К аэрационным системам современных муниципальных и промышленных очистных сооружений предъявляются очень высокие требования надежности, эффективности, адаптивности, долговечности. В наибольшей степени этим требованиям отвечают мембранные системы, т.к. имея высокие технические характеристики, они одновременно экономичны, недороги в обслуживании и могут быть легко адаптированы к изменяющимся параметрам технологического процесса.

Фото 1. Дисковые аэраторы IFUO2-Gigant (геометрия аэратора снижает эффект коалесценции и повышает эффективность передачи кислорода). Муниципальные ОС г.Valleel‘Ondaine, Франция, стационарный монтаж.  Рабочий режим – 15 нм3/час на аэратор (максимальный расход - 30 нм3/час на аэратор).

Надежность и долговечность
При длительной эксплуатации аэраторы должны выдерживать воздействие различных экстремальных стрессовых факторов: сточные воды различные по химическому составу, окислительный потенциал воздуха,  повышенная температура и давление, знакопеременные механические нагрузки. Благодаря материалам высочайшего качества, детальной проработке конструкции, совершенным технологиям производства и непрерывному контролю качества аэраторы IFU отвечают всем этим требованиям и обладают непревзойденной эксплуатационной долговечностью. Более чем 35-летний опыт работы с мембранными аэрационными системами на очистных сооружениях показывает, что период эксплуатации только сменных мембран аэраторов IFU с практически неизменными техническими характеристиками достигает 15 лет.

Конструктивные особенности
Аэраторы IFU прекрасно соответствуют технологиям современных очистных сооружений с участками нитри-/денитрификации, требованием эффективной аэрации и возможности изменять интенсивность аэрации в широких пределах. В случаях периодической аэрации и при аварийных остановках аэраторы IFU предотвращают проникновение воды в распределительную систему (принцип обратного клапана), обеспечивая нормальный старт воздуходувного оборудования.
IFU производит 3 вида дисковых аэраторов диаметром 520 мм, 3 вида трубных аэраторов различных размеров, в том числе требующих минимальную распределительную систему, вертикальные аэраторы для экстремальных промышленных стоков, аэрационные установки IFU KombiMix (аэрация/ перемешивание/ аэрация+перемешивание) - монтаж и пуск за 3 часа.
Предусмотрены различные стандартные способы монтажа самих аэраторов и всей аэрационной системы (фиксированная или подъемная).
Высоко технологичный процесс производства, применение специальных материалов, строго определенная толщина мембран и минимальные технологические допуски гарантируют равномерную аэрацию и стабильную пузырьковую конфигурацию. Число отверстий перфорации и расстояние между ними были определены в результате обширной опытной работы для достижения максимальной контактной поверхности пузырьков воздуха и эффективного переноса кислорода. Параметры перфорации – тип отверстий, соотношения между числом отверстий, их размером и расстоянием между ними обеспечивают адаптацию мембран к изменяющемуся расходу воздуха, гарантируя даже при очень низких расходах активацию всей перфорированной зоны и предотвращая коалесценцию пузырьков воздуха.
В случае аэрационных систем на основе пористой керамики, пористых синтетических материалов, волокнистых структур и т.д. размер пор или отверстий не может быть определен точно. Негативным результатом этого является непредсказуемая интенсивность аэрации, которая к тому же подвержена значительным изменениям в процессе эксплуатации.

Фото 2. Комбинированная аэрационная установка IFU KombiMix: аэрация, перемешивание, аэрация + перемешивание. Монтаж и ввод в эксплуатацию за три часа – это реальность. Расход воздуха для компактных установок – до 1300 нм3/час; мощность двигателя – 4,8 кВт; перемешивающая мощность – 2,6 м3/сек.  На фото – тестовая аэрация.

Обслуживание
Обычно мембранные аэраторы эксплуатируются без сколько-либо значительных затрат или усилий. Благодаря конструкции и эластичности мембран аэраторы IFU обладают эффектом самоочистки. Мембраны меняют линейный размер при различных расходах и освобождаются от грязи и ила, оседающих на них. Обслуживание мембранных аэраторов, работающих в нормальных муниципальных стоках, не предусматривает ничего кроме регулярной очистки путем увеличения расхода воздуха (или давления соответственно). Эта процедура не требует остановки технологического процесса. В насыщенных индустриальных стоках, имеющих тенденцию к химическим превращениям, может возникнуть необходимость добавлять непосредственно в аэрационную систему реактивы для очистки перфорации (два - три раза в неделю). Расход составляет примерно 5-10 мл/аэратор (это же в полной мере относится и к пористым аэраторам).

Фото 3. Аэраторы IFUModulRS 2000 на подъемных секциях. ОС ЦБК. Рабочий режим – 10 нм3/час на 1м аэратора (максимальный расход - 20 нм3/час на 1м аэратора).

Области применения
Аэрационные системы IFU установлены и успешно работают более чем на 1500 очистных сооружений по всему миру: муниципальные ОС г. Даллас (США), г. Хельсингборг (Швеция), г. Лейден (Голландия), г. Дае Гу (Корея), города Вольфсбург, Кайзерслаутерн и Ландау (Германия), ОС молокозаводов, скотобоен, жироперерабатывающих предприятий,  пивных и винодельческих заводов, ЦБК, предприятиях химической и фармацевтической индустрий и т.д.
Для определенных задач могут применяться мембраны из специальных материалов (например, силикон), подбираемые в соответствии с химическим составом стоков. IFU применяет 5 различных материалов, проверенных десятилетиями эксплуатации.
Уже существующие аэрационные системы могут быть заменены на системы IFU легко и экономично с помощью специальных переходников.

Энергозатраты, эксплуатационные затраты и инвестиции
Экономическая оценка предпочтительного выбора аэрационной системы должна включать не только сравнительный анализ первоначальных инвестиций, имеющих капитальный характер, но и оценку денежных потоков за весь полезный срок эксплуатации аэрационной системы. И здесь IFU имеет несомненные преимущества, обусловленные самым длительным сроком полезного использования сменных мембран. Оборудование IFU обеспечивает стабильный и управляемый режим аэрации во всем диапазоне рабочих параметров и в течение всего периода эксплуатации, что делает текущие эксплуатационные издержки стабильными и прогнозируемыми. Производя экономические расчеты с использованием современных методик оценки необходимо оценивать риски изменения стоимости используемых производственных ресурсов предприятия при горизонте планирования минимум в 20 лет  при неизбежном росте стоимости используемых трудовых ресурсов. Нельзя не учитывать изменения политики государства в направлении ужесточения соблюдения экологических стандартов и неизбежное повышение финансовой культуры управления экономическими объектами.

Фото 4. ОС г. Даллас США. 12000 дисковых аэраторов IFUD520-252. Рабочий режим – 15 нм3/час на аэратор (максимальный расход - 30 нм3/час на аэратор).

Информация относительно энергозатрат, величин эксплуатационных и капитальных затрат для аэрационных систем часто приводится без необходимых в этом случае разъяснений. Следующие критерии имеют решающее влияние на энергозатраты:
- глубина установки аэраторов;
- тип воздуходувок и их эффективность;
- вид системы управления воздуходувками;
- скорость воздуха в трубах;
- тип аэраторов (дисковые, трубные, вертикальные);
- плотность установки аэраторов;
- удельный расход воздуха на аэратор;
- допустимые нагрузки на мембрану;
- потери давления;
- температура воды;
- высота расположения объекта на местности;
- технологическая концентрация ила.
На эксплуатационные затраты влияют:

1. вид стоков - муниципальные или промышленные, состав стоков;
2. наличие или отсутствие резервуара предварительной очистки;
3. наличие ступени механической очистки;
4. вариант исполнения: стационарная или подъемная аэрационная система;
5. возможность выпуска воды из резервуара для обслуживания;
6. материал аэраторов;
7. материал распределительной системы;
8. нагрузки на аэраторы;
9. характер аэрации: постоянная или периодическая;
10. химическая очистка аэраторов;
11. ручная очистка аэраторов;
12. интервал обслуживания зависит от пп. 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9.

Капитальные затраты зависят от конфигурации аэрационной системы и нагрузки на нее, также как и от выбора материалов.

Фото 5. Подъемные секции с аэраторами IFU RS 2000  на ОС фармацевтического предприятия.

Технические рекомендации и поддержка
Отсутствие необходимой технической информации, ошибочные расчеты и неверный выбор материалов в большинстве случаев ведут к росту капитальных затрат и/или в дальнейшем к увеличению затрат на эксплуатацию.
Аэрационные системы IFU продаются подготовленными техническими консультантами и непосредственно через производителя. Для аэраторов IFU имеется полный набор данных во всех диапазонах плотностей установки и расходов по потерям давления и переносу кислорода. Прецизионное изготовление мембран дает возможность оценивать расход воздуха по замерам потерь давления на аэрационной системе. Гарантия на установленную систему дается только после проверки монтажа и тестовой аэрации в присутствии специалиста IFU. Огромный практический опыт IFU в области разработки и производства мембранных аэраторов позволяет предлагать необходимые параметры и качество аэрационных систем, как проектировщикам, так и непосредственно операторам очистных сооружений.

Материалы любезно предоставлены Beatrice Weier, USUS GmbH.
Фото – собственность IFU GmbH.
Использование текста и фотоматериалов без предварительного согласования запрещено.