曝气设备清水充氧性能测定--实验指导书
曝气设备清水充氧性能测定
一、[实验目的]
（1）加深理解曝气充氧的机理及影响因素
（2）掌握曝气设备的氧总转移系数和充氧能力的测定方法 （3）了解各种数据整理方法的特点。 二、[实验原理]
曝气是人为地通过一些设备加速向水中传递氧的过程，常用的曝气设备分为机械曝气与鼓风曝气两大类，无论那种曝气设备，其充氧过程均属传质过程，氧传递机理为双膜理论，双膜理论认为，当气液两相作相对运动时，其接触界面两侧分别存在气膜和液膜。气膜和液膜均属层流，氧的转移就是在气液双膜进行分子扩散和在膜外进行对流扩散的过程。由于对流扩散的阻力小得多，因此传质的阻力主要集中在双膜上。在气膜中存在着氧的分压梯度，在液膜中存在着氧的浓度梯度，这就是氧转移的推动力。对于难溶解的氧来说转移的决定性阻力又集中在液膜上，因此通过液膜是氧转移过程的限制步骤，通过液膜的转移速率便是氧扩散转移全过程的控制速度。氧向液体的转移速率可由下式表达：
d c
=K La (C s -C ) （1） d t
式中 C s —氧的饱和浓度，mg/L； C —氧的实际浓度，mg/L；
K La —氧的总转移系数，1/min或1/h。 积分得： lg （
C s -C 0K
）=La t （2）
2. 3C s -C
式中 C o —t=0时液体溶解氧浓度，mg/L。
由上式可见，影响氧传递速率K La 的因素有很多，除了曝气设备本身结构尺
寸，运行条件外，还与水质水量等有关。
曝气设备充氧性能测定实验，一种是间歇非稳态法，即实验时一池水不进不出，池内溶解氧随时间而变，另一种是连续稳态测定法，即实验时池内连续进出水，池内溶解氧浓度保持不变。目前国内外多用间歇非稳态测定法，即向池内注满所需水后，将待曝气之水以无水亚硫酸钠为脱氧剂，氯化钴为催化剂，脱氧至零后开始曝气，液体中溶解氧浓度逐步提高，液体中溶解氧浓度C 是时间t 的函数。曝气后每隔一定时间t 取曝气水样，测定水中溶解氧浓度，从而利用上式计算K La 值。
三、[实验仪器设备及药品]
（1）完全混合式活性污泥实验装置（穿孔管鼓风曝气） （2）溶解氧测定仪
（3）量筒、烧杯、天平等 （4）亚硫酸钠、氯化钴
（5）空气压缩机
四、 [实验操作步骤]
（1）曝气池内加入适量的水，测定加入清水的体积V L、水中溶解氧值C mg/L； （2）计算投药量：
脱氧剂采用无水亚硫酸钠
根据2Na 2SO 3+O2=2Na2SO 4
则每次投药量G=（1.1~1.5）×8×C(mg/L)×V(L) 催化剂采用氯化钴，投加量为1.6Vmg ；
（3）将称得药剂用温水化开，倒入池中，约10分钟后，测定水中溶解氧值； （4）当水中溶解氧为零或接近零后，打开空压机，打开流量计，当有气泡出现
时开始记时；同时每隔一定时间（0.5min ）测一次溶解氧值，连续测8个后隔1min 测一次，而后拉长间隔测量，直至水中溶解氧不再增长（即达到饱和）为止，随后，关流量计，关闭空压机； （5）实验中计量风量，水温、气温。
五、[实验数据及成果整理]
清水充氧实验数据
水温 ℃ 水样体积V l 水样原始溶解氧C mg/l
1．参数选用
因清水充氧实验给出的是标准状态下氧总转移系数K Las ，即清水（本次实验用的是自来水）在一个大气压，20℃下充氧性能，而实验过程中曝气充氧的条件并非是一个大气压，20℃，但这些条件都对充氧性能有影响，故引入了压力、温度修正系数。
（1）温度修正系数 K=1.024T- 20
修正后氧总转移速率为 K Las = KLa /K=KLa /1.024T-20 （3） 此为经验式，它考虑了水温对水的粘滞性和饱和溶解氧的影响，国内外大多采用此式，本次实验也以此进行温度修正。 （2）水中饱和溶解氧值的修正
由于水中饱和溶解氧值受其中压力和所含无机盐种类及数量的影响。所以式（2）中的饱和溶解氧值最好用实测值，即曝气池内的溶解氧达到稳定时的数值。
2．利用式（3）求得K Las 值。
六、[思考题]
（1）氧总转移系数K La 的意义是什么？ （2）分析实验中出现异常情况的原因。