Аэрация (барботаж) или процесс насыщения кислородом воды

Другие статьи

Аэрация (барботаж) – процесс насыщения жидкости кислородом через распределительные устройства. Аэрация очень широко применяется во многих отраслях народного хозяйства. Но наиболее активно барботаж используется в водоподготовке и очистке сточных вод.

Насыщение воды кислородом воздуха (или аэрация) является основой процесса очистки стоков в биологических очистных сооружениях. Резервуары, в которых происходит аэрация, носят название аэротенки. В них создаются комфортные условия для жизнедеятельности микроорганизмов и бактерий, а именно поддерживается оптимальная концентрация растворённого кислорода. Благодаря барботажу, при поступлении стоков происходит постепенное образование из субстрата хлопьев активного ила. В дальнейшем на нём развиваются колонии кислородпотребляющих бактерий и микроорганизмов, которые осуществляют переработку сложных жиров, мочевины и других загрязняющих сложных веществ в более простые (например, уходящий в атмосферу азот). Это показывает значимость процесса аэрации, так как без аэрации, без растворения кислорода очистка будет проводиться только за счёт осаждения и процессов гниения. Важность аэрации объясняет стремление исследователей как можно глубже изучить этот процесс, рассчитать оптимальные конструкции аэраторов и подобрать наиболее подходящие материалы для данных устройств.

В настоящее время в промышленных масштабах используются полимерные аэраторы, эжекторные аэраторы и аэраторы на базе плоских пластин из пористых материалов. Для более быстрого и равномерного (по объёму резервуара) насыщения сточной воды кислородом необходимо уменьшать исходящий из аэратора пузырёк воздуха и оптимально распределять аэрирующую поверхность по резервуару. Кроме того, очень важно так подбирать материал и конструкцию, чтобы при барботаже взвешенные вещества не проникали в воздуховоды и не адсорбировались (плотно осаждались) на поверхность аэратора, т.е. не забивали поры.

Опыт показал, что оптимальным условиям соответствуют аэрационные устройства на основе пористых полимерных плёнок, натянутых на перфорированные трубы или кольцевые конструкции. Применяемый полимерный материал эластичен, стоек к гидролизу и воздействию микроорганизмов. Перфорация, как правило, наносится лазером или химическими методами. Лазерная перфорация позволяет получить микроскопические отверстия одинакового размера, что в свою очередь ускоряет процесс насыщения в аэротенках.

На фотографиях запечатлены процессы мелкопузырчатой (левая) и крупнопузырчатой аэрации. На левом снимке пузырьки в виде сфер, а на правом они неправильной формы из-за сопротивления среды. Растворимость кислорода выше в режиме мелких пузырьков в два раза.

Другие статьи