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1、實驗一曝氣設(shè)備清水充氧實驗曝氣是活性污泥系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)。它的作用是向池內(nèi)充氧，保證微生物生化作用所需之氧，同時保持池內(nèi)微生物、有機物、溶解氧，即泥、水、氣三者的充分混合，為微生物降解創(chuàng)造有利條件。因此了解掌握曝氣設(shè)備充氧性能，不同污水充氧修正系數(shù)α、β值及其測定方法，不僅對工程設(shè)計人員、而且對污水處理廠運行和管理人員也至關(guān)重要。此外，二級生物處理廠中，曝氣充氧電耗占全廠動力消耗的60-70%，因此高效省能型曝氣設(shè)備的研制是當(dāng)前污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域面臨的一個重要課題。因此本實驗是水處理實驗中的一個重要項目，一般列為必開實驗。一、目的1、加深理解曝氣充氧的機理
2、及影響因素2、了解掌握曝氣設(shè)備清水充氧性能測定的方法。3、測定幾種不同形式的曝氣設(shè)備氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLas，氧利用率η%,動力效率E等，并進行比較二、原理曝氣是人為的通過一些設(shè)備加速向水中傳遞氧的過程，常用的曝氣設(shè)備分為機械曝氣與鼓風(fēng)曝氣兩大類，無論哪一種曝氣設(shè)備。其充氧過程均屬傳質(zhì)過程，氧傳遞機理為雙膜理論，如圖3所示在氧傳遞過程中，阻力主要來自液膜，氧傳遞基本方程式為：式中：——液體中溶解氧濃度變化速率。mg/L·min；――氧傳質(zhì)推動力，mg/L；——液膜處飽和溶解氧濃度，mg/L；——液相主體中溶解氧濃度，mg/L；——氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，1/min；DL—
3、—液膜中氧分子擴散系數(shù)；YL——液膜厚度；A——氣液兩相接觸面積；W——曝氣液體體積；由于液膜厚度YL和液體流態(tài)有關(guān)，而且實驗中無法測定與計算，同樣氣液接觸面積A的大小也無法測定與計算，故用氧總傳遞系數(shù)KLa代替。將上式積分整理后得曝氣設(shè)備氧總傳遞系數(shù)KLa計算式。式中：KLa——氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，1/min；t0、t——曝氣時間，min；C0——曝氣開始時池內(nèi)溶解氧濃度，t0＝0時，C0＝0，mg/L；Cs——曝氣池內(nèi)液體飽和溶解氧值，mg/L；Ct——曝氣某一時刻t時，池內(nèi)液體溶解氧濃度，mg/L。由式中可見，影響氧傳遞KLa的因素很多，除了曝氣設(shè)備本身結(jié)構(gòu)尺
4、寸，運行條件而外，還與水質(zhì)水溫等有關(guān)。為了進行互相比較，以及向設(shè)計、使用部門提供產(chǎn)品性能，故產(chǎn)品給出的充氧性能均為清水，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，即清水（一般多為自來水）一個大氣壓200C下的充氧性能，常用指標(biāo)有氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLas，充氧能力QC、動力效率E和氧利用率η%。曝氣設(shè)備充氧性能測定實驗，一種是間歇非穩(wěn)態(tài)性，即實驗時一池水不進不出，池內(nèi)溶解氧濃度隨時間而變；另一種是連續(xù)穩(wěn)態(tài)測定法，即向池內(nèi)注滿進出水，池內(nèi)注滿所需水后，將待曝氣之水以無水亞硫酸鈉為脫氧劑，氯化鈷為催化劑，脫氧至零后開始曝氣，液體中溶解氧濃度逐漸提高。液體中溶解氧的濃度C是時間t的函數(shù)，曝氣后每隔一
5、定時間t取曝氣水樣，測定水中溶解氧濃度，從而利用上式計算KLa值，或是以虧氧量(Cs－Ct)為縱坐標(biāo)，在半對數(shù)坐標(biāo)紙上繪圖，直線斜率即為KLa值。三、實驗裝置及設(shè)備（一）實驗裝置實驗裝置主要部分為泵型葉輪和模型曝氣池。為保持曝氣葉輪轉(zhuǎn)速在實驗期間恒定不變，電動機要接在穩(wěn)壓電源上。（二）實驗設(shè)備和儀器儀表1、KL－1型單階完全混合曝氣裝置2、溶解氧測定儀3、電磁攪拌器4、秒表5、廣口瓶、燒杯（三）藥品1、無水亞硫酸鈉2、氯化鈷四、實驗步驟平板葉輪表面曝氣清水充氧實驗步驟（用自來水或二次沉淀池出水進行實驗）1、確定曝氣池內(nèi)測定點（或取樣點）位置。在平面上測定點可以
6、布置在三等分池子半徑的中點和終點（見右圖），在立面上布置在離池面和池底0.3m處，以及池子一半深度處，共取12個測定點（或9個測定點）。2、測定曝氣池的容積3、向池內(nèi)注滿自來水4、計算CoCl2和Na2SO3的需要量CoCl2Na2SO3＋1/2O2————→Na2SO4從上面反應(yīng)式可以知道，每去除1mg溶解氧需要投加7.9mgNa2SO3。根據(jù)池子的容積和自來水（或污水）的溶解氧濃度可以算出Na2SO3的理論需要量。實際投加量應(yīng)為理論值的150－200％。計算方法如下：W＝V×Cs×7.9×（150－200％）式中：W——Na2SO3的實際投加量（kg/g）
7、V——曝氣池體積（m3或L）催化劑氯化鈷的投加量，按維持池子中的鈷離子濃度為0.05－0.5mg/L左右計算。5、將Na2SO3和CoCl2溶解后直接投加在曝氣葉輪處，或者用泵抽送到曝氣池，使其迅速擴散。6、當(dāng)溶解氧測定儀的指針達到0后，開始啟動電機進行曝氣，同時定期測定各測定點的溶解氧濃度，并作記錄，直至溶解氧達到飽和值時結(jié)束實驗（0.5－1min讀數(shù)一次）。五、實驗數(shù)據(jù)記錄處理1、記錄實驗設(shè)備及操作條件的基本參數(shù)實驗日期：__________年_______月_______日模型曝氣池：內(nèi)徑D＝______m高度H＝______m體積V＝______m3水
8、溫______℃室溫______℃氣壓
