного воздуха для обеспечения потребности в кислороде, почти всегда относящегося к биологической очистке сточных вод. Большинство, хотя и не все, органических материалов могут служить питательными веществами для бактериальных колоний, которые окисляют загрязняющие вещества, производящие биомассу, воду и углекислый газ. В естественных биологических системах потоков и рек используются остатки в качестве источников питательных веществ, при этом потребность в кислороде подается с воздуха массообмена через свободную поверхность жидкости. Усиление естественной скорости аэрации необходимо, если наблюдаются значительные уровни загрязнения.
Водопады и каскады увеличивают очищающую способность потока. Капли или струи, которые воздействуют на свободную водную поверхность со скоростями выше примерно 2 м с-1, захватывают воздух и несут пузырьки ниже поверхности жидкости. Существует двуфазная область интенсивной турбулентности, хотя и имеет короткое время пребывания, газ, который накапливается и сливается ниже этого, ускользает в восходящем облаке пузыря, окружающем точку погружения вертикальной струи. Увлечение и последующий массоперенос зависит от скорости при ударе, а также от длины и степени нарушения падающей струи. Установки практического размера (со струйками, скажем диаметром 2 см) могут достигать скорости атмосферного кислорода порядка 3 кг на кВт-ч потребляемой мощности.
Большинство систем обработки отходов используют эти аэробные биологические процессы. Окислительные канавы также часто используются в том случае, если есть место. Вода неоднократно подвергается аэрации, поскольку она циркулирует в овальном или лабиринтном канале, в то время как биологически активный ил сохраняется. Циркуляция представляет собой цикл повторной оксигенации, которую можно использовать для содействия удалению нитратов и других окислительных материалов.
Для улучшения контакта между жидкостью и газом использовались различные механические устройства, которые непосредственно нарушают поверхность жидкости. В наиболее распространенных конструкциях используются вращающиеся лопасти, установленные на свободной поверхности. Они сформированы так, что выкапывают воду с поверхности и проецируют ее вверх и наружу. Распыленная вода поглощает кислород, когда проходит по воздуху и подвергается большому потоку, в то время когда он воздействует на поверхность. В другой конструкции используются горизонтально установленные цилиндрические выступы для трения поверхности воды. Подобно погружающимся струям, эти аэраторы могут генерировать крупномасштабную циркуляцию воды в канале, смешивая объемную жидкость и суспендируя активный ил. К сожалению, энергоэффективность приходится на крупномасштабные установки: значения падают ниже 1 кг O2 за кВтч.
Другой способ применяется на практике тогда, когда воздух впрыскивается под поверхность воды, образуя хлопьевидный осадок. В больших сточных водоемах осадок не ограничен и вызывает крупномасштабную циркуляцию. Объем воды QW, выведенной на поверхность путем вдувания объема газа QG на глубине Н, приблизительно определяется безразмерным соотношением / (g H5Og) = 3,4 × 10-3.
Циркуляция осуществляется силами плавучести и в первом приближении не зависит от распределения размера пузырьков. Однако перенос кислорода зависит от размера пузырька, поэтому в некоторых установках используются эжекторы нового поколения или статические смесители, установленные над форсунками для впрыскивания воздуха, чтобы гарантировать, что газовый поток хорошо разрушен.
Когда пузырьковая колонна ограничена в трубе, вода может подвергаться более интенсивному окислению. Столбы пузырьков широко используются для ферментации и биотехнологии, в общем, поскольку они подходят для крупных систем с относительно медленной кинетикой или большими объемами технологических жидкостей, что является важным фактором очистки сточных вод. Одним из таких типов является Глубокий Вал. Обращение сверху вниз происходит в разделенных глубоких (или высоких) колоннах, обычно диаметром 1-5 м и глубиной 100 м.
Как только начальный тираж установлен с пусковым воздухом, подача основного воздуха подается в сливной станок. Воздух переносится на дно вала импульсом циркулирующей жидкости до того, как он попадет в стояк. Давление увеличивает движущую силу для массопереноса, хотя за счет некоторой потери площади поверхности. Скорости воды в типичной установке составляют порядка 2 м с-1, что дает время циркуляции жидкости около двух минут. Вытянутый CO2 удаляется в верхней части вала. Вакуумный дегазатор гарантирует, что осадок удовлетворительно отделяется в классификаторе. Неисправность циркуляции исключается за счет небольшого впрыска воздуха непосредственно в стояк.
Колонна аэрации воды
Аэрационная колонна воды – это прежде всего система напорной аэрации воды из скважины в сборе с компрессором АР2. Данное устройство окисляет такие химические соединения, как марганец, железо, сероводород. Производительность обеспечивается до 2м3/час. С помощью этой уникальной конструкции можно с легкостью удалить неприятный запах сероводорода. Аэрационную колонну обычно применяют при обезжелезивании воды. Данная разработка состоит из:
- реле потока,
- компрессора,
- аэрационной колонны,
- пусковой автоматики.
Принцип работы данного устройство очень прост. Корпус оснащен электродвигателем с напряжением 220В. Этот элемент питается от сети переменного тока. Чтобы охладить двигатель, устройство оснащено двумя вентиляторами. Они установлены на валу с обоих торцов. Корпус также оснащен конденсатором с целью запуска электродвигателя. Эксцентриковый механизм обеспечивает полноценное движение вала. В то время когда поршень опускается, создается разряжение. Благодаря этому процессу клапан камеры мгновенно закрывается. В этот период открывается клапан камеры всасывания.
