07曝气设备充氧能力的测定

07曝气设备充氧能力的测定LtD诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新《环工综合实验（2）》（曝气设备充氧能力的测定）实验报告专业环境工程班级环工0902姓名王健指导教师余阳成绩东华大学环境科学与工程学院实验中心实验步骤1.向曝气筒内注入自来水，用尺测定水样体积V（L）和水温t(℃)。2.由水温查出实验条件下水样溶解氧饱和值Cs，并根据Cs和V求投药量，然后投药脱氧。脱氧剂亚硫酸钠(Na2SO3)的用量计算。在自来水中加入Na2SO3还原剂来还原水中的溶解氧。从上而反应式可以知道，每去除1mg溶解氧需要投加7.9mgNa2SO3。根据池子的容积和自来水的溶解氧浓度可以算出Na2SO3的理论需要量。实际投加量应为理论值的150~200%。计算方法如下W1=（1.1~1.5）×8×Cs×V式中：V——池子的容积，m3Cs——初始溶解氧量，mg/L=2\*GB3②根据水样体积V确定催化剂（钴盐）的投加量。催化剂（氯化钴）用量：投加浓度为0.1mg/L：W2=V×0.1=3\*GB3③将Na2SO3·7H2O用热水化开，均匀到入曝气筒内，溶解的钴盐到入水中，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。3.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0.5min记录一次溶解氧值（直到溶解氧值接近饱和为止或充氧20分钟止）。实验记录及处理分析原始参数记录如下：水体体积=0.167m3水体尺寸：长69.70cm；宽50.05cm；高48.00cm可得：V=69.7×50.05×48.00×10-6=0.167m3Ct=8.34mg/L亚硫酸钠用量=13.37gW1=1.2×8×Cs×V=1.2×8×8.34mg/L×0.167m3=13.37g氯化钴用量=0.0167gW2=V×0.1=0.167m3×0.1mg/L=0.0167g空压机设备参数：工作电压：220V额定功率：380W频率：50HZ充气能力：300L/min工作压力：0.05MPa重量：7.5kg体积：320×150×165mm得下表：水温（℃）水样体积V（m3）饱和溶解氧（mg/L）亚硫酸钠用量(g)氯化钴用量（g）23.60.1678.3413.370.0167由上表查得：21℃时饱和溶解氧浓度为8.99mg/L,即Cs=8.99≈9mg/L（一）穿孔曝气法数据记录：表一穿孔曝气法溶解氧浓度实验序号时间t/minCt/(mg/L)Cs—CtLn(Cs—Ct)10.00.092.19720.50.58.52.14031.01.082.07941.51.47.62.02852.01.97.11.96062.52.36.71.90273.02.76.31.84183.53.061.79294.03.45.61.723104.53.75.31.668

25.04.051.609135.54.34.71.548146.04.54.51.504156.54.84.21.435167.04.94.11.411177.55.23.81.335188.05.33.71.308198.55.53.51.253209.05.73.31.194219.55.93.11.1312210.06.031.0992310.56.12.91.0652411.06.22.81.0302511.56.42.60.9562612.06.52.50.9162712.56.62.40.8752813.06.72.30.8332913.56.82.20.7883014.06.92.10.7423114.56.92.10.7423215.07.020.6933315.57.11.90.6423416.07.21.80.5883516.57.21.80.5883617.07.21.80.5883717.57.41.60.4703818.07.41.60.4703918.57.51.50.4054019.07.61.40.3364119.57.61.40.3364220.07.71.30.262由表一中的1n(Cs一C)与t可得如下关系图：由公式ln(Cs–Ct)=-KLat+常数，可得：穿孔曝气法的KLa=0.0944再根据：KLa（20℃）=KLa(T)1.024(20-T)对KLa进行校正，得：KLa（20℃）=0.0944×1.024（20-21）=0.0922所以，充氧能力为：由下图可得知氧气流量v=2.8m3/h则动力效率为：（二）微孔曝气法数据记录：表二微孔曝气法溶解氧浓度实验序号时间t/minCt/(mg/L)Cs—CtLn(Cs—Ct)10.00.092.19720.50.18.92.18631.00.18.92.18641.50.38.72.16352.00.38.72.16362.50.68.42.12873.00.78.32.11683.51.17.92.06794.01.57.52.015104.51.87.21.974125.02.26.81.917135.52.66.41.856146.03.15.91.775156.53.592.197167.03.98.92.186177.54.18.92.186188.04.68.72.163198.54.98.72.163209.05.28.42.128219.55.48.32.1162210.05.77.92.0672310.55.992.1972411.06.28.92.1862511.56.28.92.1862612.06.58.72.1632712.56.68.72.1632813.06.82.20.7882913.56.92.10.7423014.07.020.6933114.57.11.90.6423215.07.21.80.5883315.57.41.60.4703416.07.41.60.4703516.57.51.50.4053617.07.61.40.3363717.57.71.30.2623818.07.71.30.2623918.57.71.30.2624019.07.81.20.1824119.57.81.20.1824220.07.81.20.182由表二中的1n(Cs一C)与t可得如下关系图：由公式ln(Cs–Ct)=-KLat+常数，有图可得：微孔曝气法的KLa=0.1182再根据：KLa（20℃）=KLa(T)1.024(20-T)对KLa进行校正，得：KLa（20℃）=0.1182×1.024（20-21）=0.1154所以，充氧能力为：同样，可得知氧气流量v=2.8m3/h则动力效率为：由E穿孔<E微孔可知，微孔曝气比穿孔曝气效率更高，更加经济实用。（三）表面曝气法仪器设备参数额定电压220V额定电流0.98A频率50HZ实际加压110V数据记录：表三表面曝气法溶解氧浓度实验序号时间t/minCt/(mg/L)Cs—CtLn(Cs—Ct)10.02.292.19720.53.88.92.18631.05.08.92.18641.55.98.72.16352.0

.68.72.16362.57.18.42.12873.07.48.32.11683.57.77.92.06794.07.97.52.015104.58.07.21.974125.08.16.81.917135.58.26.41.856146.08.35.91.775156.58.392.197167.08.48.92.186177.58.48.92.186188.08.48.72.163198.58.48.72.163209.08.48.42.128219.58.48.32.1162210.08.47.92.0672310.58.492.1972411.08.48.92.1862511.58.48.92.1862612.08.48.72.1632712.58.48.72.1632813.08.42.20.7882913.58.42.10.7423014.08.420.6933114.58.41.90.6423215.08.41.80.5883315.58.41.60.4703416.08.41.60.4703516.58.41.50.4053617.08.41.40.3363717.58.41.30.2623818.08.41.30.2623918.58.41.30.2624019.08.41.20.1824119.58.41.20.1824220.08.41.20.182由表三中的1n(Cs一C)与t可得如上关系图：（7分钟后水中溶解氧浓度稳定）由公式ln(Cs–Ct)=-KLat+常数，有图可得：表面曝气法的KLa=0.3054再根据：KLa（20℃）=KLa(T)1.024(20-T)对KLa进行校正，得：KLa（20℃）=0.3411×1.024（20-21）=0.2982实现测得：r=27.19cm，h=25.71cm，再根据水体体积，可计算充氧能力为：由此可得：Qs穿孔<Qs表面<Qs微孔原额定功率为：P原=U原×I原=220V×0.98A=215.6W现功率为：P=U2/R=U2/（U原/I原）=1102/224.5=53.897W故动力效率：由此可得：E穿孔<E微孔<E表面说明表面曝气的经济效率比鼓风曝气好。七、实验注意事项=1\*GB3①每个实验所用设备、仪器较多，实验前必须熟悉仪器的使用方法及注意事项。=2\*GB3②认真调试仪器设备，特别是溶解氧测定仪，要定时更换膜，使用前标定零点及满度。=3\*GB3③严格控制各项基本实验条件，如水温、搅拌强度等，尤其是对比实验更应该严格控制。=4\*GB3④所加试剂应溶解后，再均匀加入曝气同内。八、思考题1.如何来评价不同充氧设备的优劣？答：（一）从充氧角度考虑1.氧气的转移率，在池里布控几个点，池里装清水，打开装置，检测这几个点的氧气浓度变化，做时间曲线，求导。2.充氧能力（或动力效率），即每消耗1kW·h的动力能传递到水中的氧量。3.氧利用率，通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比高廷耀，水污染控制工程，高等教育出版社高廷耀，水污染控制工程，高等教育出版社在氧转移速率中可以通过设备选择、运行方式改变等认为因素，而使氧转移速率得以强化。如氧的转移速率与气泡的大小、液体的紊流程度和气泡与液体的接触时间有关。气泡粒径大小可通过选择扩散器来决定。气泡尺寸越小，则接触面积A越大，将提高KLa值，有利于氧的转移；但气泡小却不利于紊流，对氧的转移也有不利的影响，紊流程度大，接触充分，KLa值增高，氧转移速率也将有所提高，气泡与液体接触时间加长有助于氧的充分转移。混合液中氧的浓度越低，氧转移的推动力越高，因此氧的转移速率越大。氧从气泡转移到液体中，逐渐使气泡周围的液膜氧含量饱和，这样，氧的转移速率又取决于液膜的更新速率。气泡的形成、上升、破裂和紊流都有助于气泡液膜的更新和氧的转移。综上所述，气相中氧分压、液相中氧的浓度梯度、气液之间的接触面积和接触时间、水温、污水性质、水流的紊流程度等因素都影响的氧转移速率。从以上叙述中可以看出评价设备的曝气能力应该综合多方面因素，对于不同的水处理工艺所选择的曝气设备应不同。在评价时应该选择适合的设备进行曝气。（二）从设备角度考虑1.设备的耗能2.设备的噪声3.设备的寿命4.设备的价格2.不同的好氧池会选用不同的充氧设备，选用上有何讲究？氧化沟你会选用什么充氧设备？为什么？A/O工艺的缺氧池呢？答：选择曝气设备时，在满足所需充氧效率的同时，要尽可能地选用电功率小，稳定可靠的曝气装置。具体来说需满足以下几个方面的要求：①能够提供足够的溶解氧；②使氧、有机物和微生物三者之间充分混合；③保证混合液始终保持悬浮状态，防止污泥沉淀；④推动水流作不停的循环流动；⑤设施的充氧能力应便于调节，又适应需氧变化的灵活性。但设计时还要结合工艺的具体要求，综合各项因素来确定。氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。其三个沟道的DO分别为0、1mg/L、2mg/L，外沟道DO为0，氧亏值较大，氧的利用率较高，要比其他氧化沟耗电量低，但同鼓风曝气工艺相比，能量还是相当高些为了防止污泥沉淀，池深一般不能太深，因此占地相对其他工艺较大氧化沟工艺中常用的曝气设备有曝气转刷、曝气转盘、表面曝气机、射流曝气器和导管式曝气机等。不同的曝气设备的转速、电机功率及充氧能力等指标是不同的．它的原理：曝气池呈封闭式的沟渠