Co się dzieje podczas napowietrzania wody

     Jeśli na stacji uzdatniania wody zastosowano napowietrzanie wody, wówczas dochodzi do usuwania dwutlenku węgla, czyli do neutralizacji, usuwania siarkowodoru, czy nawet metanu, jednocześnie tlen wykorzystywany jest do utlenienia żelaza, manganu, jonu amonowego oraz innych związków, które mogą się utleniać. Jak przebiega utlenianie poszczególnych składników?

     W warunkach domowych stosuje się tylko napowietrzanie za pomocą aspiratorów przed hydroforami (bez przepony!). Taki element nie zawsze jest potrzebny, a przy zmiękczaczach nawet niepożądany.

     W zakładach uzdatniania wody napowietrzanie realizuje się w napowietrzaczach zamkniętych (mieszacze wodno-powietrzne) lub otwartych (różnego typu dysze napowietrzające).

     Jeśli w wodzie obecne jest żelazo i mangan, to w warunkach beztlenowych żelazo występuje w formie wolnego kationu Fe²⁺, rozpuszczalnych hydrokompleksów oraz innych związków Fe(II). Podobnie mangan, przy czym związki manganu są bardziej trwałe i nie ulegają łatwo hydrolizie. Utlenienie Mn(II) do Mn(IV) wymaga dobrego natlenienia i wysokiego odczynu pH. W pierwszej kolejności utleniane jest Fe(II) do Fe(III) (warto przeczytać:  Odżelazianie przez napowietrzanie i filtrowanie), a dopiero potem Mn(II) do Mn(IV). Utlenianie manganu jest jeszcze trudniejsze jeśli w wodzie występują jony amonowe i inne substancje zredukowane.

     W przypadku usuwania jonu amonowego z wody, zakładając, że będzie przebiegała nitryfikacja, do pierwszego jej etapu, czyli utleniania azotu amonowego do azotynowego oraz w drugim etapie, gdy zachodzi utlenianie azotynów do azotanów, zużywany jest tlen. Nitryfikacja przebiega przy udziale bakterii Nitrosomonas i Nitrobacter. Jednocześnie utlenianie jonu amonowego wymaga wg stechiometrii najwięcej tlenu, bo ok. 4,5 mgO₂ na 1 mg jonu amonowego.

     Kolejność i skuteczność utleniania związków żelaza i manganu zależy od ich stężenia, w jakich formach występują (np. trudne do usunięcia są połączenia ze związkami organicznymi), jaki jest odczyn pH wody. Jednocześnie skuteczne napowietrzanie poprawia warunki utleniania, gdyż podnosi pH, poprzez usuwanie CO₂ (wskutek wymiany gazowej), wpływa na usunięcie przeszkadzających metanu i siarkowodoru.

     Ogólnie można przyjąć, że kolejność utleniania jest następująca: żelazo, potem niemal równocześnie jon amonowy i mangan. Bez odpowiedniej dawki tlenu na filtrach mogą się wytworzyć nawet warunki beztlenowe.