实验六,曝气充氧实验.docx
实验六,曝气充氧实验试验六 曝气充氧试验 一、试验目得活性污泥法处理过程中曝气设备得作用就是使空气、活性污泥与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，保证微生物有足够得氧对有机污染物进行氧化降解。由于氧得供应就是保证生化处理过程正常进行得主要因素之一,因而需通过试验测定氧得总传递系数KLa，评价曝气设备得供氧实力与动力效率，为合理得选择曝气设备供应理论依据.通过本试验希望达到以下目得：1、加深理解曝气充氧机理及影响因素； 、驾驭测定曝气设备得氧总传递系数与充氧实力得方法; 3、了解各种测试方法与数据整理得方法。二、试验原理 所谓曝气就就是人为得通过一些设备，加速向水中传递氧得一种过程。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。鼓风曝气就是将由鼓风机送出得压缩空气通过管道系统送到安装在曝气池池底得空气扩散装置(曝气器)，然后以微小气泡得形式逸出，在上升得过程中与混合液接触、扩散,使气泡中氧转移到混合液中支。机械曝气则就是利用安装在水面得叶轮得高速转动，猛烈搅动水面,产生水跃,使液面与空气接触得表面不断更新，使空气中得氧转移到混合液中去.曝气得机理可用若干传质理论来加以说明，但水处理界比较公认得就是刘易斯(Lewi)于怀特曼（Whitn)创建得双膜理论.双膜理论就是基于在气液两相界面存在着两层膜（气膜与液膜)得物理模型.它得内容就是:在气液两相接触界面两侧存在着气膜与液膜,它们处于层流状态，气体分子从气相主体以分子扩散得方式经过气膜与液膜进入液相主题,氧转移得动力为气膜中得氧分压梯度与液膜中得氧得浓度梯度,传递得阻力存在于气膜与液膜中，而且主要存在于液膜中.如图所示: 氧扩散方向 P C P液相主体气相主体 P C气G膜双膜理论模型 影响氧转移得因素主要有温度、污水性质、氧分压、水得紊流成都、气液之间接触时间与面积等。氧转移得基本方程式为 式中 -液相主体中氧转移速度mg/（lmin） Cs液膜处报与溶解氧浓度（mg/) C液相主体中溶解氧浓度（mg/L）K L -为氧总转移系数 D L 氧分子在液膜中得扩散系数 A气液两相接触界面面积（ 2 ）X f 液膜厚度(m）V-曝气液体容积（L） 由于液膜厚度 X f 及两相接触界面面积很难确定,因而用氧总转移系数 K 值代替。K La值与温度、水紊动性、气液接触面面积等有关.它指得就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,它就是反映氧转移速度得重要指标。式中: KLa-氧总转移系数,l/min； 、t 0 -曝气时间,in;ρ 0曝气起先时烧杯内溶解氧浓度（ t 0 时，C 0 =?m/L）,mg/L；ρs 烧杯内溶液饱与溶解氧值,mgL；ρ 曝气某时刻 时,烧杯内溶液溶解氧浓度，mg/L 评价曝气设备充氧实力得方法有两种：不稳定状态下得曝气试验，即试验过程中溶解氧浓度就是改变得，由零增加到饱与浓度;稳定状态下得试验,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得清水与污水在不稳定状态下得曝气试验。三、试验设备及仪器 1、试验装置如图2、卷尺 3、溶解氧测定仪 4、烧杯（10)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表面稍高处,用卷尺测出模型曝气池内水得高度H（m)与模型曝气池得直径 D（m）,进而计算出模型曝气池得容积(V,m 3 或 L)。留意：注水时水得流速不能过大， 应避开 模型曝气池中注入得原水含有气泡。2、 仔细预习溶氧仪得运用方法,用胶带 将极化校正过得溶氧仪探头捆绑在大玻棒上，并将探头伸入水下 12 处。留意：在试验过程中, 探头伸入水下得深度应尽量保持一样, 并要避开溶氧仪探头与曝气头相接触。稳压电源溶解氧探头泵形叶轮模型曝气池电动机支架溶解氧仪电动机3、启动曝气叶轮，使其缓慢转动（ （ 留意：仅使水流流淌 ，不能产生气泡）,用溶氧仪测定自来水水温与水中溶解氧值，当溶氧仪数值稳定时记录其为初始溶解氧浓度 ρ . 4、依据 ρ 0 计算试验所须要得消氧剂 Na 2 S 与催化剂 CCl 得量,并称取。Na 2 S 3 +2 =a SO ）脱氧剂（无水亚硫酸钠)用量：从上面得反应式可以知道,每去除g 溶解氧，须要 7、mNa SO 。依据池子得容积与自来水得溶解氧浓度,可以算出 SO 3 得理论须要量。实际投加量应为理论值得 1520。计算方法如下：W1=V×ρ 0 ×7、×（150%200) 式中 W1 为 N 2 S 3 得实际投加量，g. )催化剂（氯化钴)用量：催化剂氯化钴得投加量按维持池子中得钴离子浓度为 0、5、5L 左右计算。计算方法如下：W2=V×0、5×29、/58、 式中 W2 为 CoC 2 得实际投加量,g。5、将 Na 2 SO 3 与 Col 2 用蒸馏水样溶解后投放在曝气叶轮处. 因 留意：因 Na 2 SO 3 与 与 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。、待溶解氧读数为零时,加快叶轮转速，使模型池内呈现曝气充氧状态，此时起先计时,每隔 1in 测定池内溶解氧值,直至溶解氧值不再增长为止，此时即为饱与溶解氧浓度 ρs。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 限制 溶解氧探头 ， 避开溶氧仪探头与曝气盘接触， 一人记录。五、试验数据及结果整理 1、测定并记录试验基本参数，记录格式如下：试验日期 年月 日 模型曝气池内径 D= ，高度 H=m试验条件下自来水得 ρ= m/L 表 表 1 1 原始试验记录表水样体积 V: ；水温: ;初始溶解氧浓度 ρ0：m/L 无水亚硫酸钠用量： g；氯化钴用量: 测量时间 (mi) 1 2 3 3、5 4、0 、 5溶解氧浓度 ρ（m/） ρs ρ (g/L） 、数据整理。1）以溶解氧浓度 ρ 为纵坐标、时间 t 为横坐标，作 ρ 与 t 得关系曲线. ）依据 ρt 曲线计算相应于不同 ρ 值得ρ/，记录于表 2 中. 表 表 2 不同 ρ 值得ρ/ t ρ（mg/L） dρ d （mg/(mn） 3)以 dρt 为纵坐标、ρsρ 为横坐标,绘制出 dρ/t 与 ρ 得关系曲线，得到直线得斜率为所求得 KLa.(或充氧时间为横坐标,水中溶解氧浓度改变为纵坐标,作图绘制充氧曲线,所得直线得斜率即为 KLa.）4）计算温度修正系数,依据 KLa（T)，求氧总转移系数 KLa(0）K=1、02（ 20T) KLa (20 ）K KLa （ T ） 、04（ 20T) × Ka（ T) 5）计算充氧设备充氧实力 O:单位时间内转移到液体中得氧量。 表面曝气时 OC= Ka （ 20) ρsVkO h式中:ρs1atm 下,时溶解氧饱与值,ρ9、17mgV曝气池有效体积,m 3 、 ）计算曝气设备动力效率p。kg/kh 式中：-理论功率，只计算曝气充氧所耗有用功； 曝气池有效体积。六、 试验结果分析与小结对整理得到得试验结果进行分析，并对本次试验进行小结（体会、心得）. 七 、思索题 1. 简述曝气在活性污泥生物处理法中得作用 2. 简述曝气充氧原理及影响氧转移因素 3. 氧总转移系数a 得意义就是什么？
