曝氣充氧試驗

曝氣充氧實驗一、實驗?zāi)康模毫私庋蹀D(zhuǎn)移的機(jī)理及影響因素掌握曝氣設(shè)備氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)Kla值的測定方法掌握非耗氧生物污水α、β的測定方法掌握評價曝氣設(shè)備充氧性能指標(biāo)的計算方法二、實驗原理活性污泥法是天然水體自凈作用的強(qiáng)化和人工化。強(qiáng)化的手段是通過曝氣來實現(xiàn)的，以達(dá)到：曝氣池中有足夠的氧，保證活性污泥微生物生化作用所需氧；保持曝氣池內(nèi)微生物、有機(jī)物、溶解氧三者充分混合。所謂曝氣就是人為的通過一些設(shè)備，加速向水中傳遞氧的過程。對于氧轉(zhuǎn)移的機(jī)理主要是雙膜理論。它的主要內(nèi)容是：在氣液兩相接觸界面兩側(cè)存在著氣膜和液膜，它們處于層流狀態(tài)，氣體分子從氣相主體以分子擴(kuò)散的方式經(jīng)過氣膜和液膜進(jìn)入液相主體，氧轉(zhuǎn)移的動力為氣膜中的氧分壓梯度和液膜中的氧的濃度梯度，傳遞的阻力存在于氣膜和液膜中，而且主要是存在于液膜中，如下圖所示。1、清水充氧曝氣系統(tǒng)的理論充氧能力是指20℃、1.01X105Pa影響氧轉(zhuǎn)移的因素有曝氣水水質(zhì)、曝氣水水溫、氧分壓、氣液之間的接觸面積和時間、水的絮流程度等。氧轉(zhuǎn)移的基本方程式為：dC/dt=Kla(Cs-C)（1）Kla=Dl*A/Xf*V（2）式中dC/dt------液相主體中氧轉(zhuǎn)移速度[mg/(l.min)];Cs----------液膜處飽和溶解氧濃度(mg/l);C----------液相主題中溶解氧濃度(mg/l);Kla---------氧總轉(zhuǎn)移系數(shù);Dl----------氧分子在液膜中的擴(kuò)散系數(shù);A-----------氣液兩相接觸界面面積(m2);Xf----------液膜厚度(m)V----------曝氣液體容積(l)。由于液膜厚度Xf及兩相接觸界面面積很難確定，因而用氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)Kla值代替。Kla值與溫度、水絮動性、氣液接觸面面積等有關(guān)。它指的是在單位傳質(zhì)動力下，單位時間內(nèi)向單位曝氣液體中充入氧量，它是反映氧轉(zhuǎn)移速度的重要指標(biāo)。將（1）式積分整理得到曝氣設(shè)備氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)Kla值計算式，即Kla=2.303/t*ln((Cs-Co)/(Cs-Ct))（2）式中Cs----------曝氣筒內(nèi)液體飽和溶解氧濃度Co----------曝氣初始時，曝氣筒內(nèi)溶解氧濃度（一般取T=0時，Co=0）Ct-----------t時刻曝氣筒內(nèi)溶液溶解氧濃度t-------------曝氣時間Kla---------氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)將（2）式整理得ln((Cs-Co)/(Cs-Ct))=Kla/2.303*t(3)由（3）式可見，以ln(Cs-Co)/(Cs-Ct)為縱坐標(biāo)，t為橫坐標(biāo)，繪制直線，通過圖解法求得直線斜率可以確定Kla值。2、不含耗氧微生物的污水充氧實驗曝氣水的水質(zhì)對氧轉(zhuǎn)移的影響表現(xiàn)在以下兩個方面：（1）由于待曝氣充氧的污水中含有各種各樣的雜質(zhì)，它們會對氧的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生一定的影響。所以相對于清水，污水曝氣充氧得到的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)K’la會比清水的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)Kla值低，為此引入修正系數(shù)αα=K’la/Kla（2）由于污水中含有大量鹽分，它會影響氧在水中的飽和度，相對于相同條件下清水而言，污水中氧的飽和度C’s要比清水中的飽和度Cs低，為此引入修正系數(shù)ββ=C’s/Cs相應(yīng)的氧轉(zhuǎn)移方程式可表示為dC/dt=K’la(C’s-Ct)本實驗采用間歇非穩(wěn)態(tài)實驗方法，即在實驗過程中不進(jìn)水也不出水的實驗方法對清水和污水進(jìn)行對照實驗，求出清水的Kla、Cs和污水的K’la、C’s值,繼而求出α、β值。三、實驗設(shè)備曝氣筒空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子流量計溶解氧濃度分析儀四、實驗用試劑脫氧劑：無水亞硫酸鈉催化劑：氯化鈷五、實驗操作1、登錄進(jìn)入實驗后，會出現(xiàn)“登錄”對話框，如下圖所示請認(rèn)真填寫班級、姓名、學(xué)號三項內(nèi)容，這三項內(nèi)容將被記錄到實驗報告文件當(dāng)中。2、實驗主界面實驗主界面如下圖所示溶解氧濃度分析儀界面4、添加脫氧劑界面注水打開進(jìn)水閥向曝氣筒中注水至溢流管液位。測定飽和溶解氧濃度。打開壓縮機(jī)開關(guān)和出口閥，向曝氣筒中的待測水充氧。觀察溶解氧分析儀，待飽和后關(guān)閉壓縮機(jī)開關(guān)，并記錄飽和溶解氧濃度。計算加藥量點(diǎn)擊脫氧劑瓶，彈出脫氧劑添加畫面。根據(jù)公式計算出所需的無水亞硫酸鈉和氯化鈷添加量，并填入文本框中，點(diǎn)確定按鈕確認(rèn)。脫氧過程觀察溶解氧濃度的變化，等到溶解氧濃度變?yōu)?.00mg/l