Обогащение воды кислородом: Система обогащения воды кислородом

Очистка воды кислородом, как это происходит? — BWT

Очистка воды кислородом или аэрация – важный процесс, который лежит в основе операции по очищению питьевой воды. Он используется для обеспечения стабильной циркуляции воды в бассейнах, недопущения цветения водоемов, очищения стоков.

Очистка питьевой воды кислородом – эффективный метод удаления вредных для здоровья человека химических соединений. В состав неочищенной воды могут входить вещества, способные воздействовать на человека негативно. К ним относятся сероводород, гидроокись железа, диоксид углерода и другие вредные вещества. Водоочистка кислородом позволяет удалить подобные вещества за счет проведения химической реакции с кислородом и, так называемого, продувания летучих токсичных соединений. Очистка воды для питья кислородом в системах аэрации нужна в виду лишения воды кислорода из глубоких скважин.


Решения BWT для промышленной и бытовой очистки воды:

Фильтры механической очистки

Фильтр с активированным углем

Удаление железа и марганца

Фильтры под мойку


Получить консультацию

Для удаления растворенных металлов, сероводорода, органических загрязнений, летучих соединений из воды необходимо сначала эти примеси окислить. Обработка окислителями – это одна из основных стадий очистки воды. Для окисления примесей, содержащихся в воде – ионов железа, марганца, алюминия, растворенных газов и органических соединений — применяются различные методы. Можно использовать, хлор, озон, гипохлориты, перекись водорода или перманганат калия. Самый доступный и экологический окислитель – кислород. В напорную водопроводную магистраль подается кислород при помощи аэрационного эжектора или компрессора для аэрации воды.

Очистка воды кислородом может быть двух видов. Это безнапорная аэрация и напорная аэрация.

Напорная аэрация воды. Процедура окисления кислородом растворенных в воде металлов довольно длительная в сравнении с химическими методами окисления. Аэрационная колонна играет роль контактной камеры. Воздушная смесь вводится внутрь колонны через ее оголовок по падающей трубе. Интенсивное окисление примесей за счет барботирования воды всплывающими пузырьками воздуха в толще водяного слоя. Кроме окислительных реакций при водоподготовке происходит удаление из воды растворенных газов и излишнего воздуха.

Воздухоотводящий клапан, находящийся в верхней части аэрационной колонны выпускает излишки воздуха и газы, которые накапливаются в верхней части колонны. Рабочий процесс клапана основан на закрытии или открытии глубоким уплотнителем выходного отверстия при всплытии или опускании поплавка. При нахождении кислорода под поплавком, он свободно проходит наружу через имеющие выходные каналы. Когда выпущен весь кислород, и появляется вода под поплавком, поплавок всплывает, и гибкий уплотнитель перекрывает выходное отверстие.

Аэрационную колонну вода наполняет не полностью. На границе воды и воздуха проходит вторичная очистка воды для дома кислородом.

Вода, насыщенная кислородом, с окислительными примесями по коллектору выводится из колонны.

В некоторых случаях применяется очистка воды кислородом упрощенная. Преимущество такой очистки заключается в ее низкой стоимости в виду отсутствия колонны. Использование подобной технологии очистки воды кислородом имеет некоторые ограничения.

Безнапорная аэрация воды. С растворенными примесями вода поступает в окислительный бак, где и происходит ее распыление. Дополнительная очистка воды кислородом осуществляется при помощи форсунок душирования или безнапорного аэрационного эжектора. Вода в окислительном баке перемешивается, это значительно ускоряет процедуру окисления железа и газов.

Так как происходит разрыв струи в безнапорной аэрационной станции, то после нее необходимо устанавливать насосную станцию для того, чтобы поднимать давление до нужной величины. Постепенно на дне окислительного бака скапливается слой окислившегося железа, который с периодичностью в два или четыре раза в год необходимо удалять. Это зависит от степени загрязнения воды.

Технический прогресс дает возможность рассчитывать на усовершенствование существующих ныне, а также разработку новых методов очистки воды. Постоянно остается актуальной проблема избавления от находящегося в воде железа. Поэтому развитие новых технологий в этой области остается лишь вопросом времени.

Обогащение поливной воды кислородом защищает растения от стресса | Выращивание

Выращивание

17 октября 2019, 17:24Groentennieuws.nl

Ни люди, ни животные, ни растения не могут жить без кислорода. Растениям, в том числе тепличным, он необходим и для корней. Достаточная концентрация кислорода в зоне корней стимулирует потребление воды и элементов питания, что улучшает общее состояние растения и повышает его сопротивляемость вредителям и патогенам.

По словам Маартена Крамера, представителя фирмы «Аквамар» (Aquamar) идеальным способом обогатить корневую зону кислородом является подача его с поливной водой. Одной из проблем в тепличных хозяйствах является то, что содержание кислорода в воде бассейнов-накопителей достаточно, но слишком низко в растворе, поступающим из капельниц. При повышенных температурах, например, летом содержание кислорода недостаточно даже в воде в бассейнах-накопителях.

Снижение содержания кислорода в воде вызывают следующие причины:

  • Органические загрязнения

  • Образование биопленки в системе капельного полива

  • Если вода застаивается, содержание кислорода в ней снижается до критического уровня (ниже 4 мг/л) уже в течение часа, в том числе за счет деятельности бактерий

  • Высокие температуры в матах субстрата (идеальные условия для развития грибов и бактерий).   

Обогащение воды кислородом позволяет обеспечить его концентрацию на должном уровне. Фирма «Аквамар» в течение нескольких лет разработала эффективный метод обогащения воды кислородом. Созданная этой фирмой установка добавляет в воду кислород в виде нанопузырьков воздуха. Они настолько малы, что не видны невооруженным глазом. 

Представитель фирмы «Аквамар» Маартен Крамер передает установку Про-Вида Тому Аммерлаану, представителю хозяйства «Темато»

Величина нанопузырьков менее 100 нм. Для сравнения: толщина человеческого волоса около 80000 нм

По словам М.Крамера, большим преимуществом этих нанопузырьков является их способность эффективно обогащать воду кислородом. Нанопузырьки долго не разрушаются в воде поскольку давление внутри и вне пузырька практически одинаково. Затем они растворяются, что показывают измерения концентрации растворенного кислорода. Более крупные воздушные пузырьки всплывают и испаряются из воды, поэтому в результате обычного аэрирования воды в ней остается не более 7% добавленного кислорода. При использовании нанопузырьков в воде сохраняется около 93% добавленного кислорода. Нанопузырьки достигают конца трубы в теплице, так что вся теплица снабжается водой, обогащенной кислородом, без использования химических добавок. Установка, созданная фирмой «Аквамар», получила название Про-Вида (Pro-Vida). Она сама производит необходимый кислород, поэтому отпадает необходимость в газовых баллонах. В настоящее время такие установки работают уже в ряде тепличных хозяйств в Голландии. Недавно ее приобрело очень известное хозяйство «Темато» (Themato). Это хозяйство первым в Европе в 2003 г. построило полузакрытую теплицу. По словам ее владельцев Тео и Тома Аммерлаан, они неоднократно измеряли содержание кислорода в поливной воде и видели, что в жаркую погоду оно недостаточно. Они испытывали установку Про-Вида в течение двух месяцев, и результаты оказались настолько хороши, что было принято решение о приобретении установки. Ее главное преимущество владельцы Темато видят в том, что даже в жаркие дни растения не испытывают стресса от недостатка кислорода в корнях. Одновременно улучшилось поступление элементов питания в растения.

Установка Про-Вида проста в монтаже и не требует много ухода. Требуется лишь время от времени чистить фильтр насоса, а один раз в год приезжает специалист фирмы «Аквамар» и проводит технический уход. По сравнению с регулярным добавлением в воду перекиси водорода (распространенный метод борьбы с биопленкой) удается сэкономить до 80% затрат.

Обсудить в
форуме

Материалы по теме

    Что такое эвтрофикация?

    Вредоносное цветение водорослей , мертвые зоны и гибель рыбы являются результатом процесса, называемого эвтрофикацией, который начинается с увеличения нагрузки питательных веществ на эстуарии и прибрежные воды.

    Похоже, ваш браузер не поддерживает видео HTML5.
    Вот прямая ссылка на
    видео вместо этого.

    ВИДЕО: Что такое эвтрофикация? Вот обзор за одну минуту. Стенограмма

    Эвтрофикация — громкое слово, описывающее большую проблему в устьях рек страны. Вредоносное цветение водорослей, мертвые зоны и гибель рыбы являются результатом процесса, называемого эвтрофикацией, который происходит, когда окружающая среда обогащается питательными веществами, увеличивая рост растений и водорослей в устьях рек и прибрежных водах.

    Шестьдесят пять процентов эстуариев и прибрежных вод на прилегающей территории США, которые были изучены исследователями, подверглись деградации от умеренной до серьезной из-за чрезмерного поступления питательных веществ. Чрезмерное количество питательных веществ приводит к цветению водорослей и низкокислородным (гипоксическим) водам, что может привести к гибели рыбы и морских водорослей и сокращению основных мест обитания рыб. Многие из этих эстуариев также поддерживают популяции двустворчатых моллюсков (например, устриц, моллюсков, гребешков), которые естественным образом сокращают количество питательных веществ за счет своей фильтрующей деятельности.

    Эвтрофикация запускает цепную реакцию в экосистеме, начиная с переизбытка водорослей и растений. Излишки водорослей и растительного материала в конечном итоге разлагаются, образуя большое количество углекислого газа. Это снижает рН морской воды, процесс, известный как подкисление океана. Подкисление замедляет рост рыб и моллюсков и может препятствовать образованию раковин у двустворчатых моллюсков. Это приводит к сокращению улова для коммерческого и любительского рыболовства, что означает меньшие уловы и более дорогие морепродукты.

    Знаете ли вы?

    В сентябре 2017 года губернатор Нью-Йорка Эндрю М. Куомо объявил о выделении 10,4 млн долларов на улучшение качества воды на Лонг-Айленде и укрепление экономики и устойчивости прибрежных сообществ путем восстановления местной популяции моллюсков в прибрежных водах. Штат планирует создать пять новых заповедников в графствах Саффолк и Нассау для пересадки засеянных моллюсков и устриц, а также расширить общественные инкубаторы моллюсков в двух графствах посредством специальной программы грантов. Эвтрофикация оказала значительное экономическое воздействие на пролив Лонг-Айленд, где с 19 века коммерческий промысел моллюсков ежегодно теряет миллионы долларов. 85. Недавние прогнозы показывают, что без вмешательства к 2030 году пролив Саунд может потерять все заросли морских водорослей и что двум третям залива может не хватать кислорода для выживания рыб.

    В последние годы Национальные центры изучения прибрежных районов океана (NCCOS) NOAA в сотрудничестве с Северо-восточным научным центром рыболовства NOAA привлекли местных жителей эстуариев, а именно двустворчатых моллюсков, чтобы помочь замедлить, а в некоторых случаях обратить вспять процесс эвтрофикации, так как они эффективно удаляют питательные вещества из воды, питаясь фитопланктоном и детритом.

    Новаторский проект по моделированию в проливе Лонг-Айленд показал, что индустрия выращивания устриц в Коннектикуте ежегодно приносит от 8,5 до 23 миллионов долларов в виде выгод от сокращения содержания питательных веществ. Проект также показал, что разумное расширение аквакультуры устриц может обеспечить такое же сокращение содержания питательных веществ, как и сопоставимые инвестиции в размере 470 миллионов долларов США в традиционные меры по снижению содержания питательных веществ, такие как улучшение очистки сточных вод и передовые методы управления сельским хозяйством.

    Ученые NOAA использовали инструменты моделирования аквакультуры, чтобы продемонстрировать, что аквакультура моллюсков выгодно отличается от существующих стратегий управления питательными веществами с точки зрения эффективности удаления питательных веществ и затрат на внедрение. Документирование преимуществ качества воды, обеспечиваемых аквакультурой моллюсков, повысило признание выращивания моллюсков как сообществами, так и регулирующими органами не только в Коннектикуте, но и по всей стране. Например, в Чесапикском заливе политика удаления питательных веществ включает сбор тканей устриц в качестве утвержденного метода, а в заливе Машпи, штат Массачусетс, выращивание и сбор устриц и моллюсков являются частью официального плана управления питательными веществами.

    Стенограмма видео

    Что такое эвтрофикация? Это проблема, которая должна иметь для вас значение, независимо от того, живете ли вы рядом с океаном или нет. Это потому, что она начинается там, где живут люди, и заканчивается ущербом для ресурсов, которыми мы все пользуемся и наслаждаемся. Все начинается, когда питательные вещества попадают в озера и океаны. Помните, что отходы для людей могут быть пищей для растений и других существ. Питательные вещества питают водоросли, как и другие растения. Водоросли растут и блокируют солнечный свет. Растения погибают без солнечного света. В конце концов, водоросли тоже умирают. Бактерии переваривают мертвые растения, используя оставшийся кислород и выделяя углекислый газ. Если они не могут уплыть, рыба и другие дикие животные становятся нездоровыми или умирают без кислорода. Но так быть не должно. Защита морских ресурсов начинается с рациональных методов ведения сельского хозяйства и обращения с отходами.

    Подробнее

    Информация

    Поиск Факты

    Получить

    Социальные сети

    Последнее обновление:

    11.09.22

    Автор: NOAA

    Как цитировать эту статью

    Свяжитесь с нами

    Эвтрофикация: причины, последствия и контроль в водных экосистемах

    Arend, K. K. et al.
    Сезонные и межгодовые эффекты гипоксии на качество среды обитания рыб в центральной части озера Эри. Пресноводная биология 56 , 366-383 (2011).

    Benndorf, J. Условия для эффективной биоманипуляции —
    выводы, полученные в результате экспериментов со всем озером в Европе.
    Hydrobiologia 200 , 187-203 (1990).

    Бойд, К.
    E. & Tucker, CS Прудовая аквакультура
    управление качеством воды     . Норвелл, Массачусетс: Клувер (1998).

    Буркхолдер
    J. M. и др. Новый «фантом»
    динофлагеллят является возбудителем крупной гибели эстуарных рыб. Природа 358 , 407-410 (1992).

    Плотник,
    С. Р. Подводная растительность: внутренний фактор сукцессии озерной экосистемы. Американский натуралист 118 , 372–383 (1981).

    Карпентер, С. Р. и др. Биологический
    контроль за эвтрофикацией в озерах. Окружающая среда
    Наука и технологии     29 ,
    784-786 (1995).

    Плотник,
    S. R. и др. Рассредоточенное загрязнение
    поверхностные воды с фосфором и азотом. Экологические приложения 8 ,
    559–568 (1998).

    Хор,
    И. и Бартрам, Дж. (ред.). Токсичные цианобактерии в воде: путеводитель по их
    последствия для здоровья населения, мониторинг и управление. Лондон
    ВЕЛИКОБРИТАНИЯ:
    Э и Ф. Н. Спон (1999).

    Экипажи,
    JR & Chappell, JA Сельское хозяйство и природные ресурсы Американский сом
    перспективы отрасли. Оберн Э.Л.:
    Обернский университет (2007 г.).

    Диас, Р.
    Дж. и Розенберг Р. Распространение мертвых зон и последствия для морских экосистем.
    Наука 321 , 926-929 (2008).

    Доддс, В.
    К. и др. Эвтрофикация США
    пресноводные ресурсы: анализ потенциального экономического ущерба. Экологические науки и технологии 43 , 12-19 (2009).

    Даунинг, Дж. А. и др. Предсказание цианобактерий
    господство в озерах. Канадский журнал
    Рыболовство и водные науки     58 ,
    1905-1908 (2001).

    Эдмондсон,
    WT Фосфор, азот и водоросли в озере Вашингтон
    после отвода сточных вод. Science 169 , 690-691 (1970).

    Фрэнсис Г. Ядовитый австралиец
    озеро. Природа 18 , 11-12 (1878).

    Хьюисман
    J. и др. Изменения турбулентного перемешивания
    изменение конкуренции за свет между видами фитопланктона. Экология 85 , 2960-2970
    (2004).

    Джеппесен,
    Е. и др. Управление сверху вниз в пресной воде
    озера: роль состояния питания, затопленных макрофитов и глубины воды. Hydrobiologia 342/343 , 151-164 (1997).

    Лехтиниеми, М. и др.
    Мутность снижает антихищное поведение личинок щуки, Esox Lucius . Окружающая среда
    Биология рыб     73 , 1-8
    (2005).

    Моррис,
    JG Вредоносное цветение водорослей: новая проблема общественного здравоохранения с возможными связями
    стрессу человека на окружающую среду. Годовой
    Обзор энергетики и окружающей среды     24 ,
    367-390 (1999).

    Паэрл,
    Фитопланктон HW Nuisance цветет в прибрежных, эстуарных и внутренних водах. Лимнология и океанография 33 , 823-847 (1988).

    Паэрл,
    H. W. & Huisman, J. Изменение климата: катализатор глобального распространения вредных
    цианобактериальные цветения. Окружающая среда
    Microbiology Reports     1 , 27-37 (2009).

    Паэрл,
    Х. В. и Пол, В. Дж. Изменение климата: связи с глобальным распространением вредных
    цианобактерии. Исследование воды 46 , 1349-63 (2012).

    Портер,
    К. Г. Взаимодействие растений и животных в пресноводных экосистемах. Американский ученый 65 ,
    159–170 (1977).

    Шиндлер,
    Д. В. Эвтрофикация и восстановление в экспериментальных озерах: последствия для управления озерами.
    Science 174 , 897-899 (1974).

    Шиндлер,
    Д. В. Последние достижения в понимании и управлении эвтрофикацией. Лимнология и океанография 51, 356-363
    (2006).

    Шапиро, Дж.