Аэрация аэротенков:
мелкопузырчатые системы и замена аэраторов.
Аэрационная система аэротенка даёт активному илу кислород и держит его во взвеси; это главная статья расхода электроэнергии на очистных. Разбираем мелкопузырчатую и крупнопузырчатую аэрацию, раскладку трубчатых и дисковых аэраторов и замену старых фильтросных пластин и перфорированных труб. Биологический процесс описан на странице об аэротенке.
Мелкопузырчатая и крупнопузырчатая аэрация: в чём разница
Аэрация даёт илу кислород для окисления загрязнений и нитрификации и перемешивает иловую смесь, чтобы хлопья не оседали. Кислород переходит в воду через поверхность пузырей — поэтому важны их размер и время подъёма.
Мелкопузырчатая система — мембранные аэраторы с микропрорезями — дробит воздух на мелкие пузыри: у того же объёма воздуха поверхность больше, а поднимаются пузыри медленнее, поэтому в воду переходит больше кислорода и воздуходувкам нужно меньше воздуха. Крупнопузырчатая — перфорированные трубы или открытые сопла — передаёт кислород хуже, зато почти не засоряется, проста и хорошо перемешивает.
Поэтому в аэробной зоне аэротенка обычно ставят мелкопузырчатую аэрацию, а крупнопузырчатую — там, где важнее перемешивание и стойкость к засорению: в аэрируемых песколовках, каналах, усреднителях с жирным или волокнистым стоком.
Трубчатые и дисковые аэраторы: раскладка по дну секциями
Мелкопузырчатые аэраторы бывают трубчатые — мембрана на опорной трубе — и дисковые — мембрана на круглом основании. Мембрана обычно из EPDM: при подаче воздуха прорези раскрываются, при остановке закрываются и не пускают иловую смесь внутрь.
Аэраторы ставят на распределительные трубы по дну, разбитые на секции: у каждой секции свой стояк от воздушной магистрали и своя задвижка. Если аэротенк разделён на коридоры, секцию можно отключить и обслужить, не останавливая всё сооружение: коридоры опорожняют по очереди. Все аэраторы выставляют в одну горизонталь на регулируемых опорах — иначе воздух уходит в самые высокие. Опоры анкеруют к днищу: трубы с воздухом стремятся всплыть.
Число аэраторов определяют по расходу воздуха, рассчитанному по DWA-A 131, и паспорту выбранных аэраторов — допустимому расходу воздуха на один аэратор. Мало аэраторов — каждый перегружен и даёт крупные пузыри; слишком много — расход на аэратор ниже рабочего, и воздух распределяется неравномерно.
Воздуховоды, воздуходувки и регулирование по кислороду
Воздух после воздуходувки горячий, поэтому над водой магистрали обычно делают из металла — нержавеющей или оцинкованной стали, а под водой, где трубы охлаждает вода, — из ПВХ или ПП. На длинных участках ставят компенсаторы температурного удлинения. В воздуховодах скапливается конденсат: в каждой секции предусматривают дренажную линию с краном.
Воздуходувки — обычно роторные или винтовые, на крупных станциях турбо — подбирают по расходу и давлению. Давление складывается из столба воды над аэраторами — около 10 кПа на каждый метр — и потерь на мембране и в воздуховодах. На всасывании нужен воздушный фильтр: пыль забивает мембраны изнутри. Нужна и резервная воздуходувка — без воздуха ил быстро загнивает.
Подачу воздуха регулируют по датчику растворённого кислорода в аэробной зоне: контроллер меняет частоту воздуходувки или открытие задвижек по зонам и держит заданный кислород — обычно около 2 мг/л, без лишнего воздуха в часы малой нагрузки и без провалов в пики.
Замена аэраторов в старом аэротенке: что проверить до работ
В старых аэротенках часто стоят фильтросные пластины в донных каналах или перфорированные трубы. Пластины со временем забиваются и трескаются, воздух прорывается отдельными местами, трубы дают крупные пузыри — кислорода не хватает, а воздуходувки работают на полную. Переход на мембранные аэраторы обычно снижает нужный расход воздуха, но решение принимают после обследования и поверочного расчёта — см. таблицу ниже.
Отдельный вопрос — старые воздуходувки. Воздуха после реконструкции нужно меньше, и крупная центробежная машина может выйти из рабочего диапазона: на малой подаче она уходит в помпаж. Тогда нужна воздуходувка меньшей производительности или с регулированием.
Что делаем мы и что покупаем
Покупаем аэраторы, воздуходувки, датчики растворённого кислорода, частотные преобразователи и шкафы управления. Марки указываем в спецификации открыто, чтобы было понятно, где брать мембраны и запчасти.
Делаем сами: расчёт расхода воздуха и раскладку аэраторов по секциям, распределительные трубы и стояки из ПВХ/ПП, опоры и металлические детали — по чертежу под ваше сооружение; монтаж с выставлением в одну горизонталь, опрессовку воздуховодов, проверку равномерности аэрации на чистой воде и пусконаладку с настройкой регулирования по кислороду. Ремонт бетона лотков и днища — как правило, на заказчике по нашему заданию.
Когда мелкопузырчатая аэрация не подходит
- Нет механической очистки. Песок, волокна и жир оседают на мембранах — сначала решётки, песколовка и, на кухонных стоках, жироуловитель.
- Стоки с маслами и растворителями. EPDM от них набухает и твердеет — материал мембраны подбирают по паспорту производителя под состав стока.
- Перегруженный аэротенк. Новые аэраторы дадут кислород, но не добавят объёма: если не хватает возраста ила, нужен поверочный расчёт и, возможно, загрузка MBBR или дополнительный объём.
Что проверить до замены аэраторов
| Что проверяем | Зачем |
|---|---|
| Глубина и рабочий уровень воды | давление воздуходувки, время подъёма пузырей |
| Днище, лотки, стены | крепление опор: разрушенный бетон не удержит раскладку |
| Воздуховоды: коррозия, утечки, сечение | ржавчина старых стальных труб забивает мембраны изнутри |
| Воздуходувки: подача, давление, регулирование | хватит ли давления с потерями на мембране и смогут ли работать на меньшей подаче |
| Фактический расход и состав стока | потребность в кислороде и число аэраторов |
| Механическая очистка перед аэротенком | песок, волокна и жир выводят аэраторы из строя |
Расход воздуха и число аэраторов — по расчёту DWA-A 131 и паспорту выбранных аэраторов; перенос кислорода сравнивают по паспортам производителей при одинаковых глубине и расходе воздуха на аэратор.
Частые вопросы об аэрации аэротенков
Какие аэраторы лучше для аэротенка — трубчатые или дисковые?
Принцип у них один — мембрана с микропрорезями, обычно из EPDM. Разница в форме и монтаже: трубчатые ложатся линиями и часто удобнее в длинных коридорах и старых донных каналах, дисковые раскладывают сеткой точек. Выбирают по форме сооружения, расходу воздуха на аэратор и удобству обслуживания.
Когда менять мембраны аэраторов?
Не по календарю, а по признакам: растёт давление воздуходувки при том же расходе, пузыри становятся крупнее, над порванной мембраной появляется «кипение», кислород падает при прежней подаче воздуха. Ресурс мембраны зависит от стока, чистоты воздуха и режима работы и указывается производителем.
Можно ли заменить аэраторы без остановки аэротенка?
Полностью без остановки — только если сооружение разделено на коридоры или секции и их можно опорожнять по очереди. Если аэротенк один, работы планируют на период пониженной нагрузки, ил временно перекачивают в другое сооружение или выгораживают часть объёма.
Как рассчитать расход воздуха для аэротенка?
По DWA-A 131: потребность в кислороде на окисление органики и нитрификацию за вычетом кислорода, возвращаемого денитрификацией, пересчитывают на стандартные условия с учётом глубины, температуры и свойств стока, затем по паспорту выбранных аэраторов получают расход воздуха. По расходу и давлению подбирают воздуходувки, по расходу на один аэратор — число аэраторов.
Сколько стоит замена аэрационной системы?
Цена зависит от площади дна и глубины, числа секций, марки аэраторов, состояния воздуховодов и того, нужно ли менять воздуходувки. Цены на сайте мы не публикуем. Пришлите размеры и глубину сооружений, данные воздуходувок, расход и анализ стока — подбор и расчёт бесплатны; для действующего объекта понадобится осмотр на месте.
Смежные технологии и решения
Пришлите размеры аэротенка —
посчитаем аэрацию.
Размеры и глубину сооружений, расход и анализ стока, данные воздуходувок и фото существующей системы. Вернём расчёт расхода воздуха по DWA-A 131, раскладку аэраторов по секциям и спецификацию с разделением «делаем сами / покупаем».
ПОСЧИТАТЬ АЭРАЦИЮ