曝气设备充氧能力的测定

实验六曝气设备充氧能力的测定1.实验目的（1）掌握测定曝气设备的KLa和充氧能力α、β的实验方法及计算Qs。（2）评价充氧设备充氧能力的好坏。（3）掌握曝气设备充氧性能的测定方法。2.实验原理•活性污泥处理过程中曝气设备的作用是使氧气、活性污泥、营养物三者充分混合，使污泥处于悬浮状态，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，因此工程设计人员通常通过实验来评价曝气设备的供氧能力。•在现场用自来水实验时，先用Na2SO3（或N2）进行脱氧，然后在溶解氧等于或接近零的状态下再曝气，使溶解氧升高趋于饱和水平。假定整个液体是完全混合的，符合一级反应此时水中溶解氧的变化可以用以下式表示•6-1•式中：―――氧转移速率，mg/(L·h);•KLa——氧的总传递系数,L/h；•Cs——实验室的温度和压力下，自来水的溶解氧饱和度，mg/L；•C——相应某一时刻t的溶解氧浓度，mg/L。•将上式积分，得ln(Cs-C)=-KLat+常数6-2•测得Cs和相应于每一时刻t的C后绘制ln(Cs-C)与t的关系曲线，或与C的关系曲线便可得到KLa，c＝Cs－C。•由于溶解氧饱和浓度、温度、污水性质和混乱程度等因素影响氧的传递速率，因此应进行温度、压力校正，并测定校正废水性质影响的修正系数α、β。所采用的公式如下：•KLa（T）=KLa(20℃)1.024T-206-3••6-4••6-5••6-6•充氧能力为6-7β=废水的Cs自来水的CsQs=dcdt·V=KLa(20℃)·Cs(校正)·V(kg/h)3.实验设备与试剂(1)溶解氧测定仪（2）空压机（3）曝气机（4）搅拌机（5）秒表（6）分析天平（7）烧杯（8）亚硫酸钠(Na2SO3·7H2O)（9）氯化钴(CoCl2·6H2O)（10）实验室装置（见图6-1）4.实验步骤4.1向曝气筒内注入自来水，测定水样体积V（L）和水温t(℃)。4.2由水温查出实验条件下水样溶解氧饱和值Cs，并根据Cs和V求投药量，然后投药脱氧。（1）脱氧剂亚硫酸钠(Na2SO3)的用量计算。在自来水中加入Na2SO3·7H2O还原剂来还原水中的溶解氧。（2）根据水样体积V确定催化剂（钴盐）的投加量。（3）将Na2SO3用热水化开，均匀到入曝气筒内，溶解的钴盐到入水中，并开动循环水泵，小流量轻微搅动使其混合（开始计时），进行脱氧。搅拌均匀后（时间t0），测定脱氧水中溶解氧量C0，连续曝气t后，溶解氧升高至Ct。每隔1.0min记录一次溶解氧值（直到溶解氧值达到饱和为止）。5.实验结果整理•5.1将测定数据记录于表6-1中•水温____℃,水样体积_______m3,Cs=________mg/L,亚硫酸钠用量______g,氯化钴用量________g。•表6-1实验记录•5.2根据测定记录计算KLa值（1）根据公式计算式中KLa——氧的总传递系数,L/min；•Cs——实验室的温度和压力下，自来水的溶解氧饱和度，mg/L；•Ct——相应某一时刻t的溶解氧浓度，mg/L；•t0——脱氧使用时间，min；•t——开循环水泵后的时间，min。（2）用图解法计算KLa值，用半对数坐标纸作Cs－Ct和时间的关系曲线，其斜率即为KLa值。（3）计算鼓风充氧能力Qs式中1000——由mg/L化为kg/m3的系数；•60——由min化为h的系数；•KLa——氧的总转移系数，L/min;•Cs——饱和溶解氧，mg/L;•V——水样的体积，m3;KLa=2.303t–t0·lgCs–C0Cs-CtQs=601000·KLaCsV(kg/h)6.注意事项（1）每个实验所用设备、仪器较多，实验前必须熟悉仪器的使用方法及注意事项。（2）认真调试仪器设备，特别是溶解氧测定仪，要定时更换膜，使用前标定零点及满度。（3）严格控制各项基本实验条件，如水温、搅拌强度等，尤其是对比实验更应该严格控制。（4）所加试剂应溶解后，再均匀加入曝气同内。7.思考题（1）氧总转移系数KLa的意义是什么？怎样计算？（2）曝气设备充氧性能指标为何都用清水？（3）鼓风曝气设备与机摡曝气设备充氧性能指标由何不同？（4）α、β值的测定有何意义？影响α、β的因素由那些？（5）注意实验中出现的异常情况，分析期原因。