0

Аэрация воды в пруду

Аэрация воды – простая эффективная технология от финнов

Вода, используемая под разные бытовые и технические цели, обычно предполагает высокое насыщение кислородом, воздухом. Фактор естественного «проветривания» водной массы бассейнов, скважин, водоёмов и т.п., видится реальной необходимостью. Однако существующие ныне системы водной аэрации (поверхностные или нижние) характерны малой эффективностью и значительной энергоёмкостью. Инженеры-сантехники уже долгое время пытаются отыскать оптимальное решение. И вот в 2017 году финская компания представила миру интересный проект системы аэрации воды, который заслуживает рассмотрения.

Освоенная техника аэрации воды

Существующие системы поверхностной и нижней водной аэрации в основном используют технику подмешивания к неподвижной воде или без подмешивания путём создания низкой концентрации кислорода в атмосфере над бассейном. На практике реакционные газы переносятся обратно в воду.

Обработка водоёма с целью насыщения жидкости воздухом, что является необходимым условием для качественного природного баланса. Однако фонтанирование не даёт того эффекта, который требуется

Современные технологии процессов водной аэрации пытаются скопировать с оглядкой на процессы, происходящие в природе:

Часто применяется генерация пузырьков пропусканием сжатого воздуха через диффузоры, и даже генерация плазмы электрической дугой. Однако все существующие способы отмечены множественными недостатками.

Недостатки существующих систем

  1. Возможности снижения коэффициента растворения (К-фактор) зачастую не рассматриваются. В некоторых случаях К-фактор настойчиво стремятся увеличивать без какого-либо учёта результатов исследований.
  2. Потребление энергии в целом велико в силу того факта, что процесс растворения отделен от потока жидкости. То есть кинематическая энергия потока не используется.
  3. Зачастую аэрация воды производится для небольшой части обрабатываемой жидкости (на поверхности или на дне объёмных сосудов), в то время как основная часть жидкости остается пассивной.
  4. Огромный сосуд с пассивной жидкостью внутри непроизвольно становится питательной средой для различных бактерий, планктона, водорослей. Поддерживать чистоту объёмных сосудов крайне сложно и экономически накладно.
  5. Концентрация кислорода в воздухе над аэрационными сосудами низкая из-за сильной ферментации и биогазификации. При поверхностной аэрации воды биогазы растворяются в жидкости активнее кислорода по причине увеличенной сопротивляемости О 2 к растворению в жидкостях.
  6. Аэрация поверхностным способом становится бесполезной, когда над поверхностью воды отмечается высокая концентрация биогазов. Поверхность неподвижной воды в сосуде становится жестче и плотнее. Поверхностное натяжение усиливается, что увеличивает растворяющее сопротивление.
  7. Каскадная аэрация способствует активному отделению кислорода от воды. По этой причине содержание кислорода в воздухе над каскадной системой всегда выше, чем непосредственно в составе жидкости.
  8. Способствует снижению насыщаемости воды кислородом и технология прямого удара, которая достаточно часто применяется в условиях аэрации технических вод.

Обоснование эффективных процессов аэрации воды

Наиболее распространенная теория растворения газа путем диффузии может быть представлена в виде двух графиков

Графики процессов аэрации: А — стандартные условия; В — условия с финским модулем; 1, 2, 3, 4 — транспорт; 5, 6 — объёмная газовая факция; 7, 8 — объёмная жидкостная факция; 9,10 — коэффициент растворяемости; 11, 12 — взаимодействие

Согласно теории, факцию материала окружают тонкие пленки, что в принципе приводит к появлению сопротивления растворению. В стандартных случаях переход насыщения осуществляется от газа к жидкости.

Однако на практике возможны неблагоприятные реакции вкупе с композитами между слоями, что может вызвать изменение направления транспортировки.

При рассмотрении оксигенации или аэрации воды, эти процессы представлены как: ХПК (химическая потребность в кислороде) и БПК (биологическая потребность в кислороде).

Теоретически, газы транспортируются путем растворения в водах незамедлительно, когда сохраняются следующие условия:

  • молекулы расположены близко друг к другу;
  • сопротивление растворения снижается до минимума;
  • отсутствуют другие газы и примеси;
  • кислород вводится непосредственно в структуру аэрируемой воды;
  • организовано движение воды, подвергаемой аэрации;
  • растворяемая область остаётся равномерно чистой.

Аэрация воды по финской технологии

Модульное решение от финской компании SansOX – интересный вариант аэрации воды на новом технологичном уровне. Модуль аэрации легко доработать, смонтировать или удалить. Систему удобно обслуживать на всех этапах процесса аэрации воды.

Простое, но эффективное инженерное решение от финских специалистов в области сантехники и устройств, предназначенных для качественной обработки воды

Инженерное решение, получившее название «OxTube», интегрируется в любую систему, где есть потребность обработки пресной воды или очистки сточных вод, где требуются системы с полной водной оксигенацией и аэрацией.

Исследования и экспериментальные опыты показали: финская система «OxTube» насыщает воду кислородом быстрее и эффективнее, затрачивая меньше энергии, по сравнению с другими существующими системами.

Устройство «OxTube» может применяться с различными очистными сооружениями и естественными потоками воды. Инвестиционные затраты при этом относительно низки.

Есть смысл рассмотреть финский вариант аэрации воды ближе, чтобы иметь возможность оценить новую инженерную мысль.

Финский аэратор воды универсального назначения

Основной задачей для финских инженеров при разработке OxTube виделась задача увеличения К-фактора сопротивляемости растворению. Процессы растворения и жидкостной обработки исследовались в условиях их длительного и неэффективного применения.

Так удалось определить теоретические условия, а также оптимальную скорость растворения воздуха и кислорода в жидкости.

На основе полученных результатов финские инженеры создали модульную конструкцию аэрации воды, что на картинке ниже.

Аэрационный модуль: 1 — фланец на входе; 2 — промывочный штуцер; 3 — газовый эжектор; 4 — вихревая труба; 5 — газовый эжектор питатель; 6 — рассеиватель; 7 — газовый эжектор с модулем подачи; 8 — импульсный модуль; 9 — микро барботажный модуль; 10 — выходной фланец

Вода насыщается кислородом (озоном) непрерывно в течение 0,5-10 секунд в зависимости от назначения и технологических потребностей.

В большинстве случаев система «OxTube» способна принимать газы и химикаты путем подачи и / или всасывания, эффективно смешивать их и равномерно растворять ингредиенты в текущей транспортируемой жидкости.

Основные компоненты универсального аэратора

Инженеры SansOx разработали две новых конструкции эжекторов:

  1. Дроссельная заслонка.
  2. Прямоточный вихревой канал.

Благодаря прямоточному вихревому каналу обеспечивается эффективное осевое всасывание в центре потока. Оба эжектора равномерно смешивают жидкость, газ, ингредиенты.

Вихревой канал формирует спиральный поток. За счёт этого давление на поверхности трубы увеличивается, а в центральной области уменьшается.

Тем самым снижается турбулентность на трубной поверхности и осуществляется смешение на всасывании в центральной области потока.

Повышенное давление на поверхности трубы и пониженное давление в центральной линии делают смешивание более эффективным и ровным, чем обеспечивается высокоэффективное растворение

Импульсный модуль обеспечивает эффективное растворение сразу после того, как жидкость, газы, ингредиенты прошли стадию вихревой обработки.

Максимальная аэрационная способность достигается благодаря процессам подачи, смешивания и растворения. Кинетическая энергия потока используется для плотного сближения молекул на косых поверхностях импульсного модуля.

Барботажный модуль устройства состоит из трубки и направляющих пластин, сделанных из нержавеющей стали с отверстиями.

Микро-барботаж доводит процесс растворения до логической завершённости, а также выдерживает необходимый период времени для химических реакций в обработанной жидкости.

Преимущества финской системы аэрации

Устройство «OxTube» видится эффективным уникальным инструментом сантехники, способным эффективно растворять кислород и другие газы в воде и других жидкостях.

Схема с двумя эжекторами, газоотделителем и рециркуляцией нерастворённого газа: 1, 2 — вход воды; 3 — ввод кислорода; 4 линия рециркуляции; 5 — газовый насос; 6 — газоотделитель; 7, 8 — выход воды

Более того, технология также эффективна для растворения или смешения, к примеру, химикатов, коагулянтов и подобных веществ.

Благодаря модульности «OxTube» инструмент относительно легко приспособить для удовлетворения разнообразных потребностей. Общие преимущества включают:

  • быстрый и непрерывный процесс с растворением и перемешиванием;
  • постоянное качество процесса;
  • отсутствие необходимости в использовании внешней энергии;
  • простота обслуживания.

Модуль «OxTube» предоставляет лучший вариант экономии затрат на жизненный цикл. Экономия достигается за счет повышения эффективности, экономии времени, энергии, ингредиентов.

Также благодаря своей высокой производительности и постоянному качеству процесса, модуль видится экономичным инструментом. Отдельным преимуществом стоит отметить экономию на этапах инвестирования и обслуживания.

Система аэрации финских инженеров может настраиваться под широкий спектр потребностей в процессах вода / жидкость. При использовании O2 или O3 можно достичь уровней растворения кислорода выше 50 мг O2/л.

Результат работы двух разных технологий: 1 — стандартный малоэффективный способ; 2 — способ финских инженеров. Молочный цвет потока — косвенное подтверждение качественного насыщения жидкости кислородом

Конструкция допускает использование нескольких видов материалов для изготовления. Рабочий диаметр патрубков системы может варьироваться в пределах 16-200 мм.

Краткий функционал на четыре шага

Завершая обзор финской разработки для аэрации, можно всего в четыре шага расписать весь функционал системы:

  1. Вихревые и эжекторные модули генерируют

всасывание газа в поток воды. Происходит эффективное смешивание кислорода, воздуха или другого газа с водой или другой жидкостью.

  • Дисперсионный модуль генерирует сотни

    противодействующих водных вихрей, ускоряющих перемешивание. Закрученный водный поток направляется с высокой скоростью на импульсный модуль.

  • Импульсный модуль создает высокоскоростной импульсный поток на стенках, стимулируя быстрое растворение газа путем диффузии.
  • Наконец, микро барботажный модуль открывает своеобразную «зону отдыха», где стабилизируется эффект диффузии и выдерживается время идеального растворения.
  • Простая, эффективная и действительно экономически целесообразная аэрация. Имеются все основания повторить финский опыт аэрации!

    Аэрация воды – простая эффективная технология от финнов
    Аэрация воды по-фински или обзор инновационной технологии очистки жидкостей и растворения в них газов. О системе эффективной аэрации финского производства

    Что это такое?

    Аэрация воды в аквариуме – это перемещение слоёв воды из-за которого жидкость становится богата кислородом. Во время этого процесса воздух продвигается через воду и расщепляется на маленькие пузырьки, которые, взаимодействуя с наполнением водоёма, обогащают воду кислородом. Количество пузырьков прямо пропорционально количеству вырабатываемого воздуха и тому, как быстро он распространяется в воде.

    Она нужна, чтобы достичь следующих целей:

    1. Обогащение воды кислородом для стабильного функционирования и жизни всех жителей водоёма.
    2. Создание умеренных вихревых потоков и перемешивание слоёв воды. Кислород усваивается лучше, а углекислый газ ликвидируется быстрее. Токсичные газы не накапливаются.
    3. Если сочетать этот процесс с нагревательными приборами, то это поможет избежать резких перепадов температуры.
    4. Создаются течения, которые нужны для жизни некоторым видам рыб.

    Если в аквариуме находятся множество растений, то аэрация может быть лишней. Растения могут самостоятельно справляться с удалением излишек углекислого газа.

    Что влияет на количество кислорода?

    Список свойств, которые воздействуют на концентрацию кислорода:

    1. Температура воды – тёплая вода показатель большого количества кислорода, и наоборот. Температура выше нормы влияет на ускорение процессов жизнедеятельности у рыб. Из-за этого их нужда в кислороде растёт тогда, когда его концентрация в воде падает. Эта проблема решается путём интенсивной аэрации.
    2. Растения могут успешно вырабатывать кислород без фильтров. Но нужно иметь в виду, что ночью они пользуются им и создают углекислый газ. Получается, что днём, за счёт работы растений, кислородом питаются рыбы, а ночью всем живым организмам приходится бороться за воздух.
    3. Улитки и другие существа могут повлиять на количество кислорода в резервуаре. Ту же самую задачу выполняют и бактерии. Потребление бактериями кислорода важно, потому что это приносит пользу. Если органических отходов слишком много, то количество бактерий возрастёт, они начнут расходовать больше кислорода. Количество отходов также зависит и от того, сколько улиток находится в аквариуме.

    Какие существуют приспособления для этого?

    Аэрация бывает природной – происходит за счёт растений и улиток, и искусственной. Она происходит за счёт воздушных компрессоров и специализированных помп.

    Компрессор

    Компрессор прогоняет кислород вглубь воды, он идёт по трубкам и оказывается в распылителе.

    Там он делается маленькими пузырьками, которые затем расходятся по всему объёму воды.

    Компрессоры различаются характеристиками. Это мощность, производительность, глубина прокачки воды.

    Система компрессора устроена таким образом:

    1. Системы воздуховодных трубок.
    2. Переходников.
    3. Обратных клапанов.
    4. Распылителя.

    Рекомендуется ставить компрессоры недалеко от нагревателей. Так вы избежите создания различных температурных зон в аквариуме. Шум и вибрация являются главными недостатками использования компрессора.

    Как сделать аэратор своими руками?

    Если нет средств купить компрессор, то его можно заменить самодельным и первое время использовать его. Чтобы сделать такое устройство нужен опыт, иначе это может привести к замыканию в воде. Такой итог опасен для рыб и человека.

    Если вы решили сделать компрессор своими руками, то при создании чётко следуйте инструкции:

    1. Возьмите небольшой электронагреватель, подсоедините его к электрической цепи. Мощность устройства не должна превышать 12 вольт. Если потребуется (например, отключат электричество), то вы сможете подключить прибор к батарейке или аккумулятору. К двигателю подсоедините эксцентрик. Это нужно для того, чтобы помпа двигалась. С помощью неё осуществляется циркуляция воды, что обогатит её кислородом. Это устройство работает бесшумно.
    2. Второй способ осуществляется при помощи магнита. Электромагнитный пускатель должен быть в 50 Гц частоты, если напряжение составляет 220 вольт. Присоедините к электромагниту помпу. Из-за его воздействия мембрана начнёт двигаться с той же частотой. Воздух пропускает помпу, и вода насыщается кислородом. Этот компрессор отличается шумной работой.

    Покупка

    Сейчас продаются различные виды аэраторов для аквариумов. Нужно, чтобы он имел достаточную мощность (0,5 литров на 1 час воды). Аэратор с таким показателем может работать с керамическим распылителем, который вырабатывает мелкие пузырьки, а это полезно для жителей аквариума.

    Каждая модель компрессора обладает своими характеристиками. Важно правильно подобрать компрессор, который бы удовлетворял все требования.

    Если аквариум находится в людной комнате, подбирайте бесшумное устройство, также обращайте внимание на наличие плавной регулировки потока подачи воздуха. С помощью такой регулировки можно без затруднений установить на компрессор любой фильтр и распылитель.

    Важен размер компрессора. Если объём аквариума больше 100 литров, приобретите двухканальный поршневой компрессор с низковольтным питанием (12 вольт). Это нужно, чтобы при необходимости подключить прибор даже к автомобильному аккумулятору.

    Компрессор для аэрации можно купить в специализированных магазинах, а также через интернет. Средняя цена компрессов в Москве и Санкт-Петербурге составляет около тысячи рублей.

    Трубки с воздуховодами являются главными составляющими компрессора. Они должны иметь особые характеристики. Приобретайте трубки из хлорвинилового материала или синтетического каучука. Не устанавливайте в аквариум трубки из медицинского жгута, чёрного или красно-желтоватого цвета. Они опасны для жителей аквариума. Следите, чтобы аэрация выполнялась постоянно и чтобы трубки не имели изгибов, которые могут мешать воздуху попасть в аквариум.

    Важно правильно выбрать насадки для компрессора. От них зависит внешний вид аквариума, качество аэрации и безопасность живых существ в вашем водоёме. Распылитель не должен вырабатывать вредных веществ. Для таких целей используют абразивные камни или песчаник. Также хорошо подходят деревянные насадки, керамические и пористые синтетические.

    Оксидатор

    Аэрация воды с компрессором без электричества невозможна. В домах, где наблюдаются перебои с электричеством, лучше использовать оксидатор, или камень для аэрации. Он состоит из ёмкости из стекла, пластиковой крышки с отверстиями, катализатора и основания.

    Этот прибор насыщает воду кислородом постепенно. Такое устройство требует замены время от времени. Он слабее, чем компрессор, но если поверхность аквариума небольшая, а растений много, то оксидатор может стать единственным способом аэрации. Также он абсолютно бесшумен и подавляет болезнетворные бактерии в аквариуме.

    Фильтр с аэрацией (помпы)

    В небольших аквариумах лучше использовать внутренние фильтры, которые, вместе с тем, выполняют и аэрацию воды. Устройства выглядят как система, состоящая из помпы, фильтрующего материала и специальной трубки.

    Помпы пускают воду через губку и засасывают воду из трубки. Кислород перемешивается с водой и в виде маленьких пузырьков поступает в водоём. Таким образом осуществляется бесшумная очистка воды, но, если аквариум загрязнён, то она делается слабее.

    Если Вы используете помпы, то заметите, что они перемешивают воду быстрее, чем компрессоры. В них имеется встроенный фильтр, а воздух всасывается через специальный шланг, который находится на поверхности.

    Этот способ станет единственным способом аэрации при своевременной чистке аквариума.

    admin

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *