Системы аэрации воды

Аэрационные колонны для обезжелезивания

В системах водоочистки, питающихся из подземных водозаборов, аэрационные колонны для обезжелезивания воды используют для удаления растворенного сверхнормативного марганца, железа, а также присутствующих в жидкости токсичных газов, фильтрация которых другими методами сопряжена с техническими сложностями, недостаточной эффективностью и высокими затратами. Метод рассчитан на обработку значительных объемов исходной жидкости с экстремально высоким содержанием тяжелых металлов для автономного технического или питьевого водоснабжения. При небольших габаритах и минимальном обслуживании установок технология позволяет получать соответствующую нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 воду, безопасную для человека, инженерных систем и бытовой техники.

Принцип действия и устройство аэрационной колонны

Метод базируется на химической реакции окисления растворенного двухвалентного железа при контакте с атмосферным кислородом до трехвалентной нерастворимой формы Fe₃+, образующей хлопьевидный осадок рыжего цвета. Принцип работы аэрационной колонны состоит в интенсификации естественного окислительного процесса за счет насыщения воздухом изначально бедной кислородом скважинной воды. Полученный осадок отфильтровывается на дальнейших этапах очистки специальными загрузками, выполняющими функции фильтрующего материала и катализатора одновременно.

В зависимости от химического состава исходной жидкости, а также объема водопотребления используют две технологические схемы. Блоки напорной аэрации конструктивно состоят из следующих узлов:

• аэрационной колонны – заполняемой водой и воздухом контактной емкости;
• компрессора – подающего воздух под давлением;
• воздушного клапана – для сброса газо-воздушной смеси;
• реле потока – подающего сигнал на включение компрессора;
• запорной арматуры;
• манометра.

Подача воздуха осуществляется пропорционально расходу из водопровода, фиксируемому реле. При превышении давления сети клапан наверху колонны аэрации открывается для сброса воздуха или других содержавшихся в жидкости газов. Вода проходит через фильтр с каталитической загрузкой, задерживающий окисленный осадок марганца и железа. При такой технологии напор в подающей магистрали, а также питьевом водопроводе остается неизменным.

При безнапорном методе вода подается в бак-аэратор через форсунки, а воздух – компрессором, что увеличивает площадь контакта двух сред. Для поддержания наполнения емкости используются датчики уровня и электромагнитный клапан, а для подачи воды потребителю – дополнительный насос.

Сфера применения

Оба метода при сравнительно невысокой цене оборудования показывают действенные результаты очистки скважинной воды от сложных загрязнений в системах водоподготовки загородных домов:

• удаляют растворенный сероводород, вызывающий интенсивную коррозию металла, раздражение слизистой, отек легких у человека;
• улучшают органолептические свойства – цветность, запах, вкус;
• нормализуют содержание марганца и железа, при превышении ПДК вызывающих аллергию, заболевания крови, нарушения репродуктивной функции;
• насыщают потребляемую воду кислородом;
• создают предпосылки для лучшей биологической очистки.

Безнапорная технология эффективнее при удалении из исходной жидкости растворенного аммиака, сероводорода, напорная – для выведения тяжелых металлов.

Особенности выбора колонн аэрации

При проектировании систем водоочистки из скважинных водозаборов следует исходить из характеристик воды на основе химического анализа, выполненного в сертифицированной лаборатории. Наиболее эффективно использование аэрации при концентрациях железа не более 15 мг/л, а сероводорода – не выше 0,5 мг/дм₃. Непосредственно влияют на качество очистки ряд других параметров:

• уровень pH – должен быть выше 6,8 при удалении железа и находиться в пределах 8–9 для очистки от сверхнормативного марганца;
• оптимальное значение перманганатной окисляемости при устранении превышений трехвалентного железа – не более 0,15 мг/л;
• количество свободного хлора выше 0,5 мг/л, а также значительное содержание органики, полифосфатов и нефтепродуктов плохо совместимо с загрузкой Birm Regular.

Для больших объемов водоочистки лучше использовать безнапорную аэрацию. При незначительном водопотреблении рекомендуется безреагентное обезжелезивание с кислородом в качестве основного окислителя. Также необходимо учитывать размер установки, которая должна размещаться в помещении со свободным доступом для обслуживания.