实验四曝气设备充氧能力测定实验 (1)

实验四 曝气设备充氧能力测定实验

一、实验目的

1、了解曝气设备清水充氧能力的实验方法，加深对曝气设备清水充氧机理的理解。

2、测定曝气设备氧总转移系数KLa，并计算其他各项评定指标。

3、学生能根据实验要求，依据相关资料，自己设计实验方法和实验步骤，完成实验。

二、实验原理

曝气是人为通过一些设备向水中加速传递氧的过程。常用的曝气设备分为机械曝气与鼓风曝气两大类，无论哪一种曝气设备，其充氧过程均属传质过程，氧传递机理为双膜理论，在氧传递过程中，阻力主要来自液膜，氧传递基本方程为dCKLa(CSCb)，其中CSCb为氧传质推动力，单位为mg/L 。 dt根据氧传递基本方程积分整理后得到的氧总转移系数： 式中：KLa——氧总转移系数；

t0 、t——曝气时间，min；

C0 ——曝气开始时池内溶解氧浓度，mg/L； Cs ——曝气池内液体饱和溶解氧值，mg/L；

Ct——曝气某一时刻t时，池内溶解氧浓度，mg/L 。

实验采用国内外常用的间歇非稳态法，即实验时整池水不进不出，池内溶解氧浓度随时间而变。具体操作是向池内充满所需水后，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渐提高。把液体中溶解氧的浓度Ct作为时间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KLa值；或是以亏氧量（Cs-Ct）为纵坐标，以时间t为横坐标，在半对数坐标纸上绘图，直线斜率即为KLa值。

三、实验设备与用具

1、溶解氧测定仪YSI5000； 2、天平、秒表、量筒、烧杯； 3、曝气沉淀装置；

4、无水亚硫酸钠、氯化钴。

四、实验步骤与记录

1、正确调试溶解氧测定仪，使之处于正常工作状态；

2、在曝气柱中装入自来水至溢流孔，停止进水，测定水中的溶解氧值DO，再算出柱内水体积V，得出柱内溶解氧总量G=DO•V ；

3、计算投药量

a、脱氧剂采用无水亚硫酸钠：2NaSO3+O2=2Na2SO4

投药量g=G×8(1.1～1.5) ，1.1～1.5值是为脱氧安全而采取的系数。

b、催化剂采用氯化钴，投加浓度为0.1mg/L，将所称得的药剂混合后

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用温水化开，倒入曝气柱内，5分钟后测定水中的溶解氧值。

4、待水中的溶解氧值为零后，打开空压机，开始曝气，并记录时间，每隔一定时间（30s）取样测定溶解氧值，连续测6个，然后在准确记录取样时间的前提下，可逐渐拉长取样间隔，直至水中溶解氧不再增长（达到饱和）为止，停止曝气，并记录柱内水温。

五、成果整理

1、氧转移系数计算表

氧总转移系数KLa(20)是指在标准状态下单位传质推动力的作用下，在单位时间、向单位曝气液体中所充入的氧量。它的倒数1/KLa(20)单位是时间，表示的是满池水从溶解氧为零充到饱和值时所需的时间，因此，KLa(20)是反映氧总转移速率的一个重要指标。填写下表并计算出所得KLa(T)的平均值与标准偏差（SD）。

氧总转移系数KLa(T)计算表

（min） … … … … … … （mg/L） … … … （mg/L） … … … … … … … … … （min） … ... … -1 2、温度修正系数K 修正后的氧总转移速率为KLa(20)KKLa(T)1.02420TKLa(T)

此为经验式，它考虑了水温对水的粘滞性和饱和溶解氧值的影响，国内外大多采用此式，本实验也以此进行温度修正。

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