Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Głębokie napowietrzanie jezior jako element ich rekultywacji

Na zdjęciu: Aerator pulweryzacyjny na jeziorze Trzesiecko w trakcie pracy. Urządzenie służy do głębokiego napowietrzania wody, dzięki czemu skutecznie przeciwdziała zjawiskom "zakwitania" jezior (rozwoju glonów w akwenie i masowego śnięcia ryb).
Na zdjęciu: Aerator pulweryzacyjny na jeziorze Trzesiecko w trakcie pracy. Urządzenie służy do głębokiego napowietrzania wody, dzięki czemu skutecznie przeciwdziała zjawiskom "zakwitania" jezior (rozwoju glonów w akwenie i masowego śnięcia ryb).
Fot. szczecin.fotopolska.eu

Beztroskie zanieczyszczanie wód powierzchniowych, w tym również stojących, doprowadziło do znacznego zdegradowania wielu jezior w Polsce. Napowietrzanie wód, a także ścieków jest bardzo istotnym zagadnieniem w technikach rekultywacji i ochronie wód powierzchniowych. Energia potrzebna do napowietrzania ścieków stanowi ok. 3/4 całego zapotrzebowania energetycznego oczyszczalni. Dlatego tak ważna jest sprawność tego procesu i ma ona bardzo istotne znaczenie dla wysokości kosztów, jakie trzeba ponieść na oczyszczenie.

Inspiracją do napisania poniższego artykułu była publikacja mgr. inż. Sebastiana Kawy w nr. 7–8/2017 „Rynku Instalacyjnego” dotycząca aeratora strumieniowego dennego (ASD). W ramach rozwinięcia tematu, ale również sprostowania pewnych informacji zawartych w tej publikacji, poniżej omówiono kilka istotnych aspektów związanych z głębokim napowietrzaniem jezior jako elementem ich rekultywacji.

Zagadnieniem napowietrzania głębokich jezior bez zakłócania ich stratyfikacji Instytut Ekologii PAN zajmował się już od lat osiemdziesiątych. Opracowano tam prototypowe urządzenie do tego celu, pod nazwą Ekoflox. W drugiej połowie tej samej dekady w przedsiębiorstwie Biotechnika skonstruowano drugą wersję tego urządzenia, pod nazwą Diflox. Prace nad tym zagadnieniem prowadziła na terenie Polski holenderska firma Multireactor. Obecnie kontynuuje je firma Biopax-WBWW we współpracy z Uniwersytetem Zielonogórskim.

Wyjaśnienia wymaga zjawisko pionowej stratyfikacji termicznej jezior i jej roli w metabolizmie zbiornika. W naszej szerokości geograficznej jeziora o głębokości 10 m i więcej podlegają tzw. pionowej stratyfikacji termicznej. Zjawisko to polega na uwarstwieniu wody, przy czym poszczególne warstwy nie mieszają się ze sobą przez cały okres lata i zimy. Wymieszanie występuje tylko dwa razy w roku, w czasie tzw. cyrkulacji jesiennej i wiosennej. Oznacza to, że latem tworzą się trzy niemieszające się warstwy wody: ciepła, stale natleniana wiatrem warstwa powierzchniowa – epilimnion, przejściowa warstwa – metalimnion (termoklina) oraz zimna warstwa o temperaturze ok. 4–6°C – hypolimnion.

Czytaj też: Podstawy teoretyczne płukania filtrów pospiesznych wody >>>

Termoklina układa się na głębokości ok. 8–10 m. Jednocześnie do głębokości kilku metrów, a więc w obrębie epilimnionu, występuje tzw. strefa fotyczna, do której dociera światło i jest to w związku z tym jednocześnie strefa występowania flory jeziornej. Głębsze warstwy nie są zasilane w tlen pochodzący od działania wiatru i roślin zielonych, a występująca tu najczęściej fauna korzysta z tlenu, który został zmagazynowany w wodzie po cyrkulacji wiosennej. Jeśli przyrost roślinności w epilimnionie jest wysoki, to w hypolimnionie szybko mamy do czynienia z dużą zawiesinę w postaci martwych części roślin, które jako zawiesina organiczna do procesu w swojego rozkładu wymagają dużej ilości tlenu. Jeśli do tego dodamy potrzeby oddechowe fauny wodnej, okaże się, że bardzo często w hypolimnionie występuje zjawisko tzw. przyduchy, czyli znacznego deficytu tlenowego.

Konsekwencją wystąpienia warunków redukcyjnych (niedotlenionych czy nawet beztlenowych) jest niszczenie kompleksu sorpcyjnego naturalnie rozpuszczonego w wodzie żelaza. Żelazo z formy Fe3+ przechodzi w Fe2+. Doprowadza to do gwałtownego uwalniania fosforu, co dalej nakręca i przyspiesza spiralę eutrofizacji (przeżyźnienia), mogącej trwale „uszkodzić” ekosystem zbiornika wodnego.  Pierwszym objawem takiego stanu jest gwałtowny zakwit jeziora. Drugim negatywnym, powszechnie znanym i bardzo widocznym objawem deficytu tlenowego jest masowe śnięcie ryb. Jest to sygnał, że rozpoczął się proces gwałtownego umierania zbiornika.

Jak wynika z powyższego uproszczonego schematu, pierwszym zabiegiem rekultywacyjnym w obrębie samej misy jeziora powinna być likwidacja deficytu tlenowego w hypolimnionie (pod termokliną), a zwłaszcza strefy przydennej, żeby zahamować uwalnianie fosforu i przywrócić zdolność jego wiązania jonom żelaza. Problemem, który tu napotykamy, jest konieczność podjęcia decyzji, czy zburzyć pionową stratyfikację zbiornika. Znakomita większość limnologów jest zdecydowanie przeciwna takim zabiegom, preferując działania jak najmniej inwazyjne. A to właśnie napowietrzenie hipolimnionu bez zakłócenia stratyfikacji zbiornika jest zabiegiem najmniej inwazyjnym w całym przedsięwzięciu. Jego przeprowadzenie jest możliwe za pomocą specjalnie skonstruowanego ASD.

Jeżeli jezioro potraktujemy jako dynamiczny układ chaotyczny, na który chcemy wpłynąć w sposób porządkujący, dający konkretny, zamierzony efekt, musimy wprowadzić czynnik (np. działanie poprzez jakieś urządzenie) na tyle silny, żeby dały się zauważyć skutki w postaci uporządkowania przebiegów procesu w jeziorze. Oznacza to, że działanie w przestrzeni jeziora musi być na tyle znaczące, żeby wpłynęło i ukierunkowało procesy w sposób przez nas pożądany. Nie każde działanie jest bowiem w stanie uporządkować chaos, znamienne jest tu powiedzenie: „kijem Wisły nie zawrócisz”. Z całym szacunkiem dla wszystkich pomysłów, takich jak np. aerator pulweryzacyjny, jedynym urządzeniem mogącym spełnić wszystkie wymienione powyżej warunki jest ASD z szerokim płaszczem powrotnym (rys. 1).

Rys. 1. Aerator strumieniowy denny z szerokim płaszczem powrotnym; rys. archiwum autora (J. Waś)
Rys. 1. Aerator strumieniowy denny z szerokim płaszczem powrotnym; rys. archiwum autora (J. Waś)

 

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[napowietrzanie wody, napowietrzanie jezior, aeracja, aerator]

   13.07.2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Konkurs dla małych projektantów! Spraw prezent swojemu dziecku »

wentylacja

 



Obejrzyj film o bezinwazyjnej renowacji rur » Jakich zabezpieczeń wentylacyjnych potrzebujesz »
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Jakie są korzyści z montażu stropów z rekuperacją w salach operacyjnych »

rekuperacja w salioperacyjnej

 



10 pytań o sterowanie ogrzewaniem grzejnikowym » Oszczędzaj nawet do 63% na zużyciu wody »
sterownik do pompy wodnej
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy automatyzacja klimatyzacji musi być droga »

automatyzacja klimatyzacji

 



Poznaj zalety pomp nowej generacji » 5 powodów, dla których warto zainwestować w pompę ciepła »
pompy woda powietrze pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


Polecamy sprawdzone metody na pomiar spalin w zamkniętym pomieszczeniu »

pomiar spalin

 



Jakie produkty pomogą ci w walce o czyste powietrze » Serwis pompy ciepła bez problemów - jak to zrobić »
program czyste powietrze serwis pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


Jak działa technologia klimatyzacji bez przeciągów »

wentylacja

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
5/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 5/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - OZE w zakładach WOD-KAN
  • - Filtry antysmogowe do central
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl