实验一 曝气设备清水充氧实验

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1、实验一曝气设备清水充氧实验曝气是活性污泥系统的一个重要环节。它的作用是向池内充氧，保证微生物生化作用所需之氧，同时保持池内微生物、有机物、溶解氧，即泥、水、气三者的充分混合，为微生物降解创造有利条件。因此了解掌握曝气设备充氧性能，不同污水充氧修正系数α、β值及其测定方法，不仅对工程设计人员、而且对污水处理厂运行和管理人员也至关重要。此外，二级生物处理厂中，曝气充氧电耗占全厂动力消耗的60-70%，因此高效省能型曝气设备的研制是当前污水生物处理技术领域面临的一个重要课题。因此本实验是水处理实验中的一个重要项目，一般列为必开实验。一、目的1、加深理解曝气充氧的机理

2、及影响因素2、了解掌握曝气设备清水充氧性能测定的方法。3、测定几种不同形式的曝气设备氧的总转移系数KLas，氧利用率η%,动力效率E等，并进行比较二、原理曝气是人为的通过一些设备加速向水中传递氧的过程，常用的曝气设备分为机械曝气与鼓风曝气两大类，无论哪一种曝气设备。其充氧过程均属传质过程，氧传递机理为双膜理论，如图3所示在氧传递过程中，阻力主要来自液膜，氧传递基本方程式为：式中：——液体中溶解氧浓度变化速率。mg/L·min；――氧传质推动力，mg/L；——液膜处饱和溶解氧浓度，mg/L；——液相主体中溶解氧浓度，mg/L；——氧总转移系数，1/min；DL—

3、—液膜中氧分子扩散系数；YL——液膜厚度；A——气液两相接触面积；W——曝气液体体积；由于液膜厚度YL和液体流态有关，而且实验中无法测定与计算，同样气液接触面积A的大小也无法测定与计算，故用氧总传递系数KLa代替。将上式积分整理后得曝气设备氧总传递系数KLa计算式。式中：KLa——氧总转移系数，1/min；t0、t——曝气时间，min；C0——曝气开始时池内溶解氧浓度，t0＝0时，C0＝0，mg/L；Cs——曝气池内液体饱和溶解氧值，mg/L；Ct——曝气某一时刻t时，池内液体溶解氧浓度，mg/L。由式中可见，影响氧传递KLa的因素很多，除了曝气设备本身结构尺

4、寸，运行条件而外，还与水质水温等有关。为了进行互相比较，以及向设计、使用部门提供产品性能，故产品给出的充氧性能均为清水，标准状态下，即清水（一般多为自来水）一个大气压200C下的充氧性能，常用指标有氧的总转移系数KLas，充氧能力QC、动力效率E和氧利用率η%。曝气设备充氧性能测定实验，一种是间歇非稳态性，即实验时一池水不进不出，池内溶解氧浓度随时间而变；另一种是连续稳态测定法，即向池内注满进出水，池内注满所需水后，将待曝气之水以无水亚硫酸钠为脱氧剂，氯化钴为催化剂，脱氧至零后开始曝气，液体中溶解氧浓度逐渐提高。液体中溶解氧的浓度C是时间t的函数，曝气后每隔一

5、定时间t取曝气水样，测定水中溶解氧浓度，从而利用上式计算KLa值，或是以亏氧量(Cs－Ct)为纵坐标，在半对数坐标纸上绘图，直线斜率即为KLa值。三、实验装置及设备（一）实验装置实验装置主要部分为泵型叶轮和模型曝气池。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。（二）实验设备和仪器仪表1、KL－1型单阶完全混合曝气装置2、溶解氧测定仪3、电磁搅拌器4、秒表5、广口瓶、烧杯（三）药品1、无水亚硫酸钠2、氯化钴四、实验步骤平板叶轮表面曝气清水充氧实验步骤（用自来水或二次沉淀池出水进行实验）1、确定曝气池内测定点（或取样点）位置。在平面上测定点可以

6、布置在三等分池子半径的中点和终点（见右图），在立面上布置在离池面和池底0.3m处，以及池子一半深度处，共取12个测定点（或9个测定点）。2、测定曝气池的容积3、向池内注满自来水4、计算CoCl2和Na2SO3的需要量CoCl2Na2SO3＋1/2O2————→Na2SO4从上面反应式可以知道，每去除1mg溶解氧需要投加7.9mgNa2SO3。根据池子的容积和自来水（或污水）的溶解氧浓度可以算出Na2SO3的理论需要量。实际投加量应为理论值的150－200％。计算方法如下：W＝V×Cs×7.9×（150－200％）式中：W——Na2SO3的实际投加量（kg/g）

7、V——曝气池体积（m3或L）催化剂氯化钴的投加量，按维持池子中的钴离子浓度为0.05－0.5mg/L左右计算。5、将Na2SO3和CoCl2溶解后直接投加在曝气叶轮处，或者用泵抽送到曝气池，使其迅速扩散。6、当溶解氧测定仪的指针达到0后，开始启动电机进行曝气，同时定期测定各测定点的溶解氧浓度，并作记录，直至溶解氧达到饱和值时结束实验（0.5－1min读数一次）。五、实验数据记录处理1、记录实验设备及操作条件的基本参数实验日期：__________年_______月_______日模型曝气池：内径D＝______m高度H＝______m体积V＝______m3水

8、温______℃室温______℃气压