Аэрация — процесс насыщения воды растворённым кислородом. В практике проектирования прудов аэрация воды применяется с целью интенсификации процессов обогащения воздухом водных объёмов прудов. Повышенная концентрация молекул O2 позволяет активизировать процессы естественного аэробного биохимического окисления органических веществ и создаёт условия для развития полезной биоты водоёмов (гетеротрофов и автотрофов) — всё это способствует самоочищению водоёма.
Обычно нехватка кислорода особенно остро ощущается в следующие периоды:
– в жаркую летнюю погоду;
– в зимний период при замёрзшем зеркале воды.
Процессы искусственного аэрирования имеют наибольшую актуальность в непроточных водоёмах. В непроточных водных экосистемах водообмен с окружающей средой отсутствует как таковой или минимален, следствием чего становится острый дефицит растворённого кислорода. Именно непроточные водоёмы больше всего подвержены риску эвтрофии и загрязнения.
Аэрация воды в водоёмах может быть обеспечена различными способами:
– общими гидротехническими конструкциями пруда — устройство перепадов, быстротоков, создание турбулентных течений;
– устройством в компоновке пруда специальных сооружений — фонтанов;
– применением специализированного оборудования — аэраторов.
Наиболее эффективным способом обогащения водной среды воздухом является применение аэраторов той или иной конструкции. Остальные способы в большинстве практических случаев являются вспомогательными, а при наличии необходимости доведения концентрации кислорода до необходимой величины — просто недостаточными.
Система аэраторов должна быть запроектирована таким образом, чтобы её производительность была не меньше потребности водоёма в обогащении воды кислородом. Величина потребности в кислороде P, измеряемая в мгO2/с, определяется как
P = Q ∙ p,
где:
Q — расход воды, принятый в проекте системы водооборота;
p — удельная потребность в кислороде, мгO2/л, рассчитываемая по формуле
p = (qQ2 нормат – qQ2 фактич) + 2 ∙ (БПК20 фактич – БПК20 нормат),
БПК20 нормат — нормативное биохимическое потребление кислорода, затрачиваемое на на аэробное биохимическое окисление, мгO2/л (не более 6 мгO2/л);
БПК20 фактич — фактическое биохимическое потребление кислорода, мгO2/л.
Рассеиватели аэраторов в зимний период обеспечивают поддержание незамерзающих лунок (прорубей). К примеру, рассеиватель аэратора Velda Silenta Outdoor Pro 6000 при глубине расположения 1,5 м сохраняет лунку диаметром не менее 700 мм. Обычно рассеиватели размещаются в мелководных зонах для предотвращения чрезмерного переохлаждения воды.
В непроточных прудах даже при применении аэраторов желательна организация принудительного водооборота — течение воды по замкнутому циклу.