Процесс очистки сточных вод на промышленных предприятиях напрямую зависит от эффективности аэрации. Высокая ресурсоемкость традиционных систем и дефицит кислорода в аэротенках снижают качество биологической очистки и увеличивают операционные расходы. Дисковые аэраторы для аэротенков решают эту задачу за счет мелкопузырчатой аэрации и оптимизации энергозатрат.
Equiplex поставляет оборудование, которое обеспечивает высокую степень растворения кислорода при снижении потребления электроэнергии до 40% по сравнению с устаревшими системами.
Назначение и определение дискового аэратора
Что такое дисковый аэратор и его роль в системах аэрации
Дисковый аэратор представляет собой конструкцию из несущего корпуса и мембраны с перфорацией, через которую осуществляется подача воздуха в толщу жидкости. Устройство создает мелкодисперсные пузырьки воздуха диаметром 1–3 мм, что обеспечивает максимальную площадь контакта кислорода с биомассой.
Основная задача — насыщение воды кислородом для поддержания жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, которые разлагают органические загрязнения в стоках. Без достаточного насыщения жидкой среды пузырьками воздуха микроорганизмы погибают, что приводит к загниванию осадка и образованию устойчивой пены на поверхности.
Принцип работы дискового аэратора базируется на подаче сжатого воздуха через компрессор или воздуходувку. Воздух проходит через перфорированную мембрану, равномерно распределяясь по всему объему воды в аэротенке.
Где применяется дисковый аэратор в рамках очистных сооружений
Дисковые аэраторы широко применяются в промышленных системах очистки сточных вод:
Аэротенки — основные сооружения для биологической очистки, где происходит разложение органики активным илом
Аэробные стабилизаторы осадка — для улучшения свойств осадка и снижения его объема перед обезвоживанием
Флотационные установки — насыщение воды пузырьками воздуха для удаления взвешенных частиц и жиров
Септики промышленного типа — для предотвращения застойных явлений и загнивания в накопительных емкостях
Пруды-накопители и водоемы — для аэрации и предотвращения дефицита кислорода в больших объемах
На практике equiplex внедряет аэрационные системы на объектах с суточным расходом стоков от 500 до 50 000 м³. Оборудование работает в агрессивных средах при температуре от –30 до +40 °C и pH от 4 до 10.
Получите профессиональную консультацию от технолога
Эксперт технологического совета РАВВ
Григорий Хлюпин,
Подберем оптимальное решение под задачу вашего объекта.
Конструктивные особенности и технические характеристики дискового аэратора
Внешний вид и строение: от мембраны до корпуса
Конструкция включает следующие элементы:
Несущий корпус — изготавливается из полипропилена или ABS-пластика, устойчивого к коррозии и механическим повреждениям
Мембрана — выполнена из EPDM-резины или силикона с микроперфорацией 0,5–2 мм
Кольцо крепления мембраны — обеспечивает герметичное соединение с корпусом
Штуцер подачи воздуха — для подключения к воздуховодам
Обратный клапан — предотвращает попадание воды в воздуховоды при остановке компрессора
Аэратор дисковый 300 мм и дисковый аэратор 320 мм — наиболее востребованные типоразмеры для промышленных аэротенков. Диаметр выбирается исходя из требуемой производительности и глубины установки.
Как устроен и работает дисковый аэратор
Процесс аэрации происходит следующим образом:
Компрессор подает сжатый воздух под давлением 0,3–0,6 атм через воздуховоды к аэраторам, установленным на дне аэротенка. Воздух проходит через штуцер в корпус, где равномерно распределяется под мембраной. Под давлением мембрана расширяется, и воздух выходит через микроперфорацию мелкими пузырьками.
Пузырьки поднимаются по толще воды, насыщая ее кислородом. Мелкопузырчатая аэрация обеспечивает коэффициент использования кислорода до 25–30% против 8–12% у трубчатых аэраторов. После прекращения подачи воздуха мембрана сжимается, а обратный клапан блокирует поступление жидкости в воздуховоды.
Диаметр корпуса;200, 250, 300, 320 мм
Рабочее давление;0,2–0,8 атм
Расход воздуха на 1 аэратор;1,5–8 м³/ч
Глубина установки;до 6 м
Срок службы мембраны;от 5 лет при интенсивной эксплуатации
Материал корпуса;PP, ABS
Материал мембраны;EPDM, силикон
Площадь перфорации;0,02–0,05 м²
Широкий диапазон регулирования подачи воздуха позволяет адаптировать систему под изменяющиеся нагрузки без замены оборудования. Это критично для предприятий с сезонными колебаниями объемов стоков.
Взаимодействие дисковых аэраторов с воздуходувками
Эффективность аэрационной системы зависит от правильного подбора воздуходувок. Основные требования:
Производительность компрессора должна покрывать суммарный расход всех аэраторов с запасом 15–20%
Давление нагнетания рассчитывается с учетом глубины установки, гидравлического сопротивления воздуховодов и перфорации
Для аэротенков объемом более 1000 м³ рекомендуется установка двух воздуходувок с автоматическим переключением
По данным анализа рынка, применение роторных воздуходувок снижает энергопотребление на 30–35% по сравнению с поршневыми компрессорами при работе с дисковыми аэраторами.
Equiplex подбирает воздуходувки под конкретную конфигурацию очистного оборудования, учитывая характеристики стоков и требования к качеству очистки.
Преимущества дисковых аэраторов
При коммерческом использовании аэраторы дискового типа демонстрируют следующие преимущества:
Энергоэффективность. Мелкопузырчатая аэрация увеличивает кислородный обмен, что снижает время работы компрессоров на 25–40%. На предприятиях с непрерывным циклом это дает экономию до 500 000 кВт·ч в год.
Равномерное распределение воздуха. Конструкция обеспечивает равномерное насыщение всему объему аэротенка без застойных зон. Это предотвращает локальный дефицит кислорода и улучшает качество эффективной очистки.
Долговечность в агрессивных средах. Материалы корпуса и мембраны устойчивы к химическому воздействию, что позволяет эксплуатировать оборудование на объектах химической и нефтеперерабатывающей промышленности без частых замен.
Простота монтажа и обслуживания. Установка не требует дренирования аэротенка. Замена мембраны занимает 15–20 минут на один аэратор без привлечения спецтехники.
Минимальные потери полезной площади. Компактные размеры аэратора не сокращают эффективный объем аэротенка, в отличие от громоздких трубчатых систем.
Низкий уровень шума. Мелкопузырчатая аэрация работает без турбулентности, что снижает шум до 50–60 дБ против 75–85 дБ у механических аэраторов.
В условиях реализованных equiplex проектов дисковые аэраторы способствуют сокращению эксплуатационных расходов на 20–35% за счет снижения энергозатрат и увеличения межремонтных интервалов.
Особенности выбора дискового аэратора
При подборе оборудования учитываются следующие факторы:
Объем и геометрия аэротенка Для аэротенков глубиной до 4 м достаточно аэраторов диаметром 250–300 мм. При глубине 4–6 м рекомендуется использовать аэратор дисковый 300 мм или дисковый аэратор 320 с увеличенной площадью перфорации.
Характеристики стоков Высокое содержание взвешенных веществ или жиров требует более частой очистки мембраны. В таких случаях выбирают мембраны из силикона с антиадгезионным покрытием.
Тип загрязнений Для стоков с агрессивными химическими компонентами (кислоты, щелочи) предпочтительны корпуса из ABS-пластика с усиленной мембраной.
Энергетические ограничения При лимитированной мощности электросети выбор в пользу дисковых аэраторов позволяет снизить требования к производительности воздуходувок за счет высокого коэффициента использования кислорода.
Климатические условия Для регионов с отрицательными температурами требуется теплоизоляция воздуховодов и применение мембран из EPDM-резины с морозостойкостью до –40 °C.
Equiplex проводит расчет аэрационной системы на основе анализа состава стоков, требуемой степени очистки и бюджета проекта.
Заключение
Дисковые аэраторы для аэротенков решают ключевую проблему промышленных очистных сооружений — высокие энергозатраты при недостаточном насыщении воды кислородом. Мелкопузырчатая аэрация обеспечивает коэффициент использования кислорода до 30%, что в 2–3 раза выше, чем у трубчатых систем.
Технические характеристики дисковых аэраторов equiplex позволяют эксплуатировать оборудование в агрессивных средах химической, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленности без потери производительности. Срок службы мембраны от 5 лет и простота замены минимизируют простои и затраты на обслуживание.
Широкий диапазон регулирования подачи воздуха адаптирует систему под изменяющиеся нагрузки без дополнительных инвестиций. В условиях реализованных проектов это дает экономию электроэнергии до 40% и сокращение операционных расходов на 20–35%.