Процесс, при котором жидкость насыщается кислородом при помощи распределительных устройств, получил название аэрация или барботаж. Этот процесс широко применяют многие области народного хозяйства. Важная роль отводится барботажу в подготовке воды и очистке канализационных вод.
В биологических очистных конструкциях в процессе очистки стоков основная роль отводится аэрации, насыщению воды кислородом. Процесс аэрации происходит в специальных емкостях, называемых аэротенками. В этих резервуарах создается благоприятная среда для процессов жизнедеятельности бактерий и микроорганизмов, для этого поддерживают наилучшую для них насыщенность растворенного кислорода.
В процессе барботажа в поступивших стоковых водах постепенно образуются активный ил в виде хлопьев. На иле начинают активно развиваться колонии микроорганизмов и бактерий, которые потребляют кислород. Эти бактерии перерабатывают сложные жиры и мочевину, а также другие сложные загрязняющие вещества в более простые, к примеру, в азот, который уходит в атмосферу. Аэрация очень важна в очистке канализационных стоков, так как без нее не будет растворяться кислород, а значит, в процессе очистки будет происходить только осаждение осадка и гниение.
Исследователи стремятся основательно изучить процесс барботажа, создать рациональные аэраторы и отобрать оптимальные материалы для этих устройств. На сегодняшний день в промышленности применяются такие типы аэраторов: полимерные, эжекторные, барботажи на основе плоских пластин из материалов с пористой структурой.
Чтобы процесс насыщения канализационных вод кислородом происходил быстрее и равномернее, уменьшают размер пузырька воздуха, который выходит из аэратора, а также целесообразно распределяют аэрирующую поверхность по всему резервуару. Особое внимание уделяют подбору материала и конструкции, таким образом, чтобы в процессе аэрации в воздуховоды не попадали взвешенные вещества и не осаждались на поверхности аэратора и не забивали поры.
Наиболее оптимальными на сегодняшний день считаются аэраторы, в которых применяются пористые полимерные пленки, натянутые на перфорированные трубы или другие кольцевые конструкции. Полимерный материал эластичный и устойчивый к гидролизу и влиянию микроорганизмов. Перфорацию обычно наносят при помощи лазера или методом химического воздействия. Лазерная перфорация отличается однородностью микроскопических отверстий, от чего ускоряется процесс насыщения кислородом.
