Аэрация — насыщение воздухом¶
Аэрация — процесс насыщения жидкости или почвы воздухом (кислородом) путём механического перемешивания, продувки или естественного перемешивания. Термин происходит от латинского aer — «воздух». В широком смысле аэрация означает доступ свежего воздуха к объёму, который в нём нуждается: к воде, почве, зданию или продуктам.
¶Аэрация воды
Аэрация воды — процесс насыщения воды кислородом воздуха. В природе это происходит при падении воды с высоты (водопады, пороги), при волнении и перемешивании ветром поверхностных слоёв. Кислород необходим водным обитателям для дыхания, а также бактериям, которые разлагают органические загрязнения.
В технике аэрацию воды выполняют несколькими способами:
- Каскадная (наливная) — вода подаётся на рассекатель и стекает тонкими струями или плёнкой, контактируя с воздухом. Самый простой и энергоёмкий способ.
- Напорная — вода проходит через специальные устройства (диффузоры, эжекторы) под давлением, где она дробится на мелкие пузырьки и смешивается с воздухом.
- Вакуумная — вода распыляется в герметичной камере, из которой откачен воздух, что ускоряет выделение растворённых газов.
- Барботажная — воздух принудительно пропускается через слой воды через пористые пластины или трубы.
¶Применение в водоснабжении
На станциях водоподготовки аэрация решает несколько задач: удаление растворённого железа и марганца (при контакте с кислородом они окисляются и выпадают в осадок), удаление сероводорода, который придаёт воде запах тухлых яиц, и обезвреживание органических соединений. Аэрация применяется на водоканалах крупных городов России, в том числе в системах подготовки питьевой воды.
¶Аквариумная аэрация
В аквариумах аэрацию обеспечивают компрессоры (аэраторы), подающие воздух через распылитель. Пузырьки, поднимаясь к поверхности, создают течение и перемешивают воду, а на их поверхности растворяется кислород. Аэрация особенно необходима в аквариумах с плотным рыбным населением, при высокой температуре воды (кислород хуже растворяется в тёплой воде) и при наличии большого количества растений, потребляющих кислород ночью.
¶Аэрация почвы
Аэрация почвы — процесс обеспечения доступа воздуха к корням растений. Корни, как и все живые ткани, дышат кислородом и выделяют углекислый газ. В плотной, утрамбованной почве воздухообмен нарушен, корни задыхаются, растения слабеют и хуже усваивают питательные вещества.
Причины ухудшения аэрации почвы:
- уплотнение грунта при строительстве и частом передвижении техники;
- застой воды и переувлажнение;
- структурная деградация — потеря почвой крупных агрегатов;
- образование плотной корки после сильных дождей.
Для улучшения аэрации применяют рыхление, культивацию, введение органических удобрений и песка, а также специальные аэраторы — приспособления с полыми иглами, прокалывающие грунт и подающие в него воздух. В ландшафтном дизайне аэрация газонов выполняется катками-аэраторами с вращающимися ножами или полыми штырями.
¶Аэрация помещений
Аэрация зданий — вентиляция помещений за счёт естественного движения воздуха через окна, форточки, фрамуги и вентиляционные каналы. Правильная аэрация обеспечивает удаление углекислого газа, избыточной влаги, посторонних запахов и поддержание комфортного микроклимата.
В строительстве различают:
- поперечную аэрацию — проветривание через проёмы на противоположных стенах;
- продольную — через проёмы на одной стене;
- комбинированную — сочетание обоих способов.
При проектировании зданий учитывается ориентация окон по сторонам света, роза ветров и расстояние до соседних строений. Недостаточная аэрация приводит к накоплению влаги, конденсату на стёклах, плесени и ухудшению самочувствия людей.
¶Аэрация продуктов
В пищевой промышленности аэрация применяется при производстве мороженого, взбитых сливок, мармелада, некоторых конфет и напитков. Введение воздуха или газов (азота, углекислоты) придаёт продуктам пористую структуру, облегчает их текстуру и меняет органолептические свойства. В пивоварении аэрация сусла перед сбраживанием обеспечивает доступ кислорода дрожжам, что необходимо для их размножения.
¶Аэрация в медицине
В медицинском контексте аэрация лёгких — поступление воздуха в альвеолы при дыхании. Нарушение аэрации возникает при пневмонии, отёке лёгких, бронхоспазме и других заболеваниях и проявляется одышкой и снижением уровня кислорода в крови. Термин также используется в описании рентгенологических снимков: повышенная аэрация лёгочной ткани наблюдается при эмфиземе, пониженная — при инфильтратах и плевральных выпотах.
¶История
Первые системы аэрации воды для городского водоснабжения появились в Европе в XIX веке в связи с ростом городов и эпидемиями, вызванными загрязнением источников водоснабжения. В России активное внедрение аэрационных установок на водоканалах началось в середине XX века при строительстве крупных очистных сооружений.
Источники:
- ГОСТ Р 51232-98. Вода питьевая. Термины и определения
- Справочник по водоподготовке. Под ред. Б. В. Пилипенко
- Строительные нормы и правила (СНиП) по вентиляции зданий
- Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона