环境工程专业实验——曝气设备充氧能力测定

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1、曝气设备充氧能力的测定一实验目的活性污泥法处理过程中曝气设备的作用是使空气、活性污泥和污染物三者充分混合，使活性污泥处于悬浮状态，促使氧气从气相转移到液相，从液和转移到活性污泥上，保证微生物有足够的氧进行物质代谢，由于氧的供给是保证生化处理过程正常进行的主要因素之一，因此，工程设计人员和操作管理人员常需通过实验测定氧的总传递系数KLa、评价曝气设备的供氧能力和动力效率。通过本实验希望达到下述目的：（1）掌握测定曝气设备的氧总传递系数和充氧能力的方法。（2）加深对曝气充氧机理及影响因素的理解；（3）了解各种测试方法和

2、数据整理方法的特点。二实验原理先用亚硫酸钠（或氮气）进行吹氧，使水中溶解氧降到零，然后再曝气，直至溶解氧升高到接近饱和水平。假定这个过程中液体是完全混和的，符合一级动力学反应，水中溶解氧的变化可以用式（6－1）表示dC/dt=KLa(Cs－C)（6－1）式中：dC/dt——氧转移速率（mg／L·h）KLa——氧的总转移系数（L／h），KLa可以认为是一混和系数。它的倒数表示使水中的溶解氧由C变到Cs所需要的时间，是气液界面阻力和界面面积的函数。Cs——试验条件下自来水（或污水）的溶解氧饱和浓度（mg／L）C——相应

3、于某一时刻t的溶解氧浓度（mg／L）。将式（6－1）积分得：㏑（Cs－C）=-KLa·t＋常数（6－2）式（6－2）表明，通过试验测得Cs和相应于每一时刻t的溶解氧C值后，绘制㏑（Cs－C）与t的关系曲线，其斜率即KLa（见图6—1）。图6—1（Cs－C）与t关系曲线（半对数坐标）三实验装置与设备（一）实验装置实验装置的主要部分为泵型叶轮和模型曝气池，如图6—2所示。为保持曝气叶轮转速在实验期间恒定不变，电动机要接在稳压电源上。简图测呼吸速率实验设备示意图（二）实验设备和仪器仪表1.模型曝气池硬塑料制2.泵型叶轮铜

4、制直径3.电动机单向串激电机220V2.5A4.溶解氧测定仪5.秒表图6－2曝气设备充氧能力实验装置示意图四实验步骤1.向曝气筒注入自来水，测定水样体积（L）和水温t(℃)，并进行曝气，数小时（0.5h，即DO值不再上升为止）后,用溶解氧测定仪测定实验条件下自来水的溶解氧饱和浓度CS和水温,继续曝气。2.由水温查出实验条件下水样DO饱和值Cs，并根据Cs和V求出投药量，然后投药，脱氧。3.计算C0Cl2和Na2SO3的需要量：COCl22Na2SO3+O2——→2Na2SO4从上面反应式可以知道，每去除1mg溶解氧

5、需要投加7.9mgNa2SO3，根据水池的容积和自来水（或污水）的溶解氧浓度可以算出Na2SO3的理论需要量CS，实际投加量应为理论值的150～200%。计算方法如下：W1=V×CS×7.9×(150-200%)式中：W1—Na2SO3的实际投加量（g）；V—曝气池体积（l）。催化剂氯化钴的投加量，按照维持池子中的钴离子浓度为0.05～0.5mg/l左右计算，计算方法如下：W2=V×0.5×129.9/58.9式中：W2—COCl2投加量（g）；4.将Na2SO3和COCl2溶解后直接投加在曝气叶轮处，使其迅速扩散

6、。5.DO会降到最低，随着曝气不断进行，当DO开始上升时开始定期（DO每变化一次就读取）读取溶解氧的浓度，并作记录，直到溶解氧达饱和值（起初曝气时的数值）时结束试验。五注意事项1.在实验室进行充氧实验时，实验模型较小，故只能有一个测定点，无须布置9—12个测定点。2.泵型叶轮曝气有困难时．可以用压缩空气代替，但应注意实验期间要保证供气量恒定。六实验结果整理1．记录实验设备及操作条件的基本参数曝气池内径D=m；高度H=m；体积V=m3。水温T=℃；实验条件下自来水的Csmg/l电动机输入功率；COCl2投加量(g)；

7、Na2SO3投加量(g)2．在表6—1中记录不稳定状态下充氧试验测得的溶解氧值，并进行数据整理。表6—1t(min)C(mg/l)(CS-C)(mg/l)ln(CS-C)(mg/l)3．以溶解氧浓度C为纵坐标，时间t为横坐标，作ln(CS-C)与t关系曲线图（必须用坐标纸）。图解得出氧的总传递系数KLa4．画出实验中DO测定点示意图，查阅资料说明测定点位置应该如何设定？