实验四 曝气设备清水充氧性能测定

实验四 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。

2、了解掌握曝气设备清水充氧性能测定的方法。

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，氧传递基础方程式为：

dckLa(CsC) （1） dt积分整理后得曝气设备氧总转移系数kLa计算式

kLa2.303CsC0lg （2） tt0CsCt式中kLa——氧总转移系数，1/min或1/h。

t0，t——曝气时间，min

C0——曝气开始时池内溶解氧浓度，t0=0时，C0=0mg/L。 Cs——曝气池内液体饱和溶解氧值。

Ct——曝气某一时刻t时，池内液体日溶解氧浓度，mg/l。

由式中可见，影响氧传递速率KLa的因素有很多，除了曝气设备本身结构尺寸，运行条件而外，还与水质水量等有关。为了进行相互比较，以及向设计、使用部门提供产品性能，故产品给出的充氧性能均为清水，标准状态下，即清水（一般多为自来水）一个大气压下的充氧性能。

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KLa值，或是以亏氧量（Cs-Ct）为纵坐标，在半对数坐标纸上绘图，直线斜率即为KLa值。

三、实验仪器

1、穿孔管鼓风曝气清水充氧设备 2、溶解氧测定仪 3、量筒等

四、实验步骤

1、曝气池内加入适量的水，记录加入清水的体积，测定水中溶解氧值。 2、计算投药量：

a、 脱氧剂采用无水亚硫酸钠。 根据2NaSO3+O2=2NaSO4

则每次投药量(g)=G×8×（1.1~1.5）

G——水量(L)×DO(mg/L)

b、 催化剂采用氯化钴，投加浓度为0.1mg/L。

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、 当水中溶解氧为零后，打开空压机，开始曝气，记录时间，同时每隔一定时 间（1min）取一次样，测定溶解氧值，连续取样8个，而后，拉长间隔，直至水 中溶解氧不再增长（达到饱和）为止，随后，关闭空压机。 5、实验中计量风量，室外温度。

五、实验数据整理 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KLas，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=1.024

20 –T

修正后氧总转移速率为KLas=K·KLa=1.024

20 -T

×KLa （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、氧总转移系数KLas

氧总转移系数KLas是指在单位传质推动下，在单位时间、向单位曝气液体中所充入的氧量。它的倒数1/KLas单位是时间，表示将满池水从溶解氧为零充到饱和值时所用时间，因此KLas是反映氧传递速率的一个重要指标。

氧总转移系数KLa计算表

CsCot-t0 Ct Cs-Ct （min） （mg/l） （mg/l） CsCtCsColg CsCttgα= 2.303KLa tt0（min）-1 求得值后，利用式（3）求得KLas值。 六、结果与讨论

氧总转移系数KLa的意义是什么？