Аэрация и удаление растворённых газов

Цель

Насыщение воды кислородом. Удаление растворённых газов, таких как: метан, сероводород, диоксид углерода и летучих органических соединений.

Описание процесса

Аэрация - процесс насыщения воды воздухом или чистым кислородом с целью удаления растворённых газов в атмосферу. В зависимости от типа растворённого газа массообмен между жидкостью и газом может происходить сравнительно быстро (например, метан из воды в атмосферу) или медленно (например, сероводород из воды в атмосферу). Применяются следующие методы аэрации:

Каскадная аэрация: водный поток падает с высоты 1-4 м, расстояние между ступенями: 0,3-0,5 м. Нагрузка на водослив каскада 20-50 м3/м/час

Донная аэрация: при этом способе воздух подается в воду через равномерно уложенные на днище резервуара аэраторы (диффузоры). Отношение воздух/вода колеблется от 1 до 12. Глубина аэрационного резервуара 3 - 5 м. Время пребывания воды в резервуаре 5-30 мин

Барботаж: при этом способе большое количество воздуха попускается через тонкий слой воды. Отношение воздух/вода, колеблется от 100 до 300. Количество подаваемого воздуха 5-10м/час/м

Напорная аэрация: сжатый воздух или чистый кислород вводятся в напорную трубу или
фильтр. Количество подаваемого сжатого воздуха: 0,1-0,3 м /м воды. При использовании чистого кислорода расход составляет 75-90% от указанного выше.
Метод аэрации должен выбираться в зависимости от требуемой степени удаления
загрязняющего компонента с учётом как жёсткости и щёлочности очищаемой воды, так и физических условий. Удовлетворительное удаление растворённых газов требует хорошей вентиляции помещения, где установлено оборудование. Для расчёта этого метода используются главным образом эмпирические методы.

Предварительная обработка

Грунтовые воды: не требуется .
Поверхностная вода: процеживание (дезинфекция). Удаление растворённых газов из воды
поверхностных источников обычно не требуется.

Эффективность

Каскадная или напорная аэрации эффективны только в том случае, если очищаемую воду требуется только насытить кислородом. При аэрации максимально возможная концентрация растворённого кислорода ориентировочно 11мг/л при 10 С и нормальном атмосферном давлении; при вводе чистого кислорода при идентичных условиях теоретически можно достичь концентрации около 50мг/л. Если содержание метана, сероводорода или агрессивного диоксида углерода соответственно более -0,1; 0, 5; 5 мг/л - не рекомендуется использовать напорную аэрацию.

Эксплуатация

Воздух после аэрации, содержащий летучие органические компоненты, перед выпуском в атмосферу должен быть подвергнут очистке на фильтре с активированным углем. Методы аэрации по удельному расходу электроэнергии (кВт час/м3) можно расположить в следующем порядке: каскадная аэрация -0,01< донная аэрация -0,01-0,2< барботаж >0,2.

Преимущества

Капитальные затраты для напорной аэрации невелики.
Каскадная аэрация - простой и экономичный процесс.
Донная аэрация удаляет меньше диоксида углерода по сравнению с барботажем,
следовательно, осаждение углекислого кальция в последующих процессах будет менее
интенсивным.
Барботаж - весьма эффективный процесс.

Недостатки

Удаление диоксида углерода влечёт за собой увеличение рН и способствует осаждению карбоната кальция в последующих процессах.

Оборудование

Напорная аэрация (подача чистого кислорода): герметичная ёмкость, дозирующее
устройство.
Напорная аэрация (подача воздуха): компрессор, дозирующее устройство.
Каскадная аэрация: каскад.
Донная аэрация: воздуходувка, резервуар аэрации, диффузоры (аэраторы).
Барботаж: воздуходувка, перфорированные пластины.

Специальные вопросы эксплуатации

Необходимо периодическая ревизия оборудования.

Разное

Системы аэрации в состав которых входят аэраторы/диффузоры могут быть использованы для ввода озона.