07曝氣設(shè)備充氧能力的測定

07曝氣設(shè)備充氧能力的測定LtD誠信做人；數(shù)據(jù)真實；分析合理；富于創(chuàng)新《環(huán)工綜合實驗（2）》（曝氣設(shè)備充氧能力的測定）實驗報告專業(yè)環(huán)境工程班級環(huán)工0902姓名王健指導(dǎo)教師余陽成績東華大學環(huán)境科學與工程學院實驗中心實驗步驟1.向曝氣筒內(nèi)注入自來水，用尺測定水樣體積V（L）和水溫t(℃)。2.由水溫查出實驗條件下水樣溶解氧飽和值Cs，并根據(jù)Cs和V求投藥量，然后投藥脫氧。脫氧劑亞硫酸鈉(Na2SO3)的用量計算。在自來水中加入Na2SO3還原劑來還原水中的溶解氧。從上而反應(yīng)式可以知道，每去除1mg溶解氧需要投加7.9mgNa2SO3。根據(jù)池子的容積和自來水的溶解氧濃度可以算出Na2SO3的理論需要量。實際投加量應(yīng)為理論值的150~200%。計算方法如下W1=（1.1~1.5）×8×Cs×V式中：V——池子的容積，m3Cs——初始溶解氧量，mg/L=2\*GB3②根據(jù)水樣體積V確定催化劑（鈷鹽）的投加量。催化劑（氯化鈷）用量：投加濃度為0.1mg/L：W2=V×0.1=3\*GB3③將Na2SO3·7H2O用熱水化開，均勻到入曝氣筒內(nèi)，溶解的鈷鹽到入水中，并開動循環(huán)水泵，小流量輕微攪動使其混合（開始計時），進行脫氧。3.攪拌均勻后（時間t0），測定脫氧水中溶解氧量C0，連續(xù)曝氣t后，溶解氧升高至Ct。每隔0.5min記錄一次溶解氧值（直到溶解氧值接近飽和為止或充氧20分鐘止）。實驗記錄及處理分析原始參數(shù)記錄如下：水體體積=0.167m3水體尺寸：長69.70cm；寬50.05cm；高48.00cm可得：V=69.7×50.05×48.00×10-6=0.167m3Ct=8.34mg/L亞硫酸鈉用量=13.37gW1=1.2×8×Cs×V=1.2×8×8.34mg/L×0.167m3=13.37g氯化鈷用量=0.0167gW2=V×0.1=0.167m3×0.1mg/L=0.0167g空壓機設(shè)備參數(shù)：工作電壓：220V額定功率：380W頻率：50HZ充氣能力：300L/min工作壓力：0.05MPa重量：7.5kg體積：320×150×165mm得下表：水溫（℃）水樣體積V（m3）飽和溶解氧（mg/L）亞硫酸鈉用量(g)氯化鈷用量（g）23.60.1678.3413.370.0167由上表查得：21℃時飽和溶解氧濃度為8.99mg/L,即Cs=8.99≈9mg/L（一）穿孔曝氣法數(shù)據(jù)記錄：表一穿孔曝氣法溶解氧濃度實驗序號時間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)與t可得如下關(guān)系圖：由公式ln(Cs–Ct)=-KLat+常數(shù)，可得：穿孔曝氣法的KLa=0.0944再根據(jù)：KLa（20℃）=KLa(T)1.024(20-T)對KLa進行校正，得：KLa（20℃）=0.0944×1.024（20-21）=0.0922所以，充氧能力為：由下圖可得知氧氣流量v=2.8m3/h則動力效率為：（二）微孔曝氣法數(shù)據(jù)記錄：表二微孔曝氣法溶解氧濃度實驗序號時間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)與t可得如下關(guān)系圖：由公式ln(Cs–Ct)=-KLat+常數(shù)，有圖可得：微孔曝氣法的KLa=0.1182再根據(jù)：KLa（20℃）=KLa(T)1.024(20-T)對KLa進行校正，得：KLa（20℃）=0.1182×1.024（20-21）=0.1154所以，充氧能力為：同樣，可得知氧氣流量v=2.8m3/h則動力效率為：由E穿孔<E微孔可知，微孔曝氣比穿孔曝氣效率更高，更加經(jīng)濟實用。（三）表面曝氣法儀器設(shè)備參數(shù)額定電壓220V額定電流0.98A頻率50HZ實際加壓110V數(shù)據(jù)記錄：表三表面曝氣法溶解氧濃度實驗序號時間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)與t可得如上關(guān)系圖：（7分鐘后水中溶解氧濃度穩(wěn)定）由公式ln(Cs–Ct)=-KLat+常數(shù)，有圖可得：表面曝氣法的KLa=0.3054再根據(jù)：KLa（20℃）=KLa(T)1.024(20-T)對KLa進行校正，得：KLa（20℃）=0.3411×1.024（20-21）=0.2982實現(xiàn)測得：r=27.19cm，h=25.71cm，再根據(jù)水體體積，可計算充氧能力為：由此可得：Qs穿孔<Qs表面<Qs微孔原額定功率為：P原=U原×I原=220V×0.98A=215.6W現(xiàn)功率為：P=U2/R=U2/（U原/I原）=1102/224.5=53.897W故動力效率：由此可得：E穿孔<E微孔<E表面說明表面曝氣的經(jīng)濟效率比鼓風曝氣好。七、實驗注意事項=1\*GB3①每個實驗所用設(shè)備、儀器較多，實驗前必須熟悉儀器的使用方法及注意事項。=2\*GB3②認真調(diào)試儀器設(shè)備，特別是溶解氧測定儀，要定時更換膜，使用前標定零點及滿度。=3\*GB3③嚴格控制各項基本實驗條件，如水溫、攪拌強度等，尤其是對比實驗更應(yīng)該嚴格控制。=4\*GB3④所加試劑應(yīng)溶解后，再均勻加入曝氣同內(nèi)。八、思考題1.如何來評價不同充氧設(shè)備的優(yōu)劣？答：（一）從充氧角度考慮1.氧氣的轉(zhuǎn)移率，在池里布控幾個點，池里裝清水，打開裝置，檢測這幾個點的氧氣濃度變化，做時間曲線，求導(dǎo)。2.充氧能力（或動力效率），即每消耗1kW·h的動力能傳遞到水中的氧量。3.氧利用率，通過鼓風曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總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轉(zhuǎn)移速率中可以通過設(shè)備選擇、運行方式改變等認為因素，而使氧轉(zhuǎn)移速率得以強化。如氧的轉(zhuǎn)移速率與氣泡的大小、液體的紊流程度和氣泡與液體的接觸時間有關(guān)。氣泡粒徑大小可通過選擇擴散器來決定。氣泡尺寸越小，則接觸面積A越大，將提高KLa值，有利于氧的轉(zhuǎn)移；但氣泡小卻不利于紊流，對氧的轉(zhuǎn)移也有不利的影響，紊流程度大，接觸充分，KLa值增高，氧轉(zhuǎn)移速率也將有所提高，氣泡與液體接觸時間加長有助于氧的充分轉(zhuǎn)移。混合液中氧的濃度越低，氧轉(zhuǎn)移的推動力越高，因此氧的轉(zhuǎn)移速率越大。氧從氣泡轉(zhuǎn)移到液體中，逐漸使氣泡周圍的液膜氧含量飽和，這樣，氧的轉(zhuǎn)移速率又取決于液膜的更新速率。氣泡的形成、上升、破裂和紊流都有助于氣泡液膜的更新和氧的轉(zhuǎn)移。綜上所述，氣相中氧分壓、液相中氧的濃度梯度、氣液之間的接觸面積和接觸時間、水溫、污水性質(zhì)、水流的紊流程度等因素都影響的氧轉(zhuǎn)移速率。從以上敘述中可以看出評價設(shè)備的曝氣能力應(yīng)該綜合多方面因素，對于不同的水處理工藝所選擇的曝氣設(shè)備應(yīng)不同。在評價時應(yīng)該選擇適合的設(shè)備進行曝氣。（二）從設(shè)備角度考慮1.設(shè)備的耗能2.設(shè)備的噪聲3.設(shè)備的壽命4.設(shè)備的價格2.不同的好氧池會選用不同的充氧設(shè)備，選用上有何講究？氧化溝你會選用什么充氧設(shè)備？為什么？A/O工藝的缺氧池呢？答：選擇曝氣設(shè)備時，在滿足所需充氧效率的同時，要盡可能地選用電功率小，穩(wěn)定可靠的曝氣裝置。具體來說需滿足以下幾個方面的要求：①能夠提供足夠的溶解氧；②使氧、有機物和微生物三者之間充分混合；③保證混合液始終保持懸浮狀態(tài)，防止污泥沉淀；④推動水流作不停的循環(huán)流動；⑤設(shè)施的充氧能力應(yīng)便于調(diào)節(jié)，又適應(yīng)需氧變化的靈活性。但設(shè)計時還要結(jié)合工藝的具體要求，綜合各項因素來確定。氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，所以它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，污水滲入其中得到凈化，最早的氧化溝渠不是由鋼筋混凝土建成的，而是加以護坡處理的土溝渠，是間歇進水間歇曝氣的，從這一點上來說，氧化溝最早是以序批方式處理污水的技術(shù)。其三個溝道的DO分別為0、1mg/L、2mg/L，外溝道DO為0，氧虧值較大，氧的利用率較高，要比其他氧化溝耗電量低，但同鼓風曝氣工藝相比，能量還是相當高些為了防止污泥沉淀，池深一般不能太深，因此占地相對其他工藝較大氧化溝工藝中常用的曝氣設(shè)備有曝氣轉(zhuǎn)刷、曝氣轉(zhuǎn)盤、表面曝氣機、射流曝氣器和導(dǎo)管式曝氣機等。不同的曝氣設(shè)備的轉(zhuǎn)速、電機功率及充氧能力等指標是不同的．它的原理：曝氣池呈封閉式的溝渠