2022年实验六-曝气充氧实验.docx

精品学习资源试验六 曝气充氧试验一、试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，从液相转移到活性污泥上，保证微生物有足够的氧对有机污染物进行氧化降解； 由于氧的供应是保证生化处理过程正常进行的主要因素之一，因而需通过试验测定氧的总传递系数KLa, 评判曝气设备的供氧才能和动力效率，为合理的挑选曝气设备供应理论依据；通过本试验期望到达以下目的：1、加深懂得曝气充氧机理及影响因素；2、把握测定曝气设备的氧总传递系数和充氧才能的方法；3、明白各种测试方法和数据整理的方法；二、试验原理所谓曝气就是人为的通过一些设备， 加速向水中传递氧的一种过程；现行通过曝气方法主要有三种，即鼓风曝气、机械曝气、鼓风机械曝气；鼓风曝气是将由鼓风机送出的压缩空 气通过管道系统送到安装在曝气池池底的空气扩散装置曝气器，然后以微小气泡的形式 逸出，在上升的过程中与混合液接触、扩散，使气泡中氧转移到混合液中支；机械曝气就是 利用安装在水面的叶轮的高速转动，猛烈搅动水面，产生水跃，使液面与空气接触的外表不 断更新，使空气中的氧转移到混合液中去；曝气的机理可用假设干传质理论来加以说明，但 水处理界比较公认的是刘易斯Lewis于怀特曼 Whitman创建的双膜理论；双膜理论是基于在气液两相界面存在着两层膜气膜和液膜的物理模型；它的内容是：在气液两相接 触界面两侧存在着气膜和液膜， 它们处于层流状态， 气体分子从气相主体以分子扩散的方式经过气膜和液膜进入液相主题， 氧转移的动力为气膜中的氧分压梯度和液膜中的氧的浓度梯度，传递的阻力存在于气膜和液膜中，而且主要存在于液膜中；如下图：欢迎下载精品学习资源氧扩散方向PCP液相主体气相主体PC气G膜双膜理论模型影响氧转移的因素主要有温度、污水性质、氧分压、水的紊流成都、气液之间接触时间和面积等；氧转移的基本方程式为dc欢迎下载精品学习资源dtK LaK LaDLCS. A /CX f V欢迎下载精品学习资源式中dc 液相主体中氧转移速度 mg/l ·mindtCs液膜处报和溶解氧浓度 mg/L C液相主体中溶解氧浓度 mg/L K La为氧总转移系数DL氧分子在液膜中的扩散系数A气液两相接触界面面积 m2Xf液膜厚度 mV曝气液体容积 L由于液膜厚度 Xf 及两相接触界面面积很难确定，因而用氧总转移系数K La 值代替； K La值与温度、水紊动性、气液接触面面积等有关；它指的是在单位传质动力下，单位时间内向单位曝气液体中充氧量，它是反映氧转移速度的重要指标；欢迎下载精品学习资源KLa1lnsottost欢迎下载精品学习资源式中： KLa 氧总转移系数， l/min ；t 、t0 曝气时间， min；欢迎下载精品学习资源0 曝气开头时烧杯内溶解氧浓度t0=0 时， C0=？ mg/L，mg/L ； s 烧杯内溶液饱和溶解氧值， mg/L ；t 曝气某时刻 t 时，烧杯内溶液溶解氧浓度， mg/L评判曝气设备充氧才能的方法有两种： 不稳固状态下的曝气试验，即试验过程中溶解氧浓度是变化的， 由零增加到饱和浓度； 稳固状态下的试验 ,即试验过程中溶解氧浓度保持不变；本试验仅进行在试验室条件下进行的清水和污水在不稳固状态下的曝气试验；三、试验设备及仪器1、试验装置如图稳压电源电动机泵形叶轮电动机支架溶解氧仪溶解氧探头模型曝气池2、卷尺3、溶解氧测定仪4、烧杯 100mL配玻棒5、计时表6、无水亚硫酸钠7、催化剂：氯化钴8、电子天平四、试验步骤1、向模型曝气池注入自来水至曝气叶轮外表稍高处，用卷尺测出模型曝气池内水的高 度 Hm和模型曝气池的直径Dm，进而运算出模型曝气池的容积 V， m3 或 L；留意：注水时水的流速不能过大，应防止模型曝气池中注入的原水含有气泡；2、仔细预习溶氧仪的使用方法， 用胶带将极化校正过 的溶氧仪探头捆绑在大玻棒上， 并将探头伸入水下 1/2 处；欢迎下载精品学习资源留意： 在试验过程中， 探头伸入水下的深度应尽量保持一样， 并要防止溶氧仪探头与曝气头相接触；3、启动曝气叶轮，使其缓慢转动 留意：仅使水流流淌，不能产愤怒泡 ，用溶氧仪测定自来水水温顺水中溶解氧值，当溶氧仪数值稳固时记录其为初始溶解氧浓度0；4、依据 0 运算试验所需要的消氧剂 Na2SO3 和催化剂 CoCl2 的量，并称取；Na2SO3+1/2O2=Na2SO41脱氧剂无水亚硫酸钠用量：2SO3；依据池子的容积和自来水的溶解氧浓度，可以算出Na2SO3 的理论需要量；实际投加量应为理论值的150%-200%；运算方法如下： W1=V×0×7.9 ×150%-200%式中 W1 为 Na2SO3 的实际投加量， mg；2催化剂氯化钴用量：催化剂氯化钴的投加量按维护池子中的钴离子浓度为0.05-0.5mg/L 左右运算；运算方法如下： W2=V× ×式中 W2 为 CoCl2 的实际投加量， mg；5、将 Na2 SO3 和 CoCl2 用蒸馏水样溶解后投放在曝气叶轮处；留意：因 Na2SO3 和 CoCl 2 称取量较少， 应多次冲洗称量瓶， 并将冲洗水倒入模型池内；6、待溶解氧读数为零时，加快叶轮转速，使模型池内出现曝气充氧状态，此时开头计时，每隔 1min 测定池内溶解氧值，直至溶解氧值不再增长为止，此时即为饱和溶解氧浓度s；随后关闭曝气装置；留意：因记录时间间隔较短，两人应充分合作；一人掌握溶解氧探头，防止溶氧仪探头和曝气盘接触，一人记录；五、试验数据及结果整理模型曝气池内径 D=试验条件下自来水的m，高度 H=mg/Lms=表 1 原始试验记录表水样体积 V：L； 水温：；初始溶解氧浓度 0：mg/L1、测定并记录试验基本参数，记录格式如下： 试验日期年月日欢迎下载精品学习资源无水亚硫酸钠用量：g；氯化钴用量：g欢迎下载精品学习资源测量时间tmin溶解氧浓度1235欢迎下载精品学习资源mg/Ls- mg/L 2、数据整理；1) 以溶解氧浓度 为纵坐标、时间 t 为横坐标，作 与 t 的关系曲线；2) 依据 -t 曲线运算相应于不同 值的 d/dt，记录于表 2 中；表 2 不同 值的 d/dtmg/Ld/dtmg/ L·min 3以 d/dt 为纵坐标、 s-为横坐标，绘制出 d/dt 与 的关系曲线，得到直线的斜率欢迎下载精品学习资源为所求的 KLa；或充氧时间 t 为横坐标，水中溶解氧浓度变化lnCs为纵坐标，作图绘欢迎下载精品学习资源制充氧曲线，所得直线的斜率即为KLa；CsCt欢迎下载精品学习资源4运算温度修正系数 K，依据 KLaT，求氧总转移系数 KLa2020-T 20-T KLa20=K·KLa T×KLa T5运算充氧设备充氧才能 OC：单位时间内转移到液体中的氧量；外表曝气时 OC= KLa 20·s·VkgO2/h式中： s 1atm 下， 20时溶解氧饱和值， V曝气池有效体积， m3.6运算曝气设备动力效率 Ep；欢迎下载精品学习资源EpOC Nkg/kW·h欢迎下载精品学习资源式中： N 理论功率，只运算曝气充氧所耗有用功； V 曝气池有效体积；六、试验结果分析与小结欢迎下载精品学习资源对整理得到的试验结果进行分析，并对本次试验进行小结体会、心得；七、摸索题1. 简述曝气在活性污泥生物处理法中的作用2. 简述曝气充氧原理及影响氧转移因素3. 氧总转移系数 KLa 的意义是什么？欢迎下载