Воздуходувки для аэрации

Аэрация – это процесс принудительного насыщения воды воздухом, или кислородом. Для обеспечения этого процесса используются низконапорный компрессор или воздуходувки для аэрации, а его целью является:

• Окисление соединений железа(обезжелезивание воды) и марганца, которое заключается в окислении соединений железа и марганца кислородом. В результате эти соединения выпадают осадком в виде хлопьев, который задерживается специальным засыпным осадочным фильтром.
• Удаление растворенных газов, в том числе и токсичных, например, сероводорода и метана.
• Обеззараживание воды в результате разрушения органических веществ, содержащихся в ней, под действием кислорода.
• Удаление биозагрязнений: при насыщении воды кислородом растет численность полезных аэробных бактерий, которые перерабатывают биомассу в двуокись углерода и метан – биогаз. Сейчас процесс биоочистки применяется на всех крупных очистных сооружениях в России. Образовавшийся биогаз также можно откачивать из цистерн очистных сооружений при помощи воздуходувок для дальнейшего использования, например, для производства электроэнергии или топлива для транспорта. Однако в России это практика пока не распространена.
• Поддержание экосистемы пруда за счет насыщения воды кислородом. В стоячей воде под действием солнечных лучей начинают активно размножаться анаэробные бактерии. В результате чего водоем превращается в мутное болото с неприятным запахом. Также из-за недостаточной концентрации в воде кислорода происходит мор рыбы и других полезных организмов.

Выделяют 2 основных типа насыщения жидкости кислородом: напорный и безнапорный.

Напорная аэрация

Воздуходувка или компрессор подает сжатый воздух через трубу, которая доходит приблизительно до половины высоты аэрационной колонны, или окислительного бака. Поток пузырьков воздуха окисляет растворенные в воде посторонние вещества, а также удаляет растворенные в воде газы (сероводород, метан, углекислый газ и прочие). Эти газы удаляются через воздушный клапан, расположенный наверху колонны.

Из колонны вода поступает в засыпной фильтр, где нейтрализуются примеси, окисленный воздухом.

В результате исчезает неприятный вкус и запах воды.

Рис. 1. Система напорной аэрации (аэрационная колонна).

Преимущества:

• Компактный размер установки.
• Нет необходимости в насосной установке для подачи воды потребителю.
• Эффективное удаление растворенных в воде газов.

Безнапорная, или открытая, аэрация

Для безнапорной аэрации используется окислительный бак с системой разрыва струи. Уровень воды в емкости регулируется датчиком уровня, который подает сигнал на электромагнитный клапан. Этот клапан закрывает, или открывает, трубу, через которую вода подается в емкость.

Воздух в толщу воды подается компрессором низкого давления или воздуходувкой через трубу, заканчивающуюся мелкопузырчатым аэратором. Проходя через него, воздух образует множество мелких пузырьков, которые насыщают воду кислородом, окисляют примеси железа и марганца.

Окислы, как и в предыдущем случае, удаляются в фильтре, в который вода подается насосной установкой из окислительной емкости.

Рис. 2. Система безнапорной аэрации

Преимущества:

• За счет продолжительного взаимодействия воды с потоком воздуха в баке окисляется больше загрязнений.
• Позволяет создать запас воды на случай ее отключения, что особенно актуально для частных домов, где возможны перебои водоснабжения.
• Подходит для домов с низким давлением воды.

Основной недостаток – процесс занимает много времени.

Воздуходувки для аэрации воды: требования и цена

Воздуходувка должна иметь сочетание следующих свойств, чтобы аэрация была эффективной:

• обеспечивать высокую производительность при небольшом перепаде давления;
• не загрязнять подаваемый воздух масляным паром;
• длительное время работать без остановки;
• воздуходувка для аэрации должна потреблять как можно меньше энергии, так как иначе цена процесса будет очень высока.

Всем этим требованиям наилучшим образом соответствуют вихревые воздуходувки для аэрации – машины динамического действия, которые способны обеспечивать чистый поток воздуха без пульсаций давления с производительностью до 2200 м3/ч и избыточное давление до 1040 мБар. Также они могут называть вихревыми вентиляторами, или вихревыми вакуумными насосами, благодаря своей многофункциональности.

Если нужно аэрировать большие объемы, например, водоемы для промышленного разведения рыбы, или крупные очистные станции, то могут понадобиться нагнетатели большей производительности. Эту нишу занимают роторные воздуходувки для аэрации типа Рутс, которые создают поток воздуха до 9771 м³/ч.

Для систем малого объема, например, аэрационных колонн, вместо вихревой газодувки можно использовать сухой пластинчато-роторный компрессор для аэрации воды, например Becker или VARP Rigel. Их производительность ограничена 500 м³/ч, зато избыточное давление составляет до 2200 мБар.

Воздуходувка для аэрации воды выбирается, исходя из требований технологического процесса, но если цена критична, то в первую очередь обратите внимание на вихревые газодувки VARP Alpha. В целом, самая доступная цена у вихревых нагнетателей, далее идут пластинчато роторные, а самим дорогими, но и самыми мощными, являются ротационные воздуходувки.

Воздуходувки для аэрации вихревые

Вихревые воздуходувки, аэрация для которых является одним из основных применений, представлены широким типоразмерным рядом и имеют большой ценовой диапазон, что позволяет выбрать наиболее эффективную машину именно для вашей задачи.

Воздуходувки для аэрации воды, которые можно купить в нашем каталоге, представлены следующими марками.

VARP

Это новый бренд на Российском рынке, который представлен широким модельным рядом вихревых нагнетателей, соответствующих всем современным требованиям к машинам данного типа. Основные достоинства газодувок VARP:

• демократичная цена при высоком качестве изготовления и сборки;
• долговечность, благодаря использованию оригинальных подшипников SKF и NSK ресурс более 20 тыс. ч. непрерывной работы;
• высокая надежность обеспечивается использованием высокопрочного алюминиевого сплава и простой конструкцией;
• отличные рабочие характеристики, благодаря современным методам проектирования.

Если вам нужна стандартная воздуходувка для аэрирования воды, например, пруда, то обратите внимание на серию Alpha. Они могут обеспечивать большой поток воздуха при небольшом перепаде давления. Их производительность составляет до 2050 м3/ч, а избыточное давление до 670 мБар.

Для глубоких водоемов или емкостей небольшой площади лучше подойдет серия Beta, которая обеспечивает высокий перепад давления до 1040 мБар при небольшой производительности до 170 м³/ч.

Для промышленного применения, например очистных сооружений, или крупных рыбных хозяйств, нужна мощная воздуходувка для аэрации воды серии Gamma. Она обеспечивает большой поток воздуха до 750 м³/ч при избыточном давлении до 1020 мБар.

Busch Samos

Высокопроизводительные немецкие воздуходувки, которые часто используются для аэрации воды в больших водоемах и на очистных сооружениях. Их производительность составляет до 2640 м³/ч, а перепад давления в компрессорном режиме до 500 мБар.

Преимущества нагнетателей Busch:

• Используются энергосберегающие двигатели, что позволяет снизить потребляемую мощность. Это особенно актуально для промышленных очистных сооружений, так как аэрация требует больших энергозатрат.
• Качество немецкого оборудования при невысокой стоимости, так как фирма Busch установила специальные цены для России.
• Могут длительно работать без остановки и не нуждаются в техническом обслуживании.
• Простой монтаж в горизонтальном или вертикальном положении.

SEKO BL

Нагнетатели SEKO эконом класса соответствуют современным требованиям, предъявляемым к вихревым нагнетателям. Доступная цена сочетается с надежностью и высоким качеством устройства. Они также могут аэрировать водоемы, обеспечивая большой воздушный поток с производительностью до 1110 м³/ч при перепаде давления до 650 мБар, и имеют ряд достоинств:

• Оснащены двухполюсными электродвигателями, которые позволяют длительное время работать без перерыва.
• Широкий модельный ряд позволяет подобрать воздуходувку и аэраторы с оптимальными параметрами и не переплачивать за более мощные нагнетатели, если в них нет необходимости.
• Минимум шума и вибраций, благодаря встроенным глушителям и отсутствию дисбаланса.

FPZ SCL

Итальянские высоконапорные нагнетатели FPZ SCL создают максимальный перепад давления 650 мБар и представлены моделями с производительностью до 1022 м³/ч и мощностью до 22 кВт. Эта воздуходувка отлично подходит как для аэрации небольших прудов для рыбы, так и для крупных очистных сооружений.

Основные преимущества:

• Используются только оригинальные подшипники SKF и NSK, которые обеспечивают не менее 25 тыс. ч. непрерывной работы.
• Низкое энергопотребление, благодаря использованию итальянских электродвигателей Bonora Motori высокой эффективности.
• Еще большую экономию энергию обеспечивает частотное регулирование до 70 Гц, которое позволяет точно настроить производительность в соответствии с заданными параметрами.
• Длительная работа возможно, благодаря встроенной защите двигателя от перегрева.

Becker SV

Еще одна марка вихревых газодувок, которые производят и собирают в Германии. Они создают перепад давления до 865 мБар и обеспечивают непрерывный поток воздуха с производительностью до 1050 м³/ч и мощностью до 15 кВт.

Воздуходувки Becker применяются для аэрации - для очистки и насыщения кислородом воды в прудах для разведения рыбы и емкостях очистных сооружений, и хотя цена их выше, чем, например, у VARP или SEKO, они завоевали отличную репутацию и очень популярны в России.

Достоинства:

• Экономное потребление энергии, что наиболее важно для высокопроизводительных машин.
• Полностью безмасляные, благодаря использованию несмазываемых подшипников.
• Производители гарантируют высокий ресурс - не менее трех лет непрерывной работы.
• Использование встроенной системы регулирования частоты вращения ротора повышает КПД, позволяет увеличить срок эксплуатации и позволяет отрегулировать производительность до оптимального значения каждой конкретной задачи.

Воздуходувки ротационные для аэрации

Вихревая воздуходувка не единственный нагнетатель, подходящий для аэрации воды, - для аэротенка большого объема имеет смысл купить высокопроизводительную газодувку Рутса.

В нашем каталоге представлены 2 варианта роторных воздуходувок:

• VARP Altair обеспечивают поток газа с производительностью до 7548 м³/ч и избыточным давлением до 980 мБар.
• LUTOS DT работают с производительностью до 9771 м³/ч и создает перепад давления до 1000 мБар.

Эти машины выигрывают в производительности у вихревых, однако стоят дороже. Они обладают всеми свойствами, предъявляемыми к устройствам аэрационных установок очистных сооружений:

1. Экологичность: не загрязняют нагнетаемый газ масляным паром, так как проточная часть надежно изолирована от масляного картера динамическим лабиринтным уплотнением.
2. Низкий уровень шума и вибраций.
3. Высокий КПД.
4. Надежность и стабильная работа.
5. Ресурс работы не менее 100 тыс. ч.
6. Роторы тщательно сбалансированы, что позволяет вращаться им с высокой скоростью и обеспечивать высокую производительность при небольших размерах.
7. Может длительное время работать без перерывов.

Воздуходувки для аэрации сточных вод

Воздуходувки для аэрации представлены широким типоразмерным рядом, поэтому чтобы купить подходящую модель, следует помнить, что основная цель аэрации сточных вод – снабжение аэробных микроорганизмов, формирующих ил, необходимым количеством кислорода. А также обеспечения перемешивания, чтобы создать условия для взаимодействия бактерий с органическим веществом.

На аэрацию сточных вод приходится 50..90% от всей мощности, потребляемой канализационными очистными сооружениями. Это очень энергозатратный процесс, поэтому воздуходувки электрические для аэрации выбираются, исходя из условий оптимальной работы.

Как происходит очистки сточных вод?

Существует множество вариантов систем для очистки сточных вод. Воздуходувки используются в системах аэробной очистки, чтобы снабжать кислородом аэробные бактерии, перерабатывающие органические загрязнения. Чтобы понимать, как происходит процесс очистки, рассмотрим систему биоочистки с мембранным блоком.

Рис. 3. Система биологической очистки сточных вод с мембранным блоком

Сначала сточные воды поступают в устройство механической очистки, например, пескоуловители или специальные сетки.

После этого они поступают в усреднитель, в котором активно перемешиваются стоки с разным составом, а затем жидкостными насосами перемещаются в систему биоочистки. Эта система состоит из денитрификатора и аэротенка-нитрификатора.

В денитрификаторе установлен аноксидный режим – в воде нет растворенного кислорода, но есть химически связанный в виде нитритов и нитратов. Органические загрязнения, содержащиеся в сточных водах, окисляются активным илом (АИ) до газообразных оксидов и молекулярного азота. Чтобы ил не оседал на дне, в аноксидной зоне установлена мешалка.

Далее вода с АИ поступает в эротенк (аэробную зону).

Аэротенк – важная часть очистной системы, в которой и проходит процесс биологической очистки. В большинстве случаев он представляет собой одно- или многокамерный резервуар прямоугольного сечения, выполненный из бетона с гидроизоляционным покрытием, через который проходят сточные воды. Загрязненная жидкость постоянно перемешивается с активным илом (колониями полезных аэробных микроорганизмов, бактерий и простейших), а в емкость нагнетается поток воздух. Он насыщает кислородом воду, обеспечивая жизнедеятельность полезных микроорганизмов, а также поддерживает ил во взвешенном состоянии. Компрессоры или воздуходувки подают сжатый воздух сквозь толщу воды для насыщения ее кислородом через мелкопузырчатые аэраторы, которые расположены на дне аэротенков.

Компрессоры или воздуходувки подают сжатый воздух сквозь толщу воды для насыщения ее кислородом через мелкопузырчатые аэраторы, которые расположены на дне аэротенков.

Для окисления органических веществ и обеспечения нитрификации концентрация растворенного в воде кислорода должна быть порядка 2..3 г/м³, а концентрация АИ – порядка 4..10 г/м³.

В данном варианте очистной системы вместо вторичного отстойника в аэротенке-нитрификаторе установлен блок мелкопористых мембран, в котором происходит разделение чистой воды и АИ.

Отфильтрованная вода (пермеат) водонасосом подается в емкость с чистой водой, откуда перемещается в систему обеззараживания ультрафиолетом, после чего подается потребителю.

Отделенный активный ил из нитрификатора перекачивается насосом в денитрификатор. Для удаления фосфора в перемещаемый поток АИ подается раствор хлорного железа. Благодаря циркуляции АИ, поддерживается его концентрация в зоне биологической очистки.

Расчет воздуходувки для аэрации (аэротенка). Как определить производительность?

Процесс аэрации происходит аэробной зоне, поэтому фактически мы решаем задачу, как подобрать воздуходувку для аэротенка.

Вода из канализационных стоков поступает в резервуары-аэротенки, где должна насыщаться достаточным количеством кислорода для окисления органических веществ.

Следовательно, можно подобрать воздуходувку по размеру бака, зная габариты системы водоочистки, биохимическое потребление кислорода (БПК) сточных вод и их среднесуточный расход, можно определить необходимый объемный расход и давление воздуха, который будет подаваться в аэротенк.

Удельный расход воздуха, необходимого для аэрации:

q_aeration=2L_a/kh (м³ воздуха/м³ сточных вод),

где

h, м – рабочая глубина аэротенка – глубина, на которую погружается аэратор;

L_a, кг/м³ – БПК сточных вод, которые подаются в аэротенк (0,002..0,003 кг/м³ для рассмотренной выше системы);

k, кг/м⁴ – коэффициент использования воздуха, который зависит от соотношения площадей аэраторов и аэротенка и от соотношения между глубиной и шириной аэротенка. Например, при нагнетании воздуха через трубы с перфорацией он составляет всего 0,006 кг/м⁴, а при использовании более эффективной системы пористых пластин он в 2 раза больше 0,012 кг/м⁴.

Поток воздуха, который должен подавать в аэротенк нагнетатель, равен:

Q= q_aeration Q_w (м³/ч),

где Q_w, м³/ч – среднесуточный расход сточных вод. Если этот параметр вам не известен, то в первом приближении его можно оценить, зная рабочий объем аэротенка V_раб/t_1час=Q_w (м³/ч).

Величиной потока Q и будет определяться производительность воздуходувок. Чтобы обеспечить данный поток, могут использоваться несколько воздуходувок с производительностью Q_i, работающих параллельно.

Как подобрать воздуходувку для аэротенков по величине давления?

Необходимое давление определяется, исходя из глубины аэротенка:

p=p_atm+ Δp + Δp_g (мБар),

где

p_atm– атмосферное давление, приблизительно равное 1000 мБар;

Δp= Δp_t+ Δp_a (мБар), где Δp_t - потери давления при движении потока воздуха от нагнетательного патрубка воздуходувки к выходу из аэратора. Следует выбирать геометрию воздуховодов так, чтобы эта величина не превышала 30..35 мБар. Δp_a - потери давления в аэраторах, которые зависят от конкретной модели и даются в прилагаемой технической документации, порядка 15..30 мБар);

p_g =ρgh– давление слоя воды в аэротенке, где ρ - плотность жидкости, g – ускорение свободного падения.

Чаще всего глубина аэротенков от 1 до 7 м, следовательно, необходимое избыточное давление 100..800 мБар, что хорошо укладывается в диапазон давлений, создаваемый вихревыми и ротационными газодувками.

Зная величины производительности Q_i и давления p, можно подобрать воздуходувки для аэрации воды по рабочей точке, используя калькулятор на странице каталога.

Вихревой компрессор для пруда

Для поддержания экосистемы пруда в воде должна быть достаточная концентрация кислорода. Если в силу каких-то факторов его становится мало, это может привести к гибели рыб и других организмов.

В таких случаях необходимо принудительное насыщение водоема кислородом. Для этой цели лучше всего подойдет вихревой компрессор, являющийся основой для системы аэрации пруда, который можно купить в нашем каталоге.

Принципиально процесс аэрация пруда мало чем отличается от аэрации аквариума с рыбками. Воздух подается в толщу воды аквариума мембранным микрокомпрессором через трубку, заканчивающуюся пористым аэратором. Пузырьки воздуха поднимаются к поверхности, насыщая воду кислородом.

В водоемах происходит все то же самое, только используются нагнетатели намного большей производительности.

Рис. 4. Аэрация пруда

Какую стоит купить воздуходувку для аэрации воды в водоеме?

Оценочный расчет

На практике для быстрой оценки можно воспользоваться следующей схемой расчета:

1. При глубине пруда h=1 м избыточное давление, которое должен создавать компрессор, равно 100 мБар. Давление p стоит выбирать с запасом, чтобы пузырьки гарантированно поднимались вверх, насыщая воду кислородом.
2. Величина производительности зависит от объема пруда V=F⋅h, где F – площадь пруда, поэтому ее можно оценить как Q=F⋅h/t (м³/ч).

При h=1 м, а t=1с:

Q=3600F (м³/ч).

Если вам известен объем пруда в литрах:

Q=3,6V (м³/ч).

Базовый расчет

В воздухе содержится около 21% кислорода, а его плотность при нормальных условиях равна ρ_O2=1,43 кг/м³. Следовательно, в одном кубометре воздуха содержится ρ_O2⋅0,21⋅1= 0,3 кг кислорода.

Летом концентрация кислорода в пруду должна быть не менее C_summer=0,006..0,008 кг/м³, а зимой – C_winter= 0,012..0,013 кг/м³.

Таким образом, в пруд объема V м³ нужно подавать массу кислорода:

m_O2=V C_{summer/winter}/k_e (кг),

где k_e – коэффициент эффективности переноса кислорода, который зависит от типа глубинного аэратора, и принимает значения 0,2..0,4.

Необходимая масса кислорода m_O2 содержится в объеме воздуха:

V_air= m_O2/(ρ_O2⋅0,21)= V C_{summer/winter}/k_e(ρ_O2⋅0,21) (м³).

Такой объем воздуха необходимо подавать приблизительно за время t=1мин=1/60 ч, поэтому объемный расход воздуха, или производительность нагнетателя можно определить по формуле:

Q=V_air/t (м₃/ч).

Необходимое давление p зависит от глубины пруда и определяется так же, как для аэротенка.

Зная значения Q и p, вы можете самостоятельно подобрать воздуходувки для аэрации прудов с нужными параметрами по рабочей точке, воспользовавшись калькулятором в каталоге нашего интернет магазина.

Если вы покупаете нагнетатель для работы не в помещении, то для предотвращения попадания в воздуходувку грязи и посторонних предметов, которые могут привести к поломке, на всасывающем патрубке необходим фильтр.

Приведенные выше формулы дает лишь оценочные значения, поэтому перед приобретением воздуходувки вы всегда можете обратиться за помощью в подборе оборудования и сопутствующих товаров к специалистам нашей компании, позвонив по телефону 8 (800) 551-38-11. Они ответят на все интересующие вопросы и расскажут об особенности доставки в Москве и регионах.