长沙理工水质工程学实验指导11水中充氧实验.docx

实验十一水中充氧实验一、实验目的及要求1 .了解各种曝气装置的情况。2 .比较不同类型的曝气装置在清水中的充氧率和动力效率。二、实验原理空气中的氧向水中转移的理论，一般用双膜理论来解释。当气水两相作相对运动时，气水两相接触面(界面)的两侧分别存在着气体边界层(气膜)和水边界层(水膜)，氧在气相主体内以对流扩散方式到达气膜，以分子扩散方式通过气膜，最后以对流扩散方式转移到水相主体。由于对流扩散的阻力比分子扩散的阻力小得多，所以氧的转移阻力集中在双膜上。根据传质原理，氧在水中转移速率与水中亏氧量及水、气接触界面积成正比。(mgLmin)(1)式中：Kl氧转移系数(mmin)a=AV(m2/m3)Cs水中饱和溶解氧(mgL)Ctt时间水中实际溶解氧(mgL)(1)式中，氧转移系数KL及接触界面积A难于计算，实际上采用总转移系数KLa。将(1)式积分可求得：(1/min)(2)式中：U,t2一一氧转移过程中任意两个时间(min)Cl,C2对应于U,t2时水中的溶解氧量(mgL)充氧量用下式计算：Qs=0.55×b×KlhXV(kgh)(3)式中：0.55单位换算系数。0.55=(Css-Co)×60÷1000Css标准状态下溶解氧量(mgL)Co一一测定开始时的溶解氧量，对于脱氧清水CO=O60充氧时间，由分钟化为小时1000Css单位由mg/L化为kgm3bKLa的修正系数，即将测定条件下的溶解氧换算成标准状态下的溶解氧。可查下表。bCs(mgL)t1.533124861.434118781.3441133101.3021108111.2631083121.2251060131.1891037141.1581015151.121995161.089974171.085954181.029935191.000917200.973899210.940883220.921868230.896853240.872839250.850822260.826807270.80779228氧的利用系数按下式计算:=l.I(4)式中：Q充氧量(m3h)0.298在标准状态下，In?空气含氧0.298kg动力效率按下式计算：E=Qs/N(kgkWh)(5)式中：N输入功率(kW)评价曝气设备的好坏，应以充氧能力和动力系数两项指标综合衡量。在活性污泥法中，空气在混合液中扩散供氧给微生物，氧向污水中的转移速率表示为：II(mgLmin)(6)式中：污水的氧转移系数B一污水的氧饱和系数。根据无菌的混合液水样测定，一般为0.9左右。活性污泥系统中，在氧转移稳定的条件下运转时，氧的转移速率I_!等于微生物对氧的利用率r(mgLh)omin)(7)三、实验装置及流程a)b)c)平板叶片表面曝气装置。穿孔管鼓风曝气装置。射流曝气装置。四、实验方法与步骤L在水槽中投进一定量的清水，测定其溶解氧含量。投入还原亚硫酸钠及催化剂氯化钻，其投入量为：每lmgL的氧约需812mg/L亚硫酸钠和2mgL氯化钻。彻底混合水槽中的水以去除溶解氧，-一般约12min即能把氧除掉。2.在一定条件下(平板叶轮表面曝气：叶轮圆周线速度34ms,叶轮浸深15cm；穿孔管鼓风曝气：曝气强度45nrVn?h；射流曝气：工作压力1.5kgcm2,进水量Iom3/h),开动曝气装置。用测氧仪每隔Imin测定水中的溶解氧。测氧仪的探头应放置在水半深处。实验过程中测定并记录各种曝气装置的有关数据。五、实验成果及要求1 .画出各种曝气装置的实验草图。2 .分析比较各种曝气装置的充氧能力、氧利用系数及动力效率，简要说明理由。