3.13. Назвать нормативные сроки службы мелкопузырчатых аэраторов. Какими факторами определяются эти сроки?

В процессе эксплуатации мелкопузырчатые керамические аэраторы сравнительно быстро засоряются, их пропускная способность уменьшается, а затраты электроэнергии на подачу воздуха возрастают. Если начальная величина сопротивления фильтросной плитки (новой) составляет обычно 0,2 - 0,3 м, то за время около 4 - 7 лет потери напора в них возрастают до 0,7-1,0 м. Такие величины потерь напора в аэротенках считаются предельно допустимыми.

Оптимальный срок эксплуатации фильтросных плит в условиях Москвы составляет около 7 лет.

Некоторые зарубежные исследователи полагают, что замена пористых диспергаторов экономически целесообразна, когда потери напора возрастают до 0,45 - 0,5 м, т. е. каждые 3 -4 года.

В “Правилах технической эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения населенных мест“ (М., Стройиздат. 1979 г.) срок замены пластин был установлен в зависимости от местных условий в пределах не более 4 - 7 лет.

На действующих очистных сооружениях плиты работают обычно более 10 лет, что приводит к заметному ухудшению как технологических, так и экономических показателей работы станции.

Определить рост потери напора в аэрационной системе в процессе ее эксплуатации, как правило, невозможно, так как в системе почти всегда имеются разрушенные плитки или неплотности в отдельных элементах системы. Воздух в этих случаях находит место для беспрепятственного выхода из системы.

3.14. Каковы недостатки существующих конструкций аэраторов? Как устраняются эти недостатки в новых модификациях аэраторов?

Наиболее распространенные в практике очистки сточных вод до настоящего времени пористые аэраторы (фильтросные пластины) обладают многочисленными недостатками. Наиболее известными из них являются:

1. повышенная засоряемость пор пылью, отсутствие эффективных способов регенерации пластин;

2. недостаточная прочность материала плит, что приводит к частым их разрушениям;

3. значительная неравномерность аэрации по длине аэротенков, обусловленная неоднородной воздухопроницаемостью плит;

4. сложность и трудоемкость выполнения ремонтных работ по замене разрушенных плит.

Быстрая засоряемость - основной недостаток всех мелкопузырчатых аэраторов. Существует мнение, что наибольшее засорение происходит с внутренней стороны аэраторов и вызывается наличием пыли, окалины, ржавчины в продуваемом воздухе. Согласно американской практике, содержание пыли в воздухе, подаваемом в систему аэраторов, не должно превышать 0,03 -0,05 мг/м³. На воздуходувных станциях перед нагнетателями обычно устанавливают фильтры для задержания пыли. Однако контроль ее содержания в очищенном воздухе обычно не производится.

Причинами засорения пластин могут быть также отложения в порах солей железа, частиц органических веществ и микроорганизмов, находящихся в жидкости. Выпадение взвешенных веществ и проникновение в поры пластин происходит даже при кратковременном прекращении аэрации.

Если в заделке плит имеются неплотности, то активный ил при прекращении подачи воздуха попадает в каналы под плиты и при возобновлении аэрации засоряет поверхность аэраторов изнутри.

Засорение аэраторов приводит к уменьшению их проницаемости и повышению потери давления, что приводит одновременно к снижению производительности воздуходувки и увеличению расхода электроэнергии.

Регенерацию фильтросных пластин осуществляют путем их чистки и промывки растворами различных кислот: соляной, хромовой, серной, муравьиной, а также раствором каустической соды.

Однако, как свидетельствует опыт станций аэрации, после очистки и промывки фильтросные плиты работают недолго. Через 6 - 10 месяцев они снова засоряются.

Фильтросные плиты при монтаже требуют очень тщательной заделки, что на практике выполняется очень редко, и воздух выходит через щель в заделке, минуя фильтросы. Может произойти также выбивание пластин при пуске воздуха.

К сожалению, строители не могут выполнять необходимую схему заделки фильтросных пластин в фильтросных каналах - с оформлением четверти канала в виде “ласточкиного хвоста “ и с использованием раствора на расширяющемся цементе для заделки.

Крепление плит уголками или наклейка их с помощью эпоксидной смолы не могут предотвратить разрушение пластин.

Бывают случаи, когда утечки воздуха происходят не через места заделки пластин, а через раковины или щели в фильтросных каналах, в местах сопряжения воздушных стояков с фильтросным каналом.

Работы по устранению неплотностей в аэрационной системе или замене вырванных фильтросных плит всегда связаны с большими осложнениями. Для возможности выполнения таких работ приходится надолго отключать и опорожнять секции аэротенков, что приводит к повышению нагрузки на остальные аэротенки.

Зимой, когда аэротенки опорожнять нельзя, т. к. оставшаяся вода, замерзая, может разорвать фильтросы, секцию фильтросного канала отключают от воздуховода и вместо нее опускают под воду временную секцию перфорированных труб.

Серьезным недостатком фильтросных плит является их различная степень проницаемости. Поэтому, перед укладкой требуется их сортировка. Пластины, обладающие самым малым сопротивлением, следует укладывать в регенераторе или в первом коридоре.

Сортировка пластин осуществляется с помощью специальной установки для испытания фильтросных пластин.

Такую работу на практике выполняют крайне редко из-за ее сложности. В связи с этим в аэротенки укладываются пластины в произвольном порядке, без учета их пропускной способности. Поэтому, наблюдается неравномерность подачи воздуха по длине коридоров и нерациональное его использование.

Неравномерное распределение воздуха в аэротенках может быть результатом нарушения горизонтальности установки аэраторов, когда основная масса воздуха выходит из наиболее высокорасположенных аэраторов. Требуемая точность укладки фильтросных плит по горизонтали очень высока - не более 2 мм по высоте. Практически такую точность обеспечить весьма непросто.

Равномерность аэрации может резко нарушиться после замены нескольких разрушенных или сорванных плиток новыми, которые имеют сопротивление намного меньше, чем ранее уложенные плитки. Иногда рекомендуется увеличить сопротивление новых плиток, замочив их илом.

Наряду с фильтросными плитами используются перфорированные трубы, главным образом на станциях малой и средней производительности.

Приходится констатировать, что и фильтросные пластины и перфорированные трубы, самые распространенные до последнего времени аэраторы, совершенно не отвечают современным техническим и технологическим требованиям, предъявляемым к ним.

За рубежом нашли применение многие разновидности пористых мелкопузырчатых аэраторов. Так, в Англии и Франции используются купольные, дисковые и грибовидные аэраторы, в США - пористые керамические трубы. Эти конструкции аэраторов обладают такими достоинствами, как легкость монтажа, демонтажа, достаточная механическая прочность, малое число водухораспределительных стояков. К недостаткам следует отнести засорение пор, повышение сопротивления прохождению воздуха, необходимость остановки сооружений для замены аэраторов, вышедших из строя. Чтобы устранить последний из названных недостатков, создают устройства для подъема аэраторов из воды без опорожнения сооружений.

Кроме пористых керамических аэраторов, широкое распространение получают диффузоры из пористого стеклопластика. Находят также применение тканевые аэраторы трубчатой, рамной или тарельчатой конструкции.

Новые конструкции мелкопористых аэраторов начинают широко использоваться и в отечественной практике. В Харькове готовят аэраторы из полиэтиленовых труб со сложным двухслойным (мелкопористым) покрытием из пористого пластика. Трубы легко собираются на резьбе, не подвергаются коррозии, легко демонтируются, они могут регенерироваться в растворе кислоты, отличаются высокой прочностью, не разрушаются при воздействии гидропневматических ударов.

В Минске разработаны конструкции керамических дисковых аэраторов, которые устанавливаются на трубчатой решетке, снабженной подъемными устройствами.

Можно надеяться, что в недалеком будущем новые конструкции мелкопузырчатых аэраторов будут доступны практически каждой станции аэрации.

Механические аэраторы трудно назвать новинкой. Они сравнительно давно используются на ряде станций и, тем не менее, широкого распространения не получили, несмотря на целый ряд преимуществ перед пневматическими аэраторами (их установка не требует строительства и эксплуатации воздуходувной станции, воздуховодов, они просты в изготовлении и эксплуатации, экономичны, обладают высокой окислительной способностью). Вместе с тем, они отличаются недостаточно высокой надежностью работы, что и ограничивает их применение.