Аэрация воды в аквариуме – необходимая мера для поддержания жизнедеятельности рыб и других питомцев, проживающих в водной среде. Аэрация способствует обогащению воды кислородом, нехватка которого приводит к гибели всех обитателей домашнего водоема.
Нужна ли аэрация в аквариуме?
Начинающие аквариумисты задаются вопросом, для чего нужна аэрация воды в аквариуме. Ответ на него предельно прост, если вникнуть в суть процесса. Движение воды, и как следствие ее обогащение кислородом, в естественных условиях обеспечивается ветрами и подводными течениями, домашний аквариум лишен таких привилегий. Но, его обитатели не меньше своих свободных собратьев нуждаются в кислороде. И это не единственная задача, с которой справляется аэрация, помимо своего основного предназначения. Искусственные вихри:
- смешивают слои воды по вертикали и горизонтали, и как следствие выравнивают температуру (особенно это актуально для аквариумов, в которых вода подогревается);
- имитируют природные условия (необходимые для многих видов рыб);
- увеличивают проточность грунта;
- способствуют нормальной жизнедеятельности почвенных бактерий, которые являются нейтрализаторами органических остатков;
- разрушают бактериальную пленку на поверхности воды.
Нужна ли аэрация в аквариуме с растениями?
Почти каждый домашний водоем заселен растениями, которые вырабатывают кислород. Действительно, растения выделяют кислород, но в ночное время суток они его поглощают, про это нюанс не стоит забывать. Поэтому ночью «заработать» асфиксию рискуют все обитатели водоема. Особенно необходима дополнительная аэрация в аквариуме с растениями в случаях если:
- последних в водоеме мало, а рыб много;
- в небольшом аквариуме содержится большое количество особей;
- среди обитателей значатся рыбки, которым для жизнедеятельности необходимо воссоздать условия максимально приближенные к природным.
Аквариум без аэрации
Обязательна ли аэрация в аквариуме, ответ на это вопрос очевиден, поскольку рыбы, как все живые существа на нашей планете нуждаются в кислороде. Поэтому аэрация воды в аквариуме должна осуществляться должным образом как днем, так и в ночное время суток. Обогащать воду кислородом можно посредством насаждения растительности и механическим путем при помощи установки специальных приборов.
Можно ли отключать аэрацию в аквариуме?
Большинство приборов, создающих воздушные потоки в резервуарах, работают шумно, но выключать их даже на ночь нельзя. Ведь растительность, работающая на благо обитателей водоема днем, с наступлением темноты превращается в активного потребителя кислорода. В результате прекращения фотосинтеза расход кислорода увеличивается и вскоре рыбы и другие гидробионты начинают испытывать асфиксию. В связи с этим, ответ на вопрос, какой должна быть аэрация в аквариуме, подразумевает лишь один ответ – постоянной.
Как происходит аэрация воды в аквариуме?
Правильная аэрация аквариума – включает комплекс мер. Это обилие растительности, благотворно сказывающейся на микроклимате водоема, и использование аэрирующих устройств. Принцип действия этих приборов схож, создавая воздушные вихри и потоки они улучшают абсорбцию кислорода из прилегающих к водной глади слоев атмосферы. Чем мельче и интенсивней пузырьки, вырабатываемые устройством, тем лучше осуществляется аэрация воды в аквариуме. Проверенными и безопасными приборами считаются:
- воздушные компрессоры;
- специализированная помпа для аэрации аквариума;
- очистительные фильтры с функцией подкачки воздуха;
- грунтовые фильтры.
- производят очистку грунта и воды;
- регулируют температуру;
- при необходимости меняют химический состав воды.
- в очистных водопроводных сооружениях с целью удаления из воды гидроокиси железа, свободной углекислоты и сероводорода;
- в сооружениях биологической очистки сточных вод (аэротенках, аэрофильтрах, биофильтрах) для обеспечения жизнедеятельности микроорганизмов (аэробных бактерий), осуществляющих процесс минерализации растворённых в сточных водах органических веществ и других загрязнений.
- производительность аэрационных систем по кислороду (выражается в кг растворенного кислорода на 1 м3 аэрируемого объема);
- количество введенного кислорода за 1 час (выражается в кг растворенного кислорода в час);
- удельное количество введенного кислорода (выражается в кг растворенного кислорода на кВт затраченной энергии);
- эффективностью растворения кислорода (выражается в % от массы введенного кислорода, который действительно растворился к массе кислорода, поданного компрессионной установкой).
- Установки безнапорной (упрощенной) аэрации воды, в которых происходит распыление исходной воды в окислительном баке (контактной емкости).
полнительно можно осуществить аэрацию с помощью компрессора, подающего воздух в толщу воды через мелкопузырчатые аэраторы. Благодаря этому вода в окислительном баке перемешивается, что ускоряет процесс окисления железа и газов. Поскольку в безнапорной аэрационной станции происходит разрыв струи воды, то после нее необходимо ставить насосную станцию для поднятия давления до необходимой величины (2,5 – 4 атм.). На дне окислительного бака постепенно накапливается слой окислившегося железа, который необходимо периодически удалять (2 – 4 раза в год). - Установки напорной аэрации воды, в которыхаэрация осуществляется путем нагнетания сжатого воздуха в аэрационную колонну или окислительный бак при помощи компрессора, при этом отделяемые от воды газы и избыток воздуха отводятся из аэрационной колоны через воздухоотделительный клапан. По сравнению с безнапорной аэрацией в данном случае не требуется дополнительный насос для повышения давления, аэрационная колонна монтируется непосредственно в магистраль водопровода, уменьшаются габариты установки, но производительность и эффективность аэрации несколько хуже, поскольку меньше время контакта воды с воздухом.
- поглощение кислорода из атмосферы (абсорбция);
- выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза;
- поступление в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно пересыщены кислородом.
- Разрушение химических и межмолекулярных связей в растворяющихся газах, требующее затраты энергии. Энтальпия системы при этом растет: ∆H1 > 0;
- Химическое взаимодействие растворителя с растворяющимся веществом, вызванное образованием новых соединений – сольватов (или гидратов), сопровождающееся выделением энергии. Энтальпия системы при этом уменьшается: ∆Н2 < 0;
- Самопроизвольное перемешивание раствора или равномерное распределение сольватов (гидратов) в растворителе, связанное с диффузией и требующее затрат энергии. Энтальпия системы при этом растет: ∆Н3 > 0.
- в чистой (дистиллированной) воде;
- при температуре 20оС (в некоторых странах при 10оС);
- при стандартном атмосферном давлении – 760 мм мм.рт.ст. (0,101308 МПа);
- концентрации растворенного кислорода 0 мг/л.
- Безопасность: в воду не добавляются никакие сторонние химические вещества, которые могут принести вред человеческому организму;
- Стоимость процесса аэрации, в сравнении с методами дающими идентичный результат, достаточно низкая: финансовые затраты требуются лишь на закупку оборудования, и на последующую оплату электроэнергии для работы машин;
- обезжелезивание аэрацией может проводиться для больших объемов жидкости одновременно;
- Улучшение вкусовых качеств воды вследствие обогащения её кислородом;
- Возможность полной автоматизации работы;
- Безопасность для экологии: поскольку аэрация не предусматривает использование каких-либо химических реагентов, по завершению процесса отсутствуют отходы из химикатов, которые нужно как-то утилизировать.
- Напорная аэрация;
- Безнапорная аэрация;
- Эжекторная аэрация.
- Колонна для аэрации (герметичный баллон объемом от 100 до 500 литров)
- Компрессор высокого давления;
- Датчик потока воды ;
- Датчик уровня давления;
- Оголовок колонны, укомплектованный специальным клапаном для сброса внутрибаллонного давления;
- Насос для дозировки;
- Канистра для хранения окисляющих реагентов;
- Блок автоматического управления насосом.
- Напорная обработка воды (давление внутри системы составляет от 2 до 6 атмосфер) гарантирует её максимальное взаимодействие с кислородом и, как следствие, наилучшее окисление железа.
- Баллоны для напорной аэрации достаточно компактны, такие устройства могут быть применены в бытовом использовании;
- При выходе не происходит потери давления воды в водопроводе;
- Рабочая емкость (герметичные бак объемом от 400 до 700 л.);
- Форсунки для распыления воды;
- Низконапорный компрессор и набор аэраторов, для подачи кислорода в водный слой;
- Насос для увеличения давления выходного потока;
- Гидроаккумулятор ;
- Блок управления системой.
- Высокая производительность (можно обрабатывать около 5 тыс куб.метров воды за сутки)
- Обезжелезивание аэрацией воздействует не только на молекулы железа, но и на марганец с сероводородом.
- Необходимость дополнительного оборудования для поддержания нормального давления потока воды в трубопроводе, вследствие чего повышается уровень шума всей системы, так как насос довольно громко работает;
- Отсутствие самоочищения системы, (если вы не будете выполнять регулярную очистку бака своими руками, в осевшем слое железа и серы могут развиваться вредные бактерии);
- Большие размеры оборудования.
- Насыщение кислородом. Кислород помогает удалить из воды железо и другие металлы, окисляя их;
- Удаление сероводорода. Благодаря этому, она перестает иметь неприятный запах;
- Удаление радона. Радон – газ, который часто содержится в подземных водах.
- Компрессор. Используется для подачи воздуха в аэрационную колонну или трубопровод. Включение компрессора осуществляется автоматически при получении сигнала от датчика, контролирующего поток. Таким образом предотвращается наличие излишнего количества воздуха в системе, когда водный поток отсутствует. Обычно в такой системе аэрации имеется как минимум два компрессора, они включаются поочередно, что помогает избежать перегрева;
- Аэрационная колонна. Представляет собой фильтр из пластика, предназначенный для подачи воды и распределения воздуха. Снабжается манометром и воздухосборным клапаном;
- Аэрационная труба – это отрезок трубы, предназначенный для присоединения к трубопроводу. В ней имеется разъем для подведения сжатого воздуха. Диаметр такой трубы должен быть больше, чем диаметр трубопровода, к которому она присоединяется. Аэрационная труба удобна в использовании для аэрации больших объемов;
- Центробежный сепаратор. Это прибор, который необходим для выведения излишков воздуха после процесса аэрации. Также с его помощью вода очищается от механических примесей в виде осевших частичек ржавчины, песка и тому подобных. Принцип его работы основан на использовании центробежной силы. Вода в нем закручивается и прижимается к краям, а воздух, так как он более легкий, остается посередине. В верхней части сепаратора имеется воздухоотвод, с помощью которого и выводятся излишки воздуха.
- Безнапорная аэрационная емкость. Она может иметь объем 450, 700 или 1000 литров. Вода в нее попадает через специальные форсунки. В емкости имеется поплавковый датчик уровня, по сигналу которого подача после достижения необходимого уровня прекращается;
- Распылитель. Распылитель монтируется в аэрационную емкость. Именно с его помощью вода подается в емкость, где происходит аэрация. Вода подается мелкими каплями и падает с высоты около 1 метра;
- Компрессор. Как и в напорной аэрации, для подачи воздуха используется компрессор. Низконапорный компрессор позволяет выполнить глубокую аэрацию воды, при этом имеет невысокую стоимость;
- Насос второго подъема. Необходим для подъема воды после аэрации из аэрационной емкости. Он подает воду на фильтры для того, чтобы провести процесс дальнейшей очистки.
- Экволс. Данный производитель предлагает большой выбор фильтров и систем очистки воды для загородных домов. Для аэрации воды из скважины существуют системы Элит и Комфорт. Система Экволс Элит содержит в себе фильтр для смягчения воды, аэрационный модуль, фильтр обезжелезивания, фильтр для удаления цвета, запаха и органического осадка, систему защиты от протечек. Фильтрационно-окислительный модуль имеет автоматическое управление. Несколько ниже цена системы Экволс Комфорт, которая имеет модуль с ручным управлением;
- Экодар. Имеется три варианта станций очистки воды: стандарт, премиум и элит. Различаются они между собой количеством и качеством фильтров для очистки воды, и, соответственно, стоимостью оборудования;
- Гидровел. Данная фирма-производитель предлагает различные фильтры и аэраторы для воды из скважин. Возможны различные комплектации в зависимости от качества воды в скважине и требуемой производительности.
- Аквафор. В оборудовании данного производителя используется специальная форма, предотвращающая развитие микроорганизмов в системе. Кроме того, система имеет множество различных фильтров, помогающих значительно улучшить качество и вкус воды;
- Барьер. Такая система очистки имеет более низкую цену по сравнению с конкурентами, но она не имеет системы защиты от протечки, а также проигрывает в дизайне.
- Гейзер. Системы очистки для больших объемов сильно загрязненных вод – Гейзер-ТВТ, может использоваться вплоть до очистки сточных вод. Ее мобильная версия имеет меньшие размеры и может использоваться для очистки и аэрации воды из скважин в частных домах и коттеджах.
- Для взятия пробы нельзя использовать металлические ёмкости, следует брать тару из стекла или пищевого пластика. Как вариант – пластиковые бутылки, но только те, в которых была минеральная вода. Бутылки из-под напитков не подходят, поскольку красители, осевшие на внутренних стенках, не смоются даже горячей водой.
- Максимальный объём ёмкости составляет 1,5 литра.
- Перед взятием пробы, ёмкость несколько раз нужно сполоснуть горячей водой. Стеклянную тару можно обдать кипятком. После чего один раз сполоснуть водой, которую нужно взять на анализ. Химические очищающие средства (даже обыкновенная сода) могут существенно изменить результаты, а поэтому применять их нельзя.
- Перед самым взятием пробы нужно дать воде пробежать в течение 20 минут. Это позволит устранить застои в трубах и избавиться от металлических частичек.
- Набирать воду следует тонкой струёй, чтобы не попал воздух, для исключения побочных химических реакций.
- Ёмкость нужно заполнить полностью, а при завинчивании пробки можно слегка надавить на тару, чтобы лишний воздух вышел.
- Ёмкость нужно положить в пакет, который не пропускает свет и донести до сдачи в течение трёх часов не позднее. Если выпал выходной день, то пробу в этом же пакете следует положить в холодильники хранить до следующего анализа, но не более чем два дня.
- безнапорная аэрация;
- напорная аэрация.
Способы аэрации воды в аквариуме
Система аэрации в аквариуме определяется объемом резервуара, количеством обитателей, температурой воды и окружающей среды. Оптимальным вариантом для больших и высоких аквариумов считаются мощные компрессоры, способные прокачивать воду на глубине. Для небольших водоемов подойдут специальные фильтры, которые справляются с функцией эффективной аэрации воды в аквариуме. Оба устройства нуждаются в бесперебойном питании от электросети.
Фильтр с аэрацией для аквариума
Замкнутый водоем с большой плотностью население нуждается в искусственном поддержании биологического равновесия. С этой задачей частично справляется фильтрация воды. Осуществляется она посредством специальных приспособлений, которые отличаются принципом очистки. Условно фильтры можно разделить на механические, биологические, внутренние и внешние.
Особенно востребованы в небольших резервуарах внутренние фильтры, параллельно выполняющие аэрацию воды. Устройства представляют собой комплекс, состоящий из помпы, фильтрующего материала и специальной трубочки. Помпы гонят воду через губку и засасывают воздух из трубочки. Последний в диффузаторе смешивается с водой и в виде мельчайших пузырьков поступает в резервуар. Так осуществляется практически бесшумная аэрация аквариума, которая ослабевает по мере загрязнения фильтра. Аэрация воды в круглом аквариуме также может проводиться посредством этого приспособления.
Компрессор для аэрации воды в аквариуме
Решение для тех, кто задается вопросом, как сделать аэрацию в аквариуме безупречной. Компрессоры востребованы среди опытных и начинающих аквариумистов. Эти приспособления обеспечивают равномерный теплообмен между слоями и хорошую аэрацию. Компрессоры бывают поршневыми и мембранными. Последние создают много шума, а их мощности не хватает для прокачки больших объемов. Поршневые устройства не прельщают своей стоимостью, но в плане качества работы претензий к ним нет.
Компрессоры дополняются шлангами и распылителями, возможна регулировка давления посредством зажимов или специальных вентилей. Устанавливаются устройства выше уровня воды – это необходимая мера, чтобы предотвратить слив воды при случайном выключении или разъединении воздуховода. Для устранения шума устройство помещают в шумоизолирующую коробку или относят его в другое помещение (возможно при оснащении мощного компрессора длинным шлангом, который прокладывает под плинтусом).
Ассортимент современных компрессоров позволяет удовлетворить требования по отношению к количеству воспроизводимых децибел самых привередливых любителей экзотических рыбок. Полностью бесшумная аэрация воды в аквариуме возможна при использовании пьезоэлектрического прибора. Миниатюрный компрессор не производит шум и может устанавливаться в любом месте.
Камень для аэрации аквариума
Не стоит забывать, что аэрация аквариума без электричества в случае с компрессором невозможна. Поэтому в домах, где перебои с электропитанием не редкость целесообразно рассмотреть вариант обогащения водоема кислородом с помощью оксидатора. Это не примечательный прибор, который постепенно обогащает воду кислородом. Оксидатор состоит из колбы наполненной стабилизированной перекисью водорода и помещенного в нее катализатора. Последний постепенно разлагает перекись, освобождая при этом кислород.
Трубки для аэрации аквариума
Важными составляющими компрессорного механизма являются трубки с воздуховодами. К этим изделиям выдвигаются особые требования: они должны быть изготовлены из хлорвинилового материала или синтетического каучука, допускается резина ярко-красного цвета. Опасны для водных обитателей трубки из медицинского жгута, изделия черного или желтовато-красного цвета, поскольку эти материалы содержат ядовитые примеси. Аэрация в аквариуме должна осуществляться постоянно, поэтому трубки не должны иметь изгибов, которые могут препятствовать прохождению потока воздуха.
Насадки для аэрации аквариума
Отдельной темой для разговора считается выбор распылителя для компрессора. Приспособления отвечают за безопасность обитателей домашнего водоема, качество аэрации и эстетический вид. Распылитель не должен выделять вредные вещества, поэтому для этих целей лучше использовать абразивные камни или песчаник. Неплохо зарекомендовали себя деревянные насадки, керамические и пористые синтетические.
Помимо выбора самой насадки важно учитывать ее расположение. В аквариумах с обогревом ее лучше располагать вблизи от нагревающего элемента, такая локация будет способствовать равномерному теплообмену между всеми слоями воды. Аэрация воздуха в аквариуме в разы улучшится, а обитателям будет где порезвиться, если в водоеме установить несколько распылителей.
Аэрация грунта в аквариуме
Сразу с несколькими важными задачами может справиться грунтовый фильтр, установленный в резервуаре. Приборы для аэрации аквариума данной категории:
womanadvice.ru
СТАТЬИ
АЭРАЦИЯ ВОДЫ.
(автор: Ген.директор компании “МИРОВЫЕ ВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ” – С.В.Черкасов)
1. ВВЕДЕНИЕ
Аэрацией воды называется процесс насыщения воды кислородом воздуха. Аэрация воды производится:
Аэрация обычно характеризуется следующими параметрами:
По принципу действия аэрационные установки подразделяют на:
Более подробно работу установок безнапорной и напорной аэрации воды мы рассмотрим ниже. А для того, чтобы понять, какие факторы могут повлиять на процесс аэрации воды, нам необходим анализ, как самого процесса, так и процесса растворения кислорода воздуха в воде.
2. РАСТВОРИМОСТЬ КИСЛОРОДА В ВОДЕ
Растворенный в воде кислород находится в виде гидратированных молекул О2. Содержание растворенного кислорода (в дальнейшем по тексту РК) зависит от температуры, атмосферного давления, степени турбулизации воды, количества осадков, минерализации воды др.
На содержание РК в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают концентрацию кислорода, другие уменьшают ее.
К числу первых относят:
Абсорбция кислорода из атмосферы происходит на поверхности водного объекта. Скорость этого процесса повышается с понижением температуры, с повышением давления и понижением минерализации. Аэрация – обогащение глубинных слоев воды кислородом – происходит в результате перемешивания водных масс, в том числе ветрового, вертикальной температурной циркуляции и т.д.
Фотосинтетическое выделение кислорода происходит при ассимиляции диоксида углерода водной растительностью (прикрепленными, плавающими растениями и фитопланктоном). Процесс фотосинтеза протекает тем сильнее, чем выше температура воды, интенсивность солнечного освещения и больше биогенных (питательных) веществ (P, N и др.) в воде. Продуцирование кислорода происходит в поверхностном слое водоема, глубина которого зависит от прозрачности воды (для каждого водоема и сезона может быть различной, от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров).
Снижение содержания кислорода в воде меньше теоретически возможного происходит в силу протекания химических и биохимических процессов: потребления кислорода различными организмами, брожения, гниения органических остатков, реакций окисления и пр. Примерами причин снижения содержания РК, это могут быть: биологическое (дыхание организмов), биохимическое (дыхание бактерий, расход кислорода при разложении органических веществ) и химическое (окисление Fe2+, Mn2+, NO2–, NH4+, CH4, H2S). Скорость потребления кислорода увеличивается с повышением температуры, количества бактерий и других водных организмов и веществ, подвергающихся химическому и биохимическому окислению. Кроме того, уменьшение содержания кислорода в воде может происходить вследствие выделения его в атмосферу из поверхностных слоев и только в том случае, если вода при данных температуре и давлении окажется пересыщенной кислородом.
Все эти рассуждения справедливы для поверхностных вод. В артезианских же водах все эти факторы практически не действуют и поэтому кислород в таких водах, как правило, отсутствует.
Концентрация кислорода в воде определяет величину окислительно-восстановительного потенциала (RedOx потенциала) и в значительной мере направление и скорость процессов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений. Поэтому контроль содержания кислорода в воде – чрезвычайно важная проблема, в решении которой заинтересованы практически все отрасли народного хозяйства, включая черную и цветную металлургию, химическую промышленность, сельское хозяйство, медицину, биологию, рыбную и пищевую промышленность, службы охраны окружающей среды. Содержание РК определяют как в незагрязненных природных водах, так и в сточных водах после очистки. Процессы очистки сточных вод всегда сопровождаются контролем содержания кислорода. Определение РК является частью анализа при определении другого важнейшего показателя качества воды – биохимического потребления кислорода (БПК).
При каждом значении температуры воды существует равновесная концентрация кислорода, которую можно определить по специальным справочным таблицам, составленным для нормального атмосферного давления. Растворимость кислорода в воде возрастает с уменьшением температуры и минерализации и с увеличением атмосферного давления. Зависимость растворимости кислорода в большинстве жидкостей, включая воду, в первом приближении описывается законом растворения идеального газа – законом Генри. Закон пригоден лишь для идеальных растворов и невысоких давлений. При постоянной температуре растворимость газа в данной жидкости прямо пропорциональна давлению этого газа над раствором:
С = k×Р
где С – массовая концентрация газа в насыщенном растворе (моль/л); Р – парциальное давление; k – коэффициент пропорциональности, называемый константой Генри (или коэффициентом Генри).
Однако коэффициент Генри зависит от давления, хотя и в небольшой степени. Зависимость растворимости кислорода от температуры или зависимость k (Р°,Т) проявляется в уменьшении растворимости с повышением температуры.
Растворение кислорода и других газов в воде вызывает нарушение ближнего порядка, поскольку требует затраты энергии. Процесс растворения является самопроизвольным. Растворение кислорода в воде следует рассматривать как совокупность физических и химических явлений, выделяя при этом три его основных стадии:
Суммарный тепловой эффект процесса растворения (∆Н = ∆H1 + ∆Н2 + ∆Н3) может быть положительным (эндотермическое растворение) и отрицательным (экзотермическое растворение). Растворение кислорода в воде идет с выделением теплоты (∆Н< 0) и с убылью энтропии (∆S< 0).
В результате всего перечисленного выше растворимость в воде оказывается на порядок меньше, чем в неполярных жидкостях. Следует заметить, что учет особенностей молекулярного строения воды оказался достаточно сложным, и до сих пор нет хороших теоретических подходов для его оценки. Поэтому чаще всего приходится пользоваться эмпирическими данными.
Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания и называется степенью насыщения воды кислородом. Вычисляется по формуле:
M = (a×101308×100)/С×P,
где М – степень насыщения воды кислородом, %; а – концентрация кислорода, мг/л; Р – атмосферное давление в данной местности, МПа; С – нормальная (равновесная) концентрация кислорода (мг/л) при данной температуре и общем давлении 0,101308 МПа, приведенная в таблице 1.
Степень насыщения воды кислородом, соответствующая равновесной концентрации, принимается равной 100%. Этот параметр зависит от температуры воды, атмосферного давления и уровня минерализации.
3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В ВОДЕ
Для определения кислорода предложено множество методов, основанных на различных принципах. К ним относятся объемные (главным образом, йодометрические, колориметрические и фотометрические), электрохимические (амперо- и вольтметрические, полярографические, кулонометрические, кондуктометрические и прочие методы (радиометрические, хроматографические, масспектрометрические и т. д.).
Растворенный кислород является весьма неустойчивым компонентом химического состава вод. При его определении особо тщательно следует проводить отбор проб: необходимо избегать контакта воды с воздухом до фиксации кислорода (связывания его в нерастворимое соединение).
Наиболее широкое распространение в анализе поверхностных вод получили йодометрический (по Винклеру) и электрохимический методы.
Известно, что скорость насыщения воды кислородом зависит от площади границы раздела двух сред (вода/воздух), коэффициента переноса и градиента концентрации кислорода и описывается следующей формулой
dC/dT=KL (A/V)(Cs – C), (Ф. Уитон, 1985)
где dC/dT – скорость изменения концентрации кислорода со временем, мг/(л×ч); KL – коэффициент переноса кислорода, см/ч; А – площадь контакта газа и жидкости, см2; V – объем воды, см3; Cs – концентрация насыщения кислорода жидкостью, мг/л; С – концентрация кислорода в жидкости в любой момент времени, мг/л.
Как видно из приведенной формулы, скорость насыщения воды кислородом зависит от градиента концентрации между фактическим содержанием кислорода в воде (С) и максимально возможным насыщением (Cs), которое достижимо при данных условиях (температура воды, давление и соленость). Иными словами, чем ближе фактическое насыщение воды к максимально возможному, тем ниже скорость насыщения воды кислородом.
Различные системы обычно сравнивают при стандартных условиях, а именно:
Поправка для перехода от стандартных условий к реальным условиям.
Чтобы перейти от стандартных условий к реальным, применяют поправочный фактор Т:
реальные условия = стандартные условия * Т
где Т – произведение трех коэффициентов: Тр, Тd, Тt.
Коэффициент Тр оценивает перенос кислорода к реальной воде по отношению к чистой (дистиллированной) воде; он зависит от состава воды (в частности от содержания ПАВ, жиров, нефтепродуктов, взвешенных веществ и пр.)
wwtec.ru
Преимущества обезжелезивания воды аэрацией
Сейчас существует не одна и не две методики, применяемые для очистки питьевой и бытовой воды от всевозможных примесей, которые содержатся в жидкости и вредят как человеку, так и оборудованию систем водоснабжения .
Простейшая схема процесса аэрации воды.
Очистка воды аэрацией – наиболее эффективная технология обезжелезивания воды на сегодняшний день. Суть этого процесса заключается в искусственном создании интенсивного воздухообмена, вследствие которого происходит насыщение воды кислородом, что приводит к очищению и нормализации химического состава питьевой воды .
1 Очистка с помощью метода аэрации
Процесс аэрации позволяет очистить воду от следующих вредных примесей:
Очистка воды от этих элементов происходит в результате реакции окисления молекул и их перехода из растворимой, в нерастворимую форму, которая, по сути, является обычными механическими частицами, оседающими на фильтрующих устройствах.
Сам процесс аэрации не может быть единственным этапом водоподготовке, но он является необходимым условием, без выполнения которого не может быть произведена качественная фильтрация воды.
Сегодня доступно большое количество методов окисления и подготовки воды к фильтрации, однако большинство из них имеют ряд существенных недостатков в виде себестоимости процесса, либо в его несоответствии экологическим нормам, в то время как аэрации полностью удовлетворяет все основные требования качественной промышленной обработки воды.
Пример применения способа аэрации для открытого водоема.
Единственным существенным недостатком аэрации является необходимость использования громоздкого оборудования, что несколько затрудняет её бытовое применение.
Однако существуют виды аэрации, при выполнении которой задействованы весьма компактные устройства, отлично подходящие для домашнего использования. Более того, при правильном подходе простейшая аэрация воды вполне может быть выполнена на оборудовании, произведенном своими руками.
Компактный погружной аэратор.
2 Виды очистки аэрацией
В зависимости от технологических особенностей процесса, выделяют три основных способа аэрации:
Каждый из этих методов требует определенного оборудования, имеет разные особенности и этапы проведения. Рассмотрим детальнее каждый из них.
к меню ↑
2.1 Напорная аэрация воды
Поскольку свободная реакция соединения молекул воды с кислородом протекает довольно медленно, для её ускорения используются специальные аэрационные колонны.
Аэрационная колона является герметичным баком, укомплектованным компрессором на входе, и фильтром для удаления окислившихся частиц железа и марганца на выходе. Водопровод, который подключен к системе, наполняет бак водой, после чего срабатывает датчик потока, активирующий компрессор.
Посредством компрессора в камеру через специальную трубу под сильным давлением подается воздух, который интенсивно взаимодействует с водой, окисляя двухвалентное железо.
Пример использования процесса аэрации для очистки воды в аквариуме.
Как только давление внутри бака давление достигает граничного предела, срабатывает датчик на клапане сброса, и происходит выведение лишнего количества воздуха и газов, вследствие чего давление нормализуется и продолжается работа устройства.
После того как процесс аэрации закончен вода из баллона проходит через фильтрующую установку, которая задерживает окислившиеся частицы железа, и попадает в водопровод, транспортирующий её к устройствам потребления.
В целом, среднестатистическая аэрационная напорная система состоит из следующего оборудования:
Аэрация воды напорным методом позволяет выполнить эффективную очистку воды от двухвалентного железа, однако не показывает достаточной эффективности в удалении сероводорода .
Для того чтобы гарантировать качественную фильтрацию воды от сероводорода в основном используется сопутствующая обработка воды химическими окислителями, для чего производители очень часто комплектую аэрационные установки дополнительным оборудованием:
Аэрационный бак в комплексе с системой водоснабжения и очистки.
Эффективная совместная работу двух этих систем обеспечивает максимальную степень удаления всех вредных элементов содержащихся в воде в течение короткого времени.
Детально изучив все особенности аэрации под давлением можно выделить следующие преимущества этого метода;
Единственным существенным минусом является более высокая стоимость оборудования, в сравнении с безнапорной аэрацией.
к меню ↑
2.2 Безнапорная аэрация воды
Суть данного метода заключается в том, что вода при попадании в герметичную аэрационную емкость распыляется форсунками, что обеспечивает её разделение на мельчайшие капельки, которые во время полета от верхней точки к поверхности воды получают необходимый уровень взаимодействия с кислородом для окисления молекул двухвалентного железа.
Примерная схема подключения устройства для аэрации и насоса.
Кроме того происходит дополнительное насыщения воды кислородом: за это отвечает специальный компрессор, который подает воздух в саму толщу воды (для сравнения приведем устройство производящее пузырьки в аквариуме). Это также позитивным образом влияет на окисление, так как вода перемешивается и пропитывается дополнительным количеством воздуха.
Стоит отметить, что в отличие от напорного метода, в безнапорной аэрации из-за распыления входных потоков воды происходит снижение её давления на выходе.
Для того чтобы слабый поток воды в трубопроводе не доставлял вам дополнительных неудобств, актуальным является приобретение дополнительной насосной станции AL-KO. которая будет нормализовать давление в водопроводе. Отметим, что современные аэрационные устройства изначально комплектуются такими насосами.
Окислившееся железо оседает на дне аэрационного бака, что обуславливает необходимость его очистки с периодичностью в 3 месяца (если вода слишком загрязненная – чаще).
Системы для безнапорной аэрации комплектуются следующим оборудованием:
Примерная схема последовательности подключения фильтров для очистки воды различных типов.
Несмотря на наличие существенных недостатков, метод безнапорной аэрации был и остается самым популярным промышленным способом обезжелезивания воды. Рассмотрим детальнее его плюсы и минусы.
2.3 Эжекторная аэрация воды
Это наиболее распространенный в бытовом использовании метод аэрации, так как он не требует дорогостоящего и крупноразмерного оборудования.
Аэрационная установка в данном случае представляет собою компактное устройство, которое работает за счет энергии потока вода в трубопроводе, и не требует подключения к электросети. Такие механизмы построены по принципу Вентури: вследствие применения в конструкции эжектора сопла Вентури, в трубе образовывается зона низкого давления, которая провоцирует засасывание пузырьков воздуха через специальное отверстие.
Компрессор для аэрации.
При этом движение воды наружу, сквозь это отверстие, невозможно, так как устройство оборудовано обратным клапаном защиты.
В большинстве случаев данный метод не предусматривает использования аэрационной колоны и дополнительного оборудования, а насыщение воды кислородом происходит исключительно через эжектор, после чего вода выводится непосредственно на фильтрующее устройство.
Разумеется, такая аэрация не может соперничать с более продвинутыми безнапорными и напорными способами ни по эффективности, ни по количеству обрабатываемой воды, однако для домашнего использования, при удовлетворительном, в целом, изначальном качестве воды, данный способ вполне подходит.
к меню ↑
2.4 Этапы монтажа аэрационной установки (видео)
Способы аэрации воды из скважины
Аэрация – процесс очищения воды с использованием кислорода. Происходит это путем пропускания пузырьков воздуха через воду. Аэрация помогает достичь следующих целей:
Таким образом, после аэрации вода получается очищенной от металлов, газов и других вредных примесей. Она приобретает приятный вкус и избавляется от неприятного запаха и ржавого цвета.
Способы аэрации воды
Выделяют два основных способа аэрации: напорный и безнапорный.
Напорная аэрация
Пример работы системы аэрации воды под давлением
Производится без потери давления в трубопроводе. Воздух подается в трубопровод с использованием компрессора или эжектора. Затем смешанная с воздухом вода попадает в контактную камеру и выдерживается в течение времени, которое требуется для окисления металлов и избавления от примесей. Верхняя часть такой камеры имеет специальный клапан, называемый воздухосборным. Он необходим, для отвода лишнего воздуха и растворенных в ней газов.
Вся установка для аэрации имеет название аэрационная колонна. Такая конструкция очень сложна и имеет высокую стоимость, поэтому большее распространение получил способ безнапорной аэрации. Еще одним ее недостатком является малоэффективность в борьбе с сероводородом. Для его удаления приходится пользоваться специальными реагентами-окислителями.
Оборудование для напорной аэрации:
Безнапорная аэрация
Система безнапорной аэрации воды из скважины
Такой способ аэрации требует наличия бака, компрессора и насоса. Вода из скважины поступает в бак-аэратор, куда одновременно с ней подается необходимое количество кислорода. Так как аэрация производится с разрывом потока воды, то для последующего ее подъема из бака необходим насос. Установки для безнапорной аэрации стоят примерно в 2 раза дешевле и имеют более простой принцип работы, поэтому применяются чаще, чем напорные. Кроме того, они не требуют использования специальных реагентов, что делает их использование еще проще и экономичнее.
Оборудование для безнапорной 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.
Такой аэратор поможет избавиться от ненужных примесей железа в воде, улучшив ее качество. Но все же для более тщательной очистки воды, лучше использовать специальные аэрационные установки.
Фирмы-производители систем аэрации воды из скважины
Оборудование от производителя Экворс Элит
Выбор оборудования для аэрации воды напрямую зависит от исходного качества воды в скважине, а также требуемой производительности. Производительность же, в свою очередь, зависит от требуемого количества воды, используемой после очистки и аэрации. В зависимости от этих параметров стоимость и состав системы аэрации могут сильно меняться.
В любом случае нужно обратиться к специалистам, которые помогут Вам сделать правильный выбор и рационально потратить денежные средства на систему аэрации воды из скважины. С правильно подобранным и установленным оборудованием Вы долгое время сможете наслаждаться вкусной, чистой и полезной водой.
Избавляемся от железа в вводе самостоятельно: 3 самых популярных способа
Не у всех на даче есть центральный водопровод, к которому можно подключиться. В случаях когда подключаться не к чему многие дачники стараются вырыть колодец или пробурить скважину и организовать таким образом водопровод своими руками. При этом о качестве воды вспоминается лишь тогда, когда уже всё сделано. А ведь мало ли какие загрязнения могут быть в вашем источнике? Поэтому в обязательном порядке необходимо проверять воду на предмет посторонних примесей, сдав её на анализ! И только потом ею пользоваться. После того как результаты санэпидемстанции (здесь и далее СЭС) будут готовы, можно определить какие меры по очистке и обезжелезиванию принять во внимание.
Необходимость обезжелезивания воды
Каждый человек знает, что вода из скважины чистая, а стало быть, пригодна для питья. Но с течением времени вода становится мутной, может появиться неприятный запах. Этот факт свидетельствует о том, что в воде повышенное содержание железа. Конечно, речь идёт не о металлических кусочках в обычном понимании, которые если и попадутся, то выпадают в осадок, что легко заметить. Имеется в виду двухвалентное железо Fe (II), которое не видишь, поскольку вода остаётся чистой и прозрачной. Но стоит ей некоторое время дать настоятся, то можно наблюдать выпадение мутного красно-коричневого осадка. Таким образом, железо из двухвалентного становится трёхвалентным (FeIII). А такая вода уже грозит появлением различного рода заболеваний. Что делать в таком случае? Конечно, провести лабораторное исследование.
Особенности проведения анализа
Перед тем как начать процедуру обезжелезивания воды нужно сдать её СЭС на анализ. Точность результата будет зависеть от того насколько правильно взята проба. То есть способ простого набора воды в ёмкость здесь не проходит. Хорошо если в СЭС заинтересуются этим вопросом и при необходимости отправят за следующей пробой с нужными рекомендациями. В противном случае анализ будет неточным, а дальнейшие действия в борьбе с несуществующими загрязнениями будут бесполезными. Хотя причина кроется в неправильно взятой пробе.
Во избежание этих нюансов стоит придерживаться некоторых простых правил:
Такую процедуру следует делать не только сразу после бурения скважины, пробу нужно сдавать раз в два года в целях профилактики. Следует сдать пробу на анализ в том случае, если вода стала мутной с неприятным привкусом. Причём, не важно, прошло два года или нет.
Характерные признаки воды низкого качества
Проверить качество воды можно и без обращения в СЭС для анализа по некоторым характерным внешним признакам. Наличие в воде сероводорода подскажет хорошо ощущаемый запах тухлых яиц.
Если в воде много железа, то она приобретёт желтоватый оттенок, который хорошо видно в прозрачной или белой посуде. О том, что в воде много железа могут свидетельствовать следы ржавчины, замеченные на поверхности раковины или унитаза. Такую воду пить не страшно, но только после кипячения. Возможен металлический привкус.
Мутная вода, в которой можно наблюдать выпадение осадка, может быть и по причине заиливания стенок скважины, либо неисправности фильтров. Такая ситуация может наблюдаться при использовании вибрационного насоса. Последний специалисты не рекомендуют использовать, поскольку из-за большого количества вибраций стенки скважины со временем разрушаются.
Таким образом, если есть малейшие подозрения что вода некачественная и в ней много железа, то перед каждым употреблением её нужно кипятить. А ещё лучше, как можно скорее отправить её в СЭС на исследование.
Действуем своими руками
Обезжелезивание воды на даче или в частном доме можно выполнить своими руками, не привлекая специалистов. И если результаты исследований СЭС подтверждают наличие примесей в воде, которых там быть не должно, можно переходить к очистке. Вот перечень из некоторых способов, выполнить которые по силам каждому:
Отстаивание
Это самый простой и наименее затратный способ обезжелезивания, который каждый может выполнить своими руками. Для этого требуется бак, в качестве отстойника, куда будет закачиваться вода из скважины. А так как на входе уже стоит один фильтр, то железо в виде металлических частичек будет оседать на дно бака. Потом перекачкой верхних слоёв воды, она отправляется на бытовые нужды.
К сожалению метод не лишён недостатков. Нужно много места для бака, закупать дополнительное насосное оборудование и даже при аэрации скорость очистки очень маленькая. К слову, насос можно сделать и своими руками при наличии навыка и умений.
При использовании скважины или колодца для водоснабжения дачи этот метод вполне эффективен. Здесь обеспечивается интенсивное взаимодействие воды с воздухом. Благодаря этому железо из растворимого состояния превращается в нерастворимое и оседает мелкими частицами. А затем, на выходном трубопроводе из очистительной ёмкости ставится механический фильтр для задержки этих частиц.
Схема очистки воды методом аэрации
Способ может осуществляться двумя путями:
При безнапорном методе используются распылители, благодаря чему создаётся максимальное взаимодействие воды и воздуха. При необходимости можно в систему включить компрессор.
При напорном методе вода подаётся в аэрационную колонну под давлением. Из-за этого вода вспенивается и максимально контактирует с воздухом.
Этот метод позволяет избавиться не только от сероводорода, но и от летучих примесей. К преимуществам стоит отнести экологичность процесса, поскольку здесь не применяются никакие реагенты. Недостатками являются неполное удаление железа, хотя более эффективное в сравнении с методом отстаивания. Вдобавок периодически нужно проводить чистку фильтра и резервуара.
Каталитический метод
Устранить железо в воде из скважины поможет использование специального фильтра. На его внутреннюю поверхность нанесено окислительное вещество, вступающее в реакцию с железом, которое превращается в мелкие частицы. При этом методе нет необходимости в использовании дополнительных реагентов.
Но имейте ввиду, этот фильтр нужно использовать только после очистки воды от других примесей, иначе сам фильтр выйдет из строя раньше срока. Кроме того, необходимо использование дополнительного метода аэрации, потому как одного только фильтра недостаточно.
Возможно вам будут интересны следующие наши статьи:
Ищем воду на участке: 4 самых популярных и действенных метода для каждого!
Самостоятельное изготовление бурового инструмента для скважин
Источники: http://byreniepro.ru/shistka-vody/obezjelezivanie-aeraciey.html, http://vodakanazer.ru/vodopodgotovka/ochistka-i-filtraciya-vody/kompressor-dlya-aeracii-vody-iz-skvazhiny.html, http://dizainsad.ru/voda/obezzhelezivanie-analiz-vody.html
rusbyr.ru