曝气设备充氧能力实验报告.docx

PAGE \* MERGEFORMAT16 PAGE \* MERGEFORMAT0 实验目的 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； 评价充氧设备充氧能力的好坏； 掌握曝气设备充氧性能的测定方法。 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Na2S03(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子表示： dCdt=KLaCs-C 式中：dC/dt——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浓度，mg/L； C——相应某一时刻t的溶解氧浓度，mg/L。 将上式积分，得 lnCs-C=-KLat+常数 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： KLaT=KLa20℃1.024T-20 Cs校正=Cs实验×标准大气压(kPa)实验时的大气压(kPa) α=废水的KLa自来水的KLa β=废水的Cs自来水的Cs 充氧能力为 Qs=dCdt·V=KLa20℃·Cs校正·V(kg/h) 实验内容 实验设备与试剂 溶解氧测定仪 空压机。 曝气筒。 搅拌器。 秒表。 分析天平 烧杯。 亚硫酸钠(Na2S03) 氯化钴(CoCl2·6H20)。 实验装置 实验装置如图3-1所示。 图3-1 曝气设备充氧能力实验装置简图 实验步骤 向曝气筒内注入20L自来水，测定水样体积V(L)和水温t (℃)； 由实验测出水样溶解氧饱和值Cs，并根据 Cs 和 V 求投药量，然后投药脱氧； 脱氧剂亚硫酸钠(Na2S03)的用量计算。在自来水中加入 Na2S03还原剂来还原水中的溶解氧。 2Na2S03+O2CoCl22Na2S04 相对分子质量之比为： O2Na2S03=32126≈18 故Na2S03理论用量为水中溶解氧的8倍。而水中有部分杂质会消耗亚硫酸钠，故实际用量为理论用量的1.5倍。 所以实验投加的Na2S03投加量为 W=1.5×8Cs·V=12Cs·V 式中：W——亚硫酸钠投加量，g； Cs——实验时水温条件下水中饱和溶解氧值，mg/L； V——水样体积，m3； 根据水样体积 V 确定催化剂（钴盐）的投加量。 经验证明，清水中有效钴离子浓度约 0.4mg/L 为好，一般使用氯化钴(CoCl2·6H20)。因为： CoCl2·6H2OCo2-=23859≈4.0 所以单位水样投加钴盐量为： CoCl2·6H20 0.4×4.0 = 1.6 g/m3 本实验所需投加钴盐为 CoCl2·6H20 1.6 V(g) 式中：V——水样体积，m3 将Na2S03用煮沸过的常温水化开，均匀倒入曝气筒内，溶解的钴盐倒入水中，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）。 当清水脱氧至零时，提高叶轮转速进行曝气，并计时。每隔 0.5min测定一次溶解氧值（用碘量法每隔1min 测定一次），知道溶解氧值达到饱和为止。 数据记录与整理 水温：28 ℃水样体积：0.018 m3饱和溶解氧浓度Cs：8.00 mg/L亚硫酸钠用量：1.8 g氯化钴用量：0.0288 g 表4-1 曝气设备充氧能力实验数据记录 序号时间t/s时间t/minCt/(mg/L)序号时间t/s时间t/minCt/(mg/L)100.000.53161502.504.842100.170.98171602.675.053200.330.61181702.835.294300.500.58191803.005.495400.670.81202103.506.026500.831.49212404.006.447601.001.69222704.506.788701.172.09233005.007.039801