Погружной насос

Альтернативная к схеме, показанной на рисунке 2-4, схема перекачивания воды может использоваться, когда погружной насос является скважинным насосом. В этом случае (рисунок 2-5) второй погружной насос устанавливается в резервуаре аэратора и помещается в полой трубе для защиты и удаления осадка. Совместно два погружных насоса обеспечат более высокое давление и мощный поток, чем один бустерный насос.³ В каждом случае после насоса должен устанавливаться регулятор потока для обеспечения достаточного времени контакта воздуха с водой в резервуаре аэратора и достижения наиболее глубокой аэрации.

Еще одним необязательным компонентом, используемым в небольших открытых системах аэрации, является малый цилиндрический вентилятор мощностью менее 1 л.с. Он используется в аэраторах, установленных в помещении, и предназначен для вентилирования газов через вентиляционную трубу, как показано на рисунке 2-6.

Второй важной функцией этого вытяжного вентилятора является подача дополнительного воздуха в зону распыления (А) через боковые вентиляционные отверстия в крышке аэратора (Б). В результате удаления газов через трубу образуется определенный вакуум, позволяющий повысить эффективность дегазации.¹

При использовании аэрации для удаления радона или метана независимо от места размещения установки - в помещении или под открытым небом - обязательно наличие вытяжного вентилятора (рис. 2-6). При удалении из воды радона важно этот газ распылять в атмосферу, чтобы предотвратить возможность возникновения потенциального риска для здоровья людей в результате его скопления в зданиях.

Рис. 2.5. Пример использования погружного насоса в бытовых безнапорных аэраторах

Рис. 2.6. Стандартный бытовой безнапорный аэратор с нагнетающим вентилятором

Так как метан по своей природе является крайне летучим и взрывоопасным газом, установки по его удалению должны быть снабжены системой эффективного вентилирования. Электрический вентилятор, привод насоса и поплавковое реле должны иметь взрывозащитную конструкцию и соответствующий сертификат безопасности. Небезопасно их эксплуатировать круглосуточно. (Примечание: электрический вентилятор для удаления метана должен иметь взрывозащитную конструкцию и UL сертификат безопасности).

Для нормальной работы открытого безнапорного и закрытого напорного аэраторов критичными являются мощность насоса и адекватный диапазон создаваемого ими давления. В бытовых открытых безнапорных аэраторах хорошее давление у распылительной насадки или распылительной решетки является ключевым фактором создания очень тонкой водяной пыли. Как правило, минимальная мощность насоса должна быть 23,7-30,3 л/мин (6,0 - 8,0 галлонов США/мин). Необходимое рабочее давление находится в диапазоне от 1,75 - 4,21 атм. (25 - 60 psi).⁵ Мощность скважинного насоса всегда должна быть рассчитана заранее (см. метод, описанный в Главе 1) для обеспечения адекватных гидравлических параметров данного аэратора. В продаже имеется широкий ассортимент распылительных насадок, в бытовых безнапорных схемах используются насадки, обеспечивающие поток 11,3-37,8 л/мин (3,0 - 10,0 US галлонов США/мин). Выбор распылительных насадок зависит от рабочего давления насоса. Для скважинного насоса производительностью 22,5 л/мин (6,0 галлонов США/мин), работающего в диапазоне давлений 20-40 psi (1,4 - 2,8 атм.) (среднее 30 psi или 2,1 атм.), рекомендуется насадка 20,8 л/мин (5,5 галлонов США/мин). Некоторые насадки для орошения газонов, поворачивающиеся на 360 градусов, с рейтингом 15,1 л/мин (4,0 галлонов США/мин) также применяются в аэраторах.⁶

Для небольшого открытого безнапорного 30-дюймового (76,2 см) аэратора могут использоваться два типа насадок. Сеточка с четырьмя соплами обычно используется с баками диаметром 42-дюйма (107 см) и больше. При использовании в помещениях наибольший возможный диаметр бака открытых безнапорных аэраторных установок, который пройдет в дверной проем, составляет 76,2 см (30 дюймов). В бытовых аэраторах, устанавливаемых на открытом воздухе, используются баки диаметром 76-122 см (30 - 48 дюймов).

В зависимости от конструкции резервуара вода может распыляться сверху вниз, как показано на рисунке 2-6, или снизу вверх. Преимущество способа распыления снизу вверх заключается в обеспечении в зоне распыления максимального времени контакта для наиболее эффективной адсорбции воздуха. Однако при использовании этого метода во избежание потерь воды необходимо обеспечить надлежащую герметизацию крышки и наличие боковых дефлекторов. По сравнению с коммерческими/промышленными аэраторами зона распыления в бытовых установках ограничена 17-36 см (или 7 - 14 дюймами), что, в свою очередь, сокращает время контакта воздуха и воды, в течение которого происходит высвобождение газов и адсорбция кислорода. Однако, несмотря на то, что бытовые аэраторы не работают постоянно, поверхность воды в резервуаре продолжает соприкасаться с воздухом, и летучие вещества продолжают высвобождаться даже в то время, когда система не работает. Таким образом малые системы компенсируют отсутствие продолжительного контакта, который имеет месть в крупных промышленных/ муниципальных аэраторах.

Для открытых безнапорных аэраторов с большим числом распылительных насадок очень важно соблюдение некоторых конструкционных моментов:

• Правильное симметричное расположение распылительных насадок

Правильное конструкционное расположение внутренних труб для обеспечения сбалансированного поступления воды к каждой насадке, так чтобы каждая из них производила одинаковый объем мелкодисперсного тумана

• Максимальная глубина зоны распыления - расстояние между верхним уровнем воды и уровнем, на котором распылительная насадка выпускает в резервуар мелкодисперсный туман (Можно применять способ распыления снизу вверх.)

Механика открытой безнапорной аэрации

Возможно, еще одним описанием процесса аэрации может стать перефразированная цитата из Библии: «не только дает, но и берет...». Хотя базово аэрацию можно описать как «небольшое смешивание воздуха с водой», важную роль в ее успешном применении играют многие как химические, так и физические аспекты.

Для дегазации воды (удаления летучих веществ из воды или, наоборот, привнесения их в воду) в открытых бытовых системах аэрации важно учесть несколько ключевых факторов: (1) температуру исходной воды и воздуха (2) количество времени зависания распыленного тумана до оседания на поверхности резервуара (3) pH воды (4) растворимость летучих веществ (5) ионизационный потенциал каждого газа (6) площадь интерфейса на границе между воздухом и водой, через который происходит перемещение газов. В общем, чем мельче пузырек (в системах воздух-вода) - или чем меньше капля воды (в системах вода-воздух) - тем больше интерфейс воздух-вода.