Produkty

Rozwiązania

Baza wiedzy

Wpływ ciśnienia na nasycenie wody tlenemTlen jest pierwiastkiem potrzebnym do życia wszystkim organizmom tlenowym. W powietrzu znajduje się stała jego ilość - około 20,9%. Gdy powietrze kontaktuje się z wodą, wówczas tlen atmosferyczny rozpuszcza się w wodzie.

 

 Ilość tlenu rozpuszczonego w cieczy zależy od wielu czynników:

  • od zapewnienia czasu potrzebnego na osiągnięcie równowagi,
  • od mieszania ułatwiającego osiągnięcie pełnego nasycenia,
  • od temperatury cieczy,
  • od obecności innych substancji w cieczy, które mogą zużywać tlen,
  • od ciśnienia otoczenia.

 Część wpływu czynników została już opisana we wcześniejszych artykułach Efektywność procesu napowietrzania oraz Wpływ temperatury na efektywność napowietrzania.

W tym artykule pokrótce zajmiemy się wpływem ciśnienia atmosferycznego na stan nasycenia cieczy (wody lub ścieków) tlenem.

Pierwszym badaczem, który zajął się takim zjawiskiem był William Henry, angielski chemik i fizyk, bliski współpracownik Daltona. Podczas eksperymentów Henry doszedł do wniosku, że ilość gazu, która rozpuszcza się w cieczy, w danej temperaturze jest proporcjonalna do ciśnienia tego gazu.

Dla przybliżenia zjawiska możemy wyobrazić sobie pojemnik z wodą, w której nie jest rozpuszczony żaden gaz ( prężność gazu wynosi zero). Podczas zetknięcia ze środowiskiem gazowym, cząsteczki gazu natychmiast zaczynają wnikać w ciecz, aż do osiągnięcia stanu równowagi. Jednak, gdy zwiększymy ciśnienie otoczenia, działające na tą ciecz, zwiększy się szybkość rozpuszczania gazu w cieczy, znów do osiągnięcia równowagi. Równowaga ta polega na tym, że ta sama liczba molekuł wnika w ciecz i ta sama z niej się wydostaje. Stan taki nazywamy nasyceniem.

Podsumowując, jeśli tlen rozpuszczony w wodzie znajduje się w równowadze z tlenem występującym w atmosferze, mówimy wtedy o stuprocentowym nasyceniu wody tlenem. Natomiast, jeśli przekroczy tą wartość (przy danej temperaturze i ciśnieniu) występuje zjawisko przesycenia wody tlenem (i innymi gazami zawartymi w powietrzu).

Zjawisko to jest niekorzystne z punktu widzenia biocenozy wodnej. Przykładowo w wodzie przesyconej tlenem (gazami) ryby zapadają na tzw. "chorobę bąbelkową".

Oczywiście proces zmiany nasycenia tlenem zachodzi w dwie strony - gdy gwałtownie zmniejszymy ciśnienie, gaz zacznie się wydobywać z cieczy (wtedy może przybrać postać bąbelków w cieczy).

tlen w wodziePowróćmy do naczynia z wodą i wyobraźmy sobie, że umieszczamy ją w komorze ciśnieniowej. Kiedy zwiększamy ciśnienie, zgodnie z prawem Henry’ego zwiększa się nasycenie wody gazami atmosferycznymi. Gaz rozpuszcza się w wodzie, aż do osiągnięcia równowagi ciśnień (nasycenia). Zmniejszając ciśnienie w komorze następuje zjawisko odwrotne do rozpuszczania. Gaz dąży do osiągnięcia stanu równowagi, zaczyna się on wydobywać z cieczy, dążąc do zmniejszania gradientu ciśnienia. Dopóki redukcja ciśnienia odbywa się stopniowo i gradient ciśnienia nie jest zbyt duży, rozpuszczony gaz wydobywa się z roztworu bez tworzenia bąbelków. Jeśli wystąpi gwałtowny spadek ciśnienia zewnętrznego (duży gradient ciśnienia) proces desaturacji zachodzi tak szybko, że gaz zaczyna formować charakterystyczne bąbelki.

 

ciśnienie - schemat

Najprostszym przykładem, obrazującym to zjawisko jest gwałtowne otwarcie butelki z napojem gazowanym. Otwierając butelkę zmieniamy warunki otoczenia, czyli zmniejszamy ciśnienie, co skutkuje gwałtownym wydobywaniem pęcherzyków gazu.

szklanka wody

Podsumowując: ciśnienie atmosferyczne ma ogromny wpływ na rozpuszczalność gazów w cieczy. Im wyższe jest ciśnienie, tym lepsza rozpuszczalność.

Znajomość tego zjawiska ma zastosowanie wszędzie tam, gdzie do przeżycia organizmów wodnych potrzebny jest tlen - na stawach hodowlanych są to ryby, natomiast w oczyszczalniach ścieków są to mikroorganizmy osadu czynnego.

Oczywiście nie mamy wpływu na zmiany ciśnienia atmosferycznego. Jednak, choć częściowo możemy zabezpieczyć się przed nagłym wysyceniem tlenu z wody ( spowodowanym przez nagłe spadki ciśnienia np. w czasie burzy) - stosując systemy napowietrzania.

 

Szybki kontakt

AKWATECH SYSTEMY Sp. z o.o. Sp.K.

ul. Serbska 4
61-696 Poznań
tel. +48 61 8202011
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

Galeria zdjęć

Newsletter

Subskrybuj

Przeczytanie naszego newslettera zajmie Ci zaledwie kilka minut, dzięki którym będziesz na bieżąco. Wybierz grupy tematyczne, które mogą Cię zainteresować:
Dziękujemy za zapisanie się na naszą listę. Już wkrótce otrzymasz nasz biuletyn. Pamiętaj, że zawsze możesz się wypisać.

Współpraca

     Sklep z gotowymi rozwiązaniami do napowietrzania stawów i oczek wodnych.