Обзор способов аэрации воды

Оборудование, повышающее содержание (концентрация) растворенного кислорода в воде

Классическая схема внесения атмосферного воздуха под давлением. За счет повышенного P растворение О2 заметно улучшается. Система из нескольких баллонов позволяет создать временной интервал для вступления в реакцию с железом и другими веществами.

Рассмотрим принцип работы:

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)

Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)

Диспенсер напольный AquaPro 6207CH (охлаждение/нагрев/комн.темп)

1. Из скважины жидкость поступает в герметичную емкость. Параллельно с этим нагнетается воздух через мелкодисперсный распылитель.
2. С нижней части баллона состав перекачивается в следующий реактор, в котором далее окисляется Fe.
3. Третья емкость выполняет такие же функции и имеет блок, обеспечивающий дозированное добавление микроэлементов.
4. Контроль процессов обеспечивается датчиками и анализаторами, работающими от бытовой сети.
5. Конечная обработка для удаления продуктов окисления происходит в механическом фильтре.

Как изготовить компрессор самостоятельно

Не обязательно тратиться на компрессор, ведь его можно изготовить собственноручно. Для этого нужно приобрести некоторые элементы (моторчик и блок питания). Дальше дело техники.

Что нужно для работы

Чтобы сделать компрессор для аквариума, необходимо подготовить следующие инструменты и материалы:

• моторчик электрический;
• кусок проволоки;
• лист фанеры и несколько брусков из дерева;
• шило;
• термоклей;
• тонкая деревянная палочка (подойдет от леденца);
• трубка резиновая с переходником;
• скотч;
• свечи;
• пластиковая крышка;
• камера от мяча или велосипеда;
• блок питания.

Вначале подготовьте все необходимое Также для компрессора нужен один воздушный шарик. Как только все необходимое будет под рукой, можно приступать к работе.

Инструкция

Ниже приведена пошаговая инструкция, соблюдение которой существенно облегчит процесс изготовления компрессора для аэрации.

Шаг 1. Разрежьте воздушный шарик пополам при помощи ножниц.

Шарик разрезается пополам

Шаг 2. Просверлите два небольших отверстия в пластиковой крышке, диаметром 3 и 6 м. Все неровные края нужно отшлифовать, чтобы получить гладкую поверхность.

Сверлятся отверстия

Шаг 3. Вырежьте фигуру в форме подковы из резины. Затем полученную подкову аккуратно приклейте с помощью клеевого пистолета к просверленной крышке (к внутренней ее части).

Вырежьте такую деталь

Шаг 4. Натяните на крышку половину воздушного шарика. Проследите за тем, чтобы поверхность конструкции была упругой. Зафиксируйте шарик с помощью скотча, а все лишнее аккуратно отрежьте.

Натяните на крышку половину воздушного шарика

Шаг 5. Вырежьте маленький треугольник из листа фанеры. Его размеры должны соответствовать размерам моторчика. Приклейте к фанере этот моторчик. Теперь сделайте основу для компрессора, сделав из брусков ножки. Должен получиться маленький стол, на котором расположен моторчик и блок питания.

Моторчик на основе

Шаг 6. Изготовьте эксцентрик, укоротив палочку термоклея, отрезав 6-8 мм. Затем проделайте отверстие сбоку и сверху, используя обычное шило. Проведите проволоку в боковое отверстие. Готовый эксцентрик установите на вал моторчика.

Шилом проделывается отверстие

Шаг 7. Укоротите деревянную палочку от леденца до 4 см и приклейте ее к подсвечнику. Затем эту конструкцию нужно присоединить к эксцентрику. Другой конец палочки необходимо приклеить к пластиковой крышке с шариком по центру. Саму крышку необходимо прикрепить к фанере при помощи того же клея.

Крепление палочки

Шаг 8. Проделайте небольшое отверстие к крышке с шариком и зафиксируйте в нем переходник. К этому переходнику нужно прикрепить уже резиновую трубку. На этом все. Компрессор для аэрации готов к использованию!

Самодельный компрессор для аэрации

Советы

Для бесперебойной работы за устройством необходим уход.

1. Требуется вовремя менять воздушные фильтры и резиновые мембраны.
2. Продолжительное использование приводит к загрязнению фильтра.
3. Отверстия забиваются и кислород слабо поступает в аквариум. Необходимо периодически проводить чистку.
4. Иногда приходят в негодность шланги, так как ракообразные могут повредить их клешнями.
5. Необходимо иметь ещё одно устройство, на случай поломки основного аэратора.

Всем известно, что оборудование для аэрации аквариумной воды является первостепенным и жизненно необходимым.

Однако, многие начинающие и даже уже бывалые аквариумисты не знают? как оно работает, до конца не понимают зачем нужен кислород и что происходит в аквариуме при его недостатке или переизбытке.

В данной статье нам бы хотелось приоткрыть завесу тайны над вопросом аэрации аквариума и насыщения воды кислородом, привести выдержки из уже написанного материала, а так же рассказать о некоторых секретах подачи воздуха в аквариум.

Для начала, видео-ролик об убойной аэрации в травнике

Начать нужно с небольшой вводной об аэрации, под которой подразумевается процесс смешивания воздуха с аквариумной водой при помощи аквариумного оборудования: помп, компрессоров, аэраторов

Принципы работы такого оборудования многим известны и понятны, поэтому мы не будем заострять на этом внимание. Для тех же, кто хотел бы все же углубится в этот вопрос, предлагаем посмотреть статью – компрессоры для аквариума, которая сполна раскрывает суть вопроса

Более интересно рассказать о заблуждениях начинающих аквариумистов, связанных с аэрацией аквариумной воды:

1. Обычно большинство новичков думают, что обогащение воды кислородом происходит посредством пузырьков, которые компрессор загонят в воду. Однако, это не так. Смешивание воздуха с водой происходит на поверхности воды. Аэратор создает вихри и колебания от пузырьков, в результате чего и происходит смешивание. Можно сказать, что насыщение аквариумной воды воздухом (кислородом) происходит не из-за пузырьков, как таковых, а от их интенсивности и тока воды, которые улучшают процесс абсорбции кислорода из атмосферного воздуха.

2. Вторым важным нюансом аэрации, является его беспрерывная работа. Большой ошибкой новичков, является отключение аэрации на ночь, дабы оборудование не шумело. Такое действие может привести к фатальным последствиям, ведь за ночь асфиксию могут заработать не только рыбки, но и другие гидробионты, вплоть до полезных, аэробных, нитрифицирующих бактерий, а это ведет уже к нарушению биобаланса аквариума и как следствие к завышенным концентрациям ядов: аммиака, нитрита и нитрата. Все заканчивается тем, что рыбы заболевают, в аквариуме происходит водорослевая вспышка и прочие регрессные моменты. Более того, если начинающий аквариумист отключает фильтр на ночь, а потом утром включает, то помимо всего прочего из такого фильтра в аквариум поступает сероводород и прочие отравляющие вещества, которые накопились из-за отсутствия «продувки» фильтра ночью.

С учетом сказанного, следует отметить, что не стоит экономить средства при выборе и покупке оборудования для аэрации аквариума, оно должны быть хорошего качества, достаточной мощности и по возможности бесшумным.

Факторы, влияющие на количество кислорода

На уровень вещества в воде влияют несколько факторов:

• температурный режим. Температура выше необходимых показателей приводит к ускорению всех жизненно важных процессов растений. Количество кислорода расходуется больше, соответственно дополнительная аэрация необходима.
• при наличии в водоеме живых растений аэрация аквариума подключается только в ночное время. Днем они выделяют кислород, которого достаточно для обитателей водоема. Но в ночное время процесс фотосинтеза прекращается. Пользоваться воздухом начинают не только животные, но и сами растения. Поэтому аэраторы необходимо включать обязательно.
• улитки и бактерии в искусственном водоеме также влияют на уровень O₂ в воде. Бактериям воздух необходим. Если в емкости образуется большое количество органических отходов, растет и количество потребляемого вещества. А количество отходов зависит и от количества улиток в аквариуме.

Для поддержания уровня O₂ необходимо учитывать данные факторы.

4.2 Применение для удаления растворенных газов

Дегазация – процесс избавления воды от примесей вредных газов, которые отрицательно влияют на качество воды. Например, сероводород вызывает плохой запах, а углекислый газ способствует возникновению коррозии в трубах. Обычно при помощи дегазации устраняются щелочные (NH3, СН3, NH2) или  кислые (С02, H2S, S02, S03, N02) газы.

Удаление газов можно осуществлять двумя способами химическим – при помощи различных реагентов и физическим – аэрацией.

Химический метод применяется в случаях, когда наблюдается низкая концентрация газов, либо при отсутствии возможности утилизировать их. Недостатки химического метода заключаются в том, что фильтрация обладает большей стоимостью за счет задействования реагентов и сам процесс очистки значительно усложняется. Кроме того, неправильно подобранная дозировка реагентов может ухудшить качество воды. Ввиду вышеперечисленного химическая дегазация менее востребована, чем аэрация.

Рассмотрим подробнее, как осуществляется устранение газов при помощи аэрации. Суть метода состоит в том, чтобы привести значение парциального давления газа в атмосфере, которая контактирует с водой, к нулю.

Указанный способ отлично очищает воду от углекислого газа и сероводорода. А вот извлечь из воды кислород, который составляет значительную часть атмосферы, системы аэрации неспособны. Для удаления кислорода воду доводят до кипения в термических деаэраторах, либо в герметичных вакуумных дегазаторах.

Виды дегазаторов:

– Вакуумные – с помощью специальных механизмов (водо- или пароструйных эжекторов, вакуумных насосов и т.п.), создается пониженное давление над поверхностью воды, при котором она закипает при текущей температуре.

– Термические – в них происходит нагревание воды, за счет чего вредные газы выпариваются из нее.

– Барботажные – сжатый воздух в виде пузырьков продувается через медленно проходящий поток воды.

– Пленочные – выполненные в виде колонн, заполненных разными насадками, по которым вода стекает в виде тонкой пленки. Благодаря насадкам площадь поверхности взаимодействия воды и воздуха, подаваемого встречно вентилятором. Насадки выполняются из пластика, дерева или керамики, имеют кольцевую форму.

Барботажные системы расходуют много энергии на сжатие воздуха, поэтому их использование экономически невыгодно, и они редко применяются.

Наиболее эффективным устройством для удаления газов из воды считается пленочный дегазатор. Благодаря ему обеспечивается надежный дегазационный эффект, такая система долговечна, относительно компактна, требует меньшего расхода воздуха.

Принцип действия пленочного дегазатора: воздух поступает от вентилятора в поддон, вода через верх корпуса дегазатора равномерно растекается по сечению плиты, имеющей патрубки для слива воды в насадку, а также колпаки, через которые выходит воздух. Стекшая в поддон вода отводится посредством гидравлического затвора.

В заключении нам хотелось бы привести видео по монтажу напорной системы аэрации воды своими руками.

Видео по монтажу напорной системы аэрации воды:

Аэратор для воды своими руками

Пример самодельного аэратора для воды

Безусловно, аэрация воды из скважины просто необходима для того, чтобы она стала пригодной для употребления в пищу. Но стоимость установки для аэрации иногда слишком высока, поэтому возникает вопрос: можно ли создать такую систему своими руками. Ответ на этот вопрос положительный, хотя этот процесс потребует очень много сил и времени.

Рассмотрим поэтапно построение аэратора для воды своими руками.

В первую очередь понадобится большая емкость для воды. Лучше всего использовать бак из пищевого полиэтилена. Он должен иметь большой объем, в нем должно помещаться количество воды, которого хватит на сутки. При этом нужно учесть то, что это количество олжно занимать не более 2/3 объема бака. Вода из скважины должна поступать в верхнюю часть бака и падать вниз небольшими струйками. Для того чтобы воды не было слишком много, нужно использовать поплавковый клапан.

Так как вода будет падать вниз тонкими струйками, будет происходить ее контакт с воздухом, а, следовательно, и обезжелезивание. Плотно закрывать бак не следует, так как в нем должна происходить циркуляция воздуха. В дне емкости нужно сделать кран для удаления осадка.

Материалы и комплектующие

Еврокубы топикстартер приобрел дешево – три штуки по две тысячи рублей. Забегая вперед, можно отметить, что столь низкая цена связана со спецификой применения – емкости были из-под химических веществ (сырье для суперклея), пищевые стоят на порядок дороже. Остатки содержимого отчистили и утилизировали (отмывали бензином/ацетоном/растворителем на железном поддоне, слив сжигали, угли упаковывали и выбрасывали в мусор). Кроме кубов, для будущей установки aazinus купил:

Остальные доборы – все, что оставалось от строительства, это и утеплитель (ЭППС), и канализационные трубы (110 мм), и другая «мелочевка».

3.1 Безнапорная аэрации воды

Установки безнапорной аэрации используются для извлечения из состава воды чрезмерного количества железа, марганца, метана, сероводорода и других газов, а также, если превышены показатели мутность, цветность и присутствует неприятный запах. Считается одним из наиболее экологически чистых и безопасных способов фильтрации.

Системы безнапорной аэрации могут иметь различные габариты в зависимости от необходимой пропускной емкости, поэтому отлично подходят для использования как на дачах и загородных домах, так и на предприятиях с большим показателем потребления воды.

Принцип действия: поступающая из источника вода наполняет бак аэратора, рассеиваясь через специальные насадки (форсунки). Во время падения капли воды перемешиваются с атмосферным воздухом. На дно бака в дополнение подается воздух посредством мембранного компрессора. В результате взаимодействия молекул воды с молекулами кислорода, находящиеся в составе частицы двухвалентного железа окисляются до нерастворимого трехвалентного и вместе с марганцем переходит в твердое состояние. Аналогично путем окисления происходит преобразование серы до нерастворимой формы, таким образом, устраняется сероводород. Твердые частицы марганца, серы и гидроксида железа извлекаются затем с помощью мелкопористого фильтра либо обезжелезивателя воды.

В сравнении с другими видами аэрации, безнапорный способ обеспечивает продолжительное время для химической реакции воды и кислорода, благодаря чему полностью удаляется сероводород, а железо максимально окисляется.

Кроме того, в корпусе аэрационной установки всегда поддерживается определенное количество воды, что является преимуществом при остановке водоснабжения.

Конструкция безнапорной системы аэрации воды содержит следующие основные составляющие:

– аэрационный бак,

– воздушный коллектор,

– насосная станция,

– электромагнитный и дыхательный клапаны,

– мембранный компрессор,

– датчик уровня жидкости.

Вода в аэрационном баке не находится под давлением, поэтому на выходе из емкости оно создается с помощью насосной станции.

Сочетание безнапорной аэрации с дозированием реагентов (хлора, гипохлорита натрия и других) применяется в ситуациях, когда исходная вода содержит большое количество органических соединений. Показатели качества воды превышены и имеют следующие значения: содержание сероводорода более 2 мг/л, pH низкий и составляет менее 6,8, повышена перманганатная окисляемость, содержание сульфидов более 0,2 мг/л.

Вихревой компрессор для пруда

Для поддержания экосистемы пруда в воде должна быть достаточная концентрация кислорода. Если в силу каких-то факторов его становится мало, это может привести к гибели рыб и других организмов.

В таких случаях необходимо принудительное насыщение водоема кислородом. Для этой цели лучше всего подойдет вихревой компрессор, являющийся основой для системы аэрации пруда, который можно купить в нашем каталоге.

Принципиально процесс аэрация пруда мало чем отличается от аэрации аквариума с рыбками. Воздух подается в толщу воды аквариума мембранным микрокомпрессором через трубку, заканчивающуюся пористым аэратором. Пузырьки воздуха поднимаются к поверхности, насыщая воду кислородом.

В водоемах происходит все то же самое, только используются нагнетатели намного большей производительности.

Рис. 4. Аэрация пруда

Виды аэрации воды

Помимо способов увеличения концентрации воздуха, есть разделение еще по целому ряду параметров. Это и уровень сложности используемого оборудования, и характер применяемых реагентов. Но есть один фактор, который стоит особняком. Это метод подачи кислорода, и, в соответствии с ним, выделяют две схемы – перейдем к рассмотрению первой.

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)

Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)

Безнапорная

Краткая суть следующая:

• Жидкость поступает в бак через форсунки (специальные насадки), то есть с рассеиванием.
• Падая, капли перемешиваются с содержащимся в атмосфере воздухом.
• В то же время мембранный компрессор нагнетает кислород еще и на дне.
• Взаимодействуя, молекулы окисляются, и содержащиеся в воде растворенные формы выпадают в осадок и удаляются фильтрами.
• Рабочая среда откачивается при помощи насоса и поступает к конечным точкам потребления.

Установки, функционирующие по данному принципу, используются тогда, когда в жидкости присутствуют избытки солей, сероводород и метан, а также в случаях чрезмерной цветности и мутности или присутствия неприятного аромата.

Построенные на базе метода безнапорные системы отличаются между собой габаритами и производительностью, и если одни из них ориентированы на коттеджи и загородные дома, то другие удовлетворят нужды даже крупных промышленных предприятий. Они достаточно экологичны и безопасны, поэтому допустимо дополнять их возможности еще и реагентной очисткой – при наличии серьезного избытка органических соединений и/или низком уровне pH.

Переходим ко второй схеме.

Напорная

Самая распространенная технология – в силу своей экономической выгодности, быстроты реализации и полного отсутствия вреда для окружающей среды. Воплощается в жизнь следующим способом:

1. Вода забирается из источника, после чего подается на вход очистительной колонны через датчик потока.

2. Получив соответствующий сигнал, реле расхода запускает компрессор, который начинает нагнетать воздух в емкость через трубку.

3. Жидкость смешивается с газом и таким образом насыщается кислородом и льется в резервуар, находящийся под значительным давлением.

4. На протяжении 30 минут (или дольше) данная смесь отстаивается – для проведения окислительных реакций и выпадения осадка, – после чего пропускается через фильтры, поглощающие твердые частицы, и направляется к точкам потребления.

Или возможна другая схема:

• Рабочую среду набирают в объемную емкость, допустим, в специальную колонну.
• На уровне середины резервуара подают оксиген, который начинает подниматься.
• Доходя до верха, газ не только естественным путем запускает процесс аэрации, но и планомерно ускоряет его.

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

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

4.1 Применение для обезжелезивания и очистки от органических веществ

4.1.1     Напорная аэрация для удаления железа

Данный метод основан на том, что помимо окисления, происходящего в результате насыщения исходной воды кислородом, химическая реакция окисления ускоряется, благодаря катализирующим свойствам фильтрующей загрузки, входящей в схему очистки.

В качестве фильтрующей загрузки применяют природные сорбционные материалы, в составе которых, присутствует диоксид марганца: МЖФ, сорбент AC+MC, Birm и другие. Указанные вещества различаются между собой химическим составом и физическими параметрами, и эффективны в разных случаях в зависимости от качественных показателей исходной воды.  При этом они обладают одинаковым принципом действия: диоксид марганца провоцирует окисление железа и марганца, в результате которого образуются нерастворимые гидроксиды, осаждающиеся затем на гранулированных частицах загрузки.

Очищение воды от железа таким способом осуществляется по описанной далее схеме. В воду, которая подается на устройство аэрации, компрессором нагнетается воздух. Количество сжатого воздуха контролируется реле потока. Затем смешанная с воздухом вода поступает в аэрационную колонну, а избыток воздуха отводится с помощью воздушного клапана. После чего вода направляется в фильтр-обезжелезиватель, загруженный каталитическим материалом. При прохождении воды через очищающий фильтр с каталитическим наполнителем происходит окисление железа и осаждение его частиц на внешней части сорбционных гранул. Вымывание в дренаж осажденного железа реализуется при взрыхлении фильтрующего слоя обратным потоком воды.

4.1.2     Безнапорная аэрация для удаления железа

Безнапорная аэрация отличается от напорной тем, что не требует постоянного высокого давления воды в аэрационной емкости. Воздух в систему заводится с помощью аэратора (это может быть компрессор, эжектор и т.п.). В контактной емкости, представляющей собой герметичный корпус, вода насыщается кислородом и отстаивается. Затем с помощью центробежного насоса отстоявшаяся вода откачивается из контактной емкости и направляется на обезжелезиватель с каталитической загрузкой. Дальнейшая очистка происходит так же, как и в системе напорной аэрации.

4.1.3     Реагентное обезжелезивание с напорной аэрацией

Дает возможность кроме железа удалять из воды также и органические соединения. Принцип работы: посредством дозатора в воду поступает реагент – раствор гипохлорита натрия. Чтобы произошло максимальное окисление взаимодействие хлора и воды должно продолжаться около получаса или больше, этот процесс осуществляется в напорной емкости. Затем вода направляется в каталитический обезжелезиватель, где железо и другие примеси окисляются и осаждаются на поверхности фильтрующих гранул. Вымывание осадочных взвесей из фильтра происходит в результате взрыхления каталитического слоя обратным водным потоком. Остаточный хлор устраняется из воды с помощью сорбционных материалов на основе активированных углей.

4.1.4     Реагентное обезжелезивание с безнапорной аэрацией

Также, как и выше описанный метод устраняет из воды органику. Принцип работы: с помощью дозатора в воду поступает реагент – раствор гипохлорита натрия. Чтобы произошло максимальное окисление взаимодействие хлора и воды должно продолжаться около получаса или больше, этот процесс осуществляется в напорной емкости. Затем с помощью центробежного насоса отстоявшаяся вода откачивается из контактной емкости и направляется на обезжелезиватель с каталитической загрузкой. Дальнейшая очистка происходит так же, как и в системе напорной аэрации.