Комплект аэрации производства США

Аэрация воды - это процесс увеличения насыщения кислородом воды. Это также помогает производить активный ил, который может использоваться в качестве удобрений.

Качество воды

Водные аэрации часто требуются в водоемах, которые страдают от бескислородных состояний, обычно вызванных смежными действиями человека, такими как сбросы сточных вод, сельскохозяйственный сток или чрезмерное ловли рыболовного озера. Аэрация может быть достигнута путем вливания воздуха в дно озера, лагуны или пруда или поверхностного перемешивания из фонтана или распылительного устройства, чтобы обеспечить кислородный обмен на поверхности и высвобождение вредных газов, таких как диоксид углерода, метана или сероводорода.

Растворенный кислород (DO) является основным фактором качества воды. Мало того, что рыбы и другие водные животные нуждаются в ней, но кислородное дыхание аэробных бактерий разлагает органическое вещество. Когда концентрации кислорода становятся низкими, могут развиваться аноксические условия, которые могут уменьшить способность организма поддерживать жизнь.

Методы аэрации

Любая процедура, посредством которой кислород добавляется в воду, может рассматриваться как тип аэрации воды. Это единственный критерий, существует множество способов для очистки воды. Они делятся на две широкие области - аэрацию поверхности и подповерхностную аэрацию. Существует ряд технологий и технологий для обоих подходов

Естественная аэрация

Естественная аэрация - это тип подповерхностной и поверхностной аэрации. Это может происходить через подводные водные растения. Благодаря естественному процессу фотосинтеза водные растения выделяют кислород в воду, обеспечивая ему кислород, необходимый для жизни рыбы, и аэробные бактерии, чтобы разрушить избыточные питательные вещества. 

Кислород можно вводить в воду, когда ветер нарушает поверхность водоема, и естественная аэрация может происходить за счет движения воды, вызванного поступающим потоком, водопадом или даже сильным наводнением.

В больших водоемах осенний оборот может вводить богатую кислородом воду в кислородный белок Hypolimnion.

Аэрация поверхности

Аэратор с низкой скоростью

Низкоскоростной аэратор - это устройство для аэрации биологии с высокой эффективностью. Устройства Thoses часто стальные, защищенные эпоксидным покрытием, и создают высокий крутящий момент. Смешивание объема воды превосходно. Общая мощность составляет от 1 до 250 кВт на единицу с эффективностью (SOE) около 2 кгO2 / кВт. Аэратор с низкой скоростью используется в основном для аэрации биологических растений для очистки воды. Чем выше диаметр, тем выше SOE и смешение

Фонтаны

Фонтан состоит из двигателя, который вращает вращающуюся крыльчатку. Рабочее колесо накачивает воду с первых нескольких футов воды и выталкивает ее в воздух. Этот процесс использует воздушно-водяной контакт для переноса кислорода. Когда вода подается в воздух, она разбивается на мелкие капельки. В совокупности эти небольшие капельки имеют большую площадь поверхности, через которую может переноситься кислород. По возвращении эти капли смешиваются с остальной частью воды и, таким образом, переносят свой кислород обратно в экосистему.

Фонтаны являются популярным методом поверхностных аэраторов из-за эстетического внешнего вида, который они предлагают. Тем не менее, большинство фонтанов не могут производить большую площадь кислородосодержащей воды.  Кроме того, работа электричества через воду к фонтану может представлять опасность для безопасности.

Плавающие аэраторы

Типичный механический поверхностный аэратор на работе. Часто этот тип машины часто может аэрировать всю колонну воды.

Аэратор с одним двигателем. Разбрызгивание может увеличить скорость испарения воды и, таким образом, увеличить соленость водоема.

Плавающие поверхностные аэраторы работают так же, как и фонтаны, но они не обладают одинаковым эстетическим внешним видом. Они извлекают воду с первых 1-2 футов водоема и используют воздушно-водяной контакт для переноса кислорода. Вместо того, чтобы выталкивать воду в воздух, они разрушают воду на поверхности воды. Плавающие поверхностные аэраторы также питаются электричеством на берегу. [2] Поверхностные аэраторы ограничены небольшой площадью, так как они не могут добавить циркуляцию или кислород до более чем 3-метрового радиуса. Эта циркуляция и оксигенация затем ограничиваются первой частью водного столба, часто оставляя нижние части незатронутыми. Это самый важный мир. Аэратор с низкой скоростью может также устанавливаться на поплавках.

Аэраторы с лопастными колесами

Аэраторы с лопастями также используют контакт «воздух-вода» для переноса кислорода из воздуха в атмосферу в водоем. Они чаще всего используются в аквакультуре (выращивание водных животных или выращивание водных растений для питания). Построенные из ступицы с прикрепленными лопастями, эти аэраторы, как правило, питаются от двигателя отбора мощности (PTO), газового двигателя или электродвигателя. Они, как правило, монтируются на поплавках. Электричество заставляет лопасти поворачиваться, сбивая воду и позволяя переносить кислород через контакт воздух-вода.  По мере того как каждый новый раздел воды взбалтывается, он поглощает кислород из воздуха, а затем по возвращении в воду восстанавливает его до воды. В этом отношении аэрация лопастей очень похожа на аэраторы с плавающей поверхностью.

Аэрация подповерхностного слоя

Подземная аэрация направлена ​​на освобождение пузырьков на дне водоема и позволяет им подниматься силой плавучести. Диффузионные системы аэрации используют пузырьки для аэрации, а также для смешивания воды. Вытеснение воды из вытеснения пузырьков может вызвать смешение, и контакт между водой и пузырьком приведет к переносу кислорода. 

Реактивная аэрация

Аэрацию подповерхностного слоя можно выполнить с помощью струйных аэраторов, которые аспирируют воздух с помощью принципа Вентури и вводят воздух в жидкость.

Аэрация грубого пузыря

Аэрация грубого пузыря - это тип подповерхностной аэрации, в которой воздух закачивается из воздушного компрессора на берегу. через шланг к блоку, расположенному на дне водоема. Устройство вытесняет крупные пузырьки (диаметром более 2 мм) , которые выделяют кислород, когда они контактируют с водой, что также способствует смешиванию слоистых слоев озера. С выпуском больших пузырьков из системы происходит турбулентное смещение воды, что приводит к смешению воды.  По сравнению с другими методами аэрации, аэрация грубого пузырька очень неэффективна в способе переноса кислорода. Это связано с большим диаметром и относительно небольшой коллективной площадью его пузырьков 

Аэрация тонкого пузырька

Аэрация тонкого пузырька является эффективной методикой аэрации с точки зрения переноса кислорода из-за большой площади коллективной поверхности ее пузырьков.

Аэрация тонкого пузырька является эффективным способом переноса кислорода в водный объект. Компрессор на береговых насосах подается через шланг, который подключается к подводному аэратору. К устройству прилагается ряд диффузоров. Эти диффузоры имеют форму дисков, пластин, труб или шлангов, изготовленных из стеклопластика, пористого керамического пластика, ПВХ или перфорированных мембран, изготовленных из резины EPDM (этиленпропилендиеновый мономер). Воздух, прокачанный через мембраны диффузора, выпускается в воду. Эти пузырьки известны как мелкие пузырьки. EPA определяет тонкий пузырь как диаметр менее 2 мм . Этот тип аэрации имеет очень высокую эффективность переноса кислорода (OTE), иногда до 15 фунтов кислорода / (лошадиная сила * час) (9,1 килограмма кислорода / (киловатт * час)).  В среднем рассеянная воздушная аэрация диффундирует приблизительно 2-4 куб. Фута (кубический фут воздуха в минуту) (56,6-113,3 литра воздуха в минуту), но некоторые работают на уровнях ниже 1 куб. Фута (28,3 л / мин) или как высокие как 10 см 2 (283 л / мин).

Разнообразная аэрация с тонким пузырьком способна максимизировать площадь поверхности пузырьков и, таким образом, переносить больше кислорода в воду на пузырь. Кроме того, более мелкие пузырьки занимают больше времени, чтобы достичь поверхности, поэтому максимизируется не только площадь поверхности, но и количество секунд, в течение которых каждый пузырь проводит в воде, что позволяет ему больше времени переносить кислород в воду. Как правило, меньшие пузырьки и более глубокая точка высвобождения будут генерировать большую скорость переноса кислорода. 

Однако почти весь кислород, растворенный в воде из воздушного пузыря, возникает, когда пузырь образуется. Только незначительное количество происходит во время прохождения пузырьков на поверхность воды. Вот почему процесс аэрации, который делает много маленьких пузырьков, лучше, чем тот, который делает меньше крупных. Разрыв больших пузырьков на более мелкие также повторяет этот процесс образования и переноса .

Одним из недостатков тонкой аэрации пузырьков является то, что мембраны керамических диффузоров иногда могут забиваться и должны быть очищены, чтобы обеспечить их оптимальную эффективность. Кроме того, они не обладают способностью смешиваться, как и другие методы аэрации, такие как аэрация грубого пузыря.

Озеленение озера

Циркуляторы обычно используются для смешивания пруда или озера и, следовательно, уменьшения термической стратификации. Когда циркулирующая вода достигает поверхности, интерфейс воздух-вода облегчает перенос кислорода в озерную воду.

Менеджеры природных ресурсов и окружающей среды уже давно сталкиваются с проблемами, вызванными термической стратификацией озер.  Отмирания рыбы напрямую связаны с температурными градиентами, застоем и ледяным покровом. Чрезмерный рост планктона может ограничивать рекреационное использование озер и коммерческое использование озерной воды. При сильной термической стратификации в озере качество питьевой воды также может отрицательно сказаться.  Для менеджеров рыбного хозяйства пространственное распределение рыбы в пределах озера часто подвержено неблагоприятному воздействию термической стратификации, а в некоторых случаях может косвенно вызывать большие отмирания рекреационно важных рыб.

Оксигенационные баржи

Во время сильного дождя лондонские канализационные штормовые трубы перетекают в реку Темзу, посылая растворенные уровни кислорода, падая и угрожая тем видам, которые он поддерживает.  Два посвященных судна McTay Marine, баржи оксигенации Thames Bubbler и Vitames Vitames используются для пополнения уровней кислорода в рамках продолжающейся битвы по очистке реки, которая теперь поддерживает 115 видов рыб и сотни беспозвоночных, растений и птиц . 

Концентрация растворенного кислорода в заливе Кардиффа поддерживается на уровне или выше 5 мг / л. Сжатый воздух закачивается с пяти участков вокруг залива через ряд стальных армированных резиновых трубопроводов, уложенных на кроватях залива и рек Тафф и Эли. Они соединены приблизительно с 800 диффузорами. Время от времени этого недостаточно, и администрация порта использует мобильную кислородную баржу, построенную McTay Marine с жидким кислородом, хранящимся в резервуаре. Жидкий кислород пропускают через испаритель с электрическим нагревом, и газ впрыскивается в поток воды, который откачивается и возвращается в отсек. Баржа способна растворять до 5 тонн кислорода за 24 часа.

Аналогичные варианты были предложены для помощи в реабилитации Чесапикского залива, где основной проблемой является отсутствие фильтрующих организмов, таких как устрицы, ответственные за поддержание чистой воды. Исторически численность устриц залива составляла десятки миллиардов, и в течение нескольких дней они распространяли весь объем залива. Из-за загрязнения, болезней и чрезмерного сбора урожая их население составляет часть их исторического уровня. Вода, которая когда-то была чистой для метров, теперь настолько мутная и осадка, что курица может потерять из виду свои ноги, прежде чем их колени станут влажными. Кислород обычно поставляется с помощью «Погружной водной растительности» (SAV) с помощью фотосинтеза, но загрязнение и осадки также уменьшают популяцию растений. Результатом является снижение уровней растворенного кислорода, оказывающих участки залива, непригодные для водной флоры и фауны. В симбиотических отношениях растения обеспечивают кислород, необходимый для того, чтобы подводные организмы размножались, взамен фильтрующие питатели сохраняют чистоту воды и, таким образом, достаточно прозрачны, чтобы растения имели достаточный доступ к солнечному свету. Исследователи предложили оксигенацию с помощью искусственных средств в качестве решения для улучшения качества воды. Аэрация гипоксических водоемов кажется привлекательным решением, и она многократно проверена на пресноводных прудах и небольших озерах. Однако никто не предпринял проект аэрации, столь же большой, как устье. 

Полезно знать 

-  Сготт, Джей и Бреннан, Скотт (2005) Окружающая среда: наука за рассказами, Бенджамин Каммингс, Сан-Франциско, Калифорния, стр. 426, ISBN 0-8053-4427-6.

 - Такер, Крейг. Аэрация пруда Информационный бюллетень SRAC 3007. srac.tamu.edu

- Боллес, Стивен А. «Моделирование систем аэрации сточных вод, чтобы открыть возможности экономии энергии». ООО «Технологические энергетические услуги».

- «Осаждение и циркуляция озера» . Иллинойское агентство по охране окружающей среды. Проверено 13 сентября 2009 года.

- Агентство по охране окружающей среды Соединенных Штатов (сентябрь 1999 года). «Информационный лист технологии сточных вод: тонкая пузырьковая аэрация». Управление водой. Вашингтон.

- Тапархуди, Вара (2002). «Применение аэраторов лопастных колес и диффузионно-воздушной системы в замкнутой системе креветок креветок». aseanbiotechnology.info

- Meck, Norm (1996) Растворенный кислород.

- Lackey, Robert T. (1972). «Техника устранения термической стратификации в озерах». Журнал Американской ассоциации водных ресурсов. 8: 46. doi: 10.1111 / j.1752-1688.1972.tb05092.x.

- Lackey, Robert T. (1972). «Ответ физико-химических параметров на устранение термической стратификации в водохранилище». Журнал Американской ассоциации водных ресурсов. 8 (3): 589. doi: 10.1111 / j.1752-1688.1972.tb05181.x.

- Lackey, Robert T .; Холмс, Дональд В. (1972). «Оценка двух методов аэрации для предотвращения зимовки». Прогрессивный рыба-культурист. 34 (3): 175. doi: 10.1577 / 1548-8640 (1972) 34 [175: EOTMOA] 2.0.CO;

- Лакей, Роберт Т. (1973). «Влияние разрушения искусственного водохранилища на фитопланктон». Журнал Федерации контроля загрязнения воды. 45 (4): 668-673. JSTOR 25037806. PMID 4697461.

- Лакей, Роберт Т. (1973). «Эффекты искусственного уничтожения на зоопланктоне в озере Парвин, Колорадо». Сделки Американского рыбохозяйственного общества. 102 (2): 450. doi: 10.1577 / 1548-8659 (1973) 102 <450: EOADOZ> 2.0.CO;

- Лакей, Роберт Т. (1973). «Нижняя фауна меняется при уничтожении искусственного водохранилища». Исследования воды. 7 (9): 1349. doi: 10.1016 / 0043-1354 (73) 90011-0.

- «Сказка о двух реках». Новости BBC. 20 апреля 2001 года. Проверено 2009-09-13.

- «Растворенный кислород в заливе Кардиффа». Агентство по окружающей среде. Получено 7 октября 2010 года.

- http://www.chesapeake.org/pubs/windmillreview.pdf