В Ярославле разработана технология обработки жидкостей, позволяющая эффективно насыщать воду кислородом без использования компрессорного оборудования. В основе разработки — кавитационный аэратор Волкова, применяемый в системах водоочистки и водоподготовки.
Новая технология аэрации воды
Учёные Ярославского государственного технического университета совместно с индустриальным партнёром разработали устройство для обработки жидкостей на основе управляемого понижения давления внутри потока. Технология позволяет создавать в жидкости особую зону низкого давления, в которой возникает кавитация — процесс, сопровождающийся образованием и схлопыванием пузырьков.
Одно из практических применений разработки — очистка и подготовка воды. Кавитационный аэратор позволяет эффективно насыщать воду кислородом, который необходим для окисления растворённых соединений железа и других примесей.
Как кавитация используется в водоочистке
В традиционных системах аэрации для насыщения воды кислородом применяются компрессоры и дополнительное оборудование. В технологии с кавитационным аэратором Волкова используется энергия уже имеющегося потока воды.
Это позволяет отказаться от отдельного компрессора и упростить технологическую схему станции. По данным разработчиков, прототипы устройства проходили испытания в системах водоочистки в сельской местности, где показали эффективность и экономическую целесообразность.
Кроме насыщения воды кислородом, кавитационный процесс способствует удалению растворённых газов, в том числе сероводорода, углекислого газа и метана, которые могут ухудшать качество воды.
Применение технологии в станциях АкваВортекс
Кавитационный аэратор Волкова используется в технологической схеме блочно-модульных станций АкваВортекс. Его применение позволяет реализовать безреагентную технологию водоочистки с меньшим количеством вспомогательного оборудования.
После аэрации вода поступает в контактную ёмкость, где продолжается процесс окисления растворённых примесей. Затем вода проходит последующие ступени очистки и обеззараживания.
Такой подход особенно актуален для очистки воды из артезианских скважин, где часто требуется удаление железа, марганца, сероводорода и других характерных для подземных источников примесей.
Наука и промышленность в одной технологии
Разработка кавитационного аэратора стала результатом сотрудничества ЯГТУ и индустриального партнёра. В ходе исследований специалисты изучали образование кавитационного вихря с использованием математических расчётов и компьютерного моделирования. Для изготовления деталей прототипа применялась 3D-печать инженерными материалами.
Сегодня подобные разработки позволяют переносить результаты фундаментальных исследований в практические системы водоподготовки и водоочистки.