1、 曝气设备充氧能力的测定1. 实验目的1.1 掌握测定曝气设备的 KLa 和充氧能力 、 的实验方法 及计算 Qs。1.2 评价充氧设备充氧能力的好坏。1.3 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
2、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) = -KLa t + 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 CsC 。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
3、响的修正系数 、。所采用的公式如下：KLa（T ）= K La (20) 1.024 T-20 6-3 6-46-5 =废 水 的 Cs自 来 水 的 s6-6充氧能力为 Qs=dc tV = KLa(20 ) Cs(校 正 )V (kg /h)6-73. 实验设备与试剂3.1 实验设备溶解氧测定仪、空压机、曝气机、搅拌机、秒表、分析天平、烧杯3.2 试剂亚硫酸钠 Na2SO3 、氯化钴 CoCl2。 6H2O3.3 实验室装置空 压 机DO测 定 仪 DO仪 探 头 微 孔 管 搅 拌 器4.实验步骤4.1 向曝气筒内注入 20L 自来水，测定水温 t ()。4.2 由水温查出实验条件下水样
4、溶解氧饱和值 Cs，并根据 Cs 和 V 求投药量，然后投药脱氧。4.2.1 脱氧剂亚硫酸钠(Na 2SO3)的用量计算。在自来水中加入 Na2SO3 还原剂来还原水中的溶解氧。4.2.2 根据水样体积 V 确定催化剂（钴盐）的投加量。4.3.3 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。每隔溶解氧浓度升高 0.01，记录一次所用时间（直到溶解氧值达到饱和为止） 。5. 实验结果5.1 将测定数据记录于表 1 中
5、水温 18, 水样体积 V=0.02m3, Cs = 9.18mg /L, 亚硫酸钠用量 1.7620g, 氯化钴用量0.0330g。表 1 实验所得数据记录Ct(mg/L) 时间 t/min Cs-Ct ln(Cs-Ct)0.3 0.85 8.88 2.1838 0.4 1.47 8.78 2.1725 0.5 2.00 8.68 2.1610 0.6 2.32 8.58 2.1494 0.7 2.68 8.48 2.1377 0.8 3.42 8.38 2.1258 0.9 3.80 8.28 2.1138 1.0 4.33 8.18 2.1017 1.1 4.83 8.08 2.0894
6、 1.2 5.25 7.98 2.0769 1.3 5.73 7.88 2.0643 1.4 6.22 7.78 2.0516 1.5 6.58 7.68 2.0386 1.6 7.07 7.58 2.0255 Ct(mg/L) 时间 t/min Cs-Ct ln(Cs-Ct)1.7 7.52 7.48 2.0122 1.8 7.90 7.38 1.9988 1.9 8.40 7.28 1.9851 2.0 8.75 7.18 1.9713 2.1 9.25 7.08 1.9573 2.2 9.72 6.98 1.9430 2.3 10.23 6.88 1.9286 2.4 10.72 6.7
7、8 1.9140 2.5 11.23 6.68 1.8991 2.6 11.70 6.58 1.8840 2.7 12.38 6.48 1.8687 2.8 12.83 6.38 1.8532 2.9 13.15 6.28 1.8374 3.0 13.65 6.18 1.8213 3.1 14.08 6.08 1.8050 3.2 14.60 5.98 1.7884 3.3 15.13 5.88 1.7716 3.4 15.65 5.78 1.7544 3.5 16.30 5.68 1.7370 3.6 16.97 5.58 1.7192 3.7 17.53 5.48 1.7011 3.8 1
8、8.20 5.38 1.6827 3.9 18.78 5.28 1.6639 4.0 19.35 5.18 1.6448 4.1 20.17 5.08 1.6253 4.2 20.87 4.98 1.6054 4.3 21.53 4.88 1.5851 4.4 22.22 4.78 1.5644 4.5 22.93 4.68 1.5433 4.6 23.63 4.58 1.5217 4.7 24.45 4.48 1.4996 4.8 25.23 4.38 1.4770 4.9 26.10 4.28 1.4540 5.0 26.70 4.18 1.4303 5.1 27.62 4.08 1.40
9、61 5.2 28.57 3.98 1.3813 5.3 29.58 3.88 1.3558 5.4 30.28 3.78 1.3297 5.5 31.40 3.68 1.3029 5.6 32.62 3.58 1.2754 5.7 33.47 3.48 1.2470 5.8 34.80 3.38 1.2179 5.9 35.88 3.28 1.1878 6.0 37.30 3.18 1.1569 6.1 38.82 3.08 1.1249 6.2 39.87 2.98 1.0919 6.3 41.60 2.88 1.0578 6.4 43.38 2.78 1.0225 6.5 44.78 2
10、.68 0.9858 6.6 46.53 2.58 0.9478 6.7 46.92 2.48 0.9083 5.2 根据测定数据计算 KLa 值5.2.1 根据实验数据作出曲线图ln(Cs-Ct)t曲 线 图y = -0.0283x + 2.2106R2 = 0.99780.00000.50001.00001.50002.00002.50000.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00时 间 t/minln(Cs-Ct)5.2.2 由曲线图可得，其斜率即为 KLa 值，为 0.0283L/min。KLa（20）=K La1.024（20-T ） =0.02831.024（20-18） =0.0297（L/h）则叶轮充氧能力 Qs=60/1000KLa（20）CsV=60/10000.02979.180.02=0.000327kg/L6.讨论6.1 由于溶解氧测定仪的稳定需要一段时间，时间判断的不准确将增大实验的误差；6.2 实验过程中，药物投入底部，但搅拌并无法使水中的药物分散均匀，所以刚开始溶解氧测定仪所得数据无法稳定，而是来来回回；6.3 由所作曲线可看出，前面的点均在线上，后面的点比较不均匀，误差较大。可能的原因是溶解氧接近饱和时，叶轮想要充氧比较难，而扰动也让水温升高，影响实验结果。
