Аэрация - это такое? Устройство и принцип работы станций

Аэрация играет важную роль во многих технологических процессах. Особенно это касается очистки сточных вод на городских станциях аэрации. Давайте разберемся, как устроена работа таких станций.

Назначение станций аэрации

Основным предназначением станций аэрации является очистка городских сточных вод от различных загрязнений перед сбросом в водоемы. В процессе очистки происходит удаление взвешенных частиц, соединений азота и фосфора, нефтепродуктов, тяжелых металлов. Также на станциях аэрации проводится обеззараживание очищенной воды перед сбросом.

Благодаря работе станций аэрации, сточные воды проходят многоступенчатую очистку и их состав приближается к составу природных вод. Это позволяет избежать загрязнения и деградации водоемов, куда сбрасывается очищенная вода.

Аэрация на станциях очистки позволяет подготовить сточные воды для сброса в водоемы, не нанося ущерба экологии.

Помимо очистки воды, станции аэрации также выполняют следующие функции:

• Улучшение органолептических свойств воды (запаха, цветности)
• Обработка и утилизация осадков сточных вод
• Получение биогаза из осадка для выработки тепла и электроэнергии

Таким образом, станции аэрации являются важным звеном городской инфраструктуры, от работы которого зависит качество воды в водоемах и экологическая обстановка в регионе.

Принцип работы станций аэрации

Работа станций аэрации основана на механических, биологических и химических методах очистки воды. Технологический процесс включает следующие этапы:

1. Поступление сточных вод на станцию аэрации.
2. Прохождение через решетки и песколовки для удаления крупных примесей.
3. Первичное отстаивание в отстойниках для осаждения взвешенных веществ.
4. Подача воды в аэротенки для биологической очистки с помощью активного ила.
5. Аэрация воды - насыщение кислородом для жизнедеятельности микроорганизмов.
6. Вторичное отстаивание и выделение активного ила.
7. Обеззараживание воды перед сбросом в водоем.

Как видно из технологической цепочки, одним из важнейших этапов является процесс аэрации воды, дающий возможность провести эффективную биологическую очистку.

Далее более подробно рассмотрим устройство станций аэрации и назначение отдельных сооружений.

Технологические сооружения на станциях аэрации

В состав станции аэрации входит комплекс зданий и сооружений, каждое из которых выполняет определенные функции. Рассмотрим основные объекты.

Приемная камера

Сточные воды поступают на станцию аэрации через приемную камеру, где происходит их первичное выравнивание и распределение по технологическим линиям.

Решетки и песколовки

На решетках происходит задержание крупных примесей, которые затем направляют на обезвоживание. В песколовках отделяется песок, который также подвергают обезвоживанию.

Первичные отстойники

Здесь из воды осаждается часть взвесей. Илопроводами осадок направляется на обработку.

Аэротенки

В аэротенках проводится биологическая очистка воды с помощью активного ила. Происходит процесс аэрации.

Вторичные отстойники

Здесь отделяется активный ил от очищенной воды. Ил возвращается в начало цикла, а вода направляется на доочистку.

Сооружения обеззараживания

Перед сбросом в водоем очищенная вода проходит обеззараживание хлором или ультрафиолетом.

Помимо перечисленных основных объектов, на станции аэрации имеется ряд вспомогательных сооружений - для обработки осадка, промывки ила, выработки биогаза, складирования реагентов и т.д.

От правильного функционирования каждого звена технологической цепочки зависит эффективность работы станции аэрации в целом.

Системы аэрации на станциях очистки

Для насыщения сточных вод кислородом на станциях аэрации используются различные системы и методы. Рассмотрим основные из них.

• Пневматическая аэрация. Пневматическая аэрация осуществляется путем подачи в воду сжатого воздуха. В качестве источника воздуха используются компрессоры или воздуходувки. Пузырьки воздуха поднимаются вверх, насыщая жидкость кислородом. Для равномерного распределения воздуха в аэротенках устанавливаются аэрационные системы - трубопроводы с рассредоточенными по дну и стенкам аэраторами. Через них подается сжатый воздух.
• Механическая аэрация. В данном методе для перемешивания жидкости и насыщения ее воздухом используются механические мешалки различных типов. Вращение лопастей мешалок создает турбулентные потоки и вовлекает пузырьки воздуха в объем жидкости.
• Поверхностная аэрация. При поверхностной аэрации вода под давлением подается на форсунки, установленные над поверхностью жидкости в аэротенке. Образующиеся фонтаны и водопады увеличивают контакт воды с воздухом.
• Эжекторная аэрация. Принцип эжекторной аэрации заключается в засасывании атмосферного воздуха за счет энергии потока воды в эжекторе. Эжекторы устанавливают непосредственно в трубопроводы подачи воды.
• Кислородная аэрация. Вместо атмосферного воздуха может использоваться технический кислород, подаваемый в воду через пористые трубки и другие распределительные устройства. Этот метод наиболее эффективен, но и наиболее затратный.

Выбор системы аэрации зависит от производительности станции очистки, состава сточных вод, наличия свободных площадей и ряда других факторов.

Преимущества и недостатки методов аэрации

Рассмотрим достоинства и недостатки основных методов аэрации, применяемых на станциях очистки сточных вод.

Пневматическая аэрация

Плюсы: высокая эффективность, простота, надежность, долгий срок службы оборудования.

Минусы: высокие энергозатраты, шум при работе компрессоров, сложность ремонта глубинных аэраторов.

Механическая аэрация

Плюсы: относительно низкое потребление энергии, простота конструкции.

Минусы: неравномерность перемешивания, быстрый износ движущихся частей, шум и вибрация.

Поверхностная аэрация

Плюсы: высокая интенсивность массообмена на поверхности.

Минусы: большой расход электроэнергии, занимает много места, образование аэрозолей.

Остальные методы имеют ограниченное применение из-за высокой стоимости оборудования (кислородная аэрация) или низкой эффективности (эжекторная аэрация).

Таким образом, при выборе системы аэрации необходим комплексный подход с учетом всех факторов.