充氧系数测定

不含好氧微生物的污水曝气充氧修正系数α、β值的测定一、实验目的（1）了解α、β的意义。（2）掌握非耗氧微生物污水α，β的测定方法。二、实验原理曝气水的水质对氧转移的影响表现在以下两个方面：⑴由于待曝气充氧的污水中含有各种各样的杂质，它们会对氧的转移产生一定的影响，所以相对于清水，污水曝气充氧得到的氧转移系数KLa会比清水的氧转移系数KLa值低，为此引入修正系数αα=KLawKLa⁄①⑵由于污水中含有大量盐分，它会影响氧在水中的饱和度，相对于相同条件下清水而言，污水中氧的饱和度CSW要比清水中的饱和度CS低，为此引入修正系数ββ=CSWCS⁄②由此可知，α、β的测定实际上就是分别测定同一曝气设备在清水和污水中充氧的氧总转移系数及饱和溶解氧值。对曝气液体内无生物消耗物质的清水，曝气池的上清液等，曝气池内存在如下关系：dcdt=KLa(CS−C)⁄对曝气池混合液曝气充氧时，由于有生物耗氧物质，池内存在如下关系式：dcdt=KLaw(CS−C)−γx⁄③式中：γ—单位污泥好氧速率；x—污泥浓度。实验采用间歇非稳态方法进行，当水样为污水或曝气池上清液时，在相同条件下按照清水充氧实验方法，分别进行清水与污水充氧实验，求出清水充氧的KLa、CS和污水中充氧的KLaw、CSW，并按式①、②求出α、β值。三、实验设备及仪器曝气罐：有机玻璃内径18cm，高度H=2.2m，内设工字形布气管，孔径0.75mm，热电偶测温计，搅拌叶片，溶解氧测定仪探头等。仪器控制箱：装有溶解氧测定仪转子流量计、电压表、温度表、可控硅电压调整器等；溶解氧记录仪；小型空气压缩机；实验用水样；脱氧剂：无水亚硫酸钠；催化剂：氯化钴0.1mg/L。四、实验步骤及记录1）向曝气筒中注入清水至2.2m，取清水样测得水中溶解氧值5.66mg/L，并根据溶解氧浓度公式确定水中溶解氧量：LmHdV1.590591.02.2)1005.18(44322mgVCG506.3341.5966.5•同样，取污水水样测得溶解氧为5.60mg/L，同理计算水中溶解氧量为330.96mg。2）计算脱氧剂无水硫酸钠用量其反应式为由方程式得81252322422SONaO，即亚硫酸钠的用量可以由下式计算8)5.1~1.1(Gg，其中（1.1~1.5）为安全系数，通常取1.5，则清水：gmgGg014.4072.40148506.3345.185.1污水：g=3.972g（3）计算催化剂用量。所用催化剂浓度为0.1mg/L，则加入催化剂量为mg91.51.591.0。（4）将所得的脱氧剂与催化剂分别加入两个曝气筒内充分混合后，反应10min左右测DO值。（5）当水样脱氧至零后，开始正常曝气，计时每隔1、2、3等分钟取样一次，在现场测定DO值，直至水中溶解氧值不再增长，饱和溶解氧为12.62mg/L。（6）记录数据。六、实验数据及结果整理根据公式计算不同时刻tsscccc0ln的值，并将计算数据填入下表，以tsscccc0ln为纵坐标，t为横坐标绘制直线，通过图解计算斜率方法，求出KLa值。清水曝气充氧实验计算数据t/minct(mg/L)tsscccc0ln10.430.03529.361.3542.511.562.477312.223.4523.512.434.196412.494.576512.545.061612.48/污水曝气充氧实验计算数据t/minct(mg/L)tsscccc0ln15.030.591.56.870.962.07.041.012.57.061.013.07.451.123.57.881.254.07.971.284.58.891.655.09.752.205.59.852.296.010.93/由折线图可以看出，KLa’/2.303=0.1703，LaK’=0.39h-1。所以，α=KLa‘/KLa=0.25β=Cs’/Cs=10.93/12.48=0.87七、思考题1.简述α、β的含义。答：由于待曝气充氧的污水中含有各种各样杂质，如表面活性剂、油脂、悬浮固体等，它们会对氧的转移产生一定影响，特别是在两活性物质这类两亲分子会集结在气、液接触面上，阻碍氧的扩散。相对于清水，污水曝气充氧得到的氧转移系数K`La会比清水中的氧总转移系数KLa低，为此引入修正系数α=K`La/KLa;该式是在相同的设备中，在相同条件下数值比较。另外，由于污水中含有大量盐分，它会影响氧在水中的饱和度，相对于相同条件的清水而言，污水中氧的饱和度C`S要比清水中的氧饱和度CS低，为此引入β=C`S/CS;转移速度由下式表示：dc/dt=K`La(C`S-CS)(式中符号同上)2.α、β各受什么影响？为什么？1)温度对α值的影响，水温对曝气充氧的影响，已有定论。水温增加，水中饱和溶解氧虽有所降低,但是由于微生物分解速率加快、液体粘滞度减小、分子扩散系数增大、液膜厚度减小、所以有利于氧的传递。从而使污水中KLa值增加,2)有机物对α值影响α值随有机物的增加而减少。因为污水中许多有机组分是疏水性物质。它们能自动地粘附于气泡表面,形成的吸附膜可部分或整个地将气泡复盖,起到分离气相与液相的作用,从而减少气液接触面积,增加液膜厚度,增大氧由气相向液相转移的阻力,导致了KLa的降低和α值的减小。3)水中无机物含量影响饱和溶氧值，即影响β值。一般β值随水中无机物增多而减小,但变化幅度不大。