典型污染物对微气泡曝气中氧传质特性的影响
简述曝气充氧原理及影响氧转移因素
简述曝气充氧原理及影响氧转移因素曝气充氧是一种常用的水处理工艺，在污水处理、饮用水净化以及废水处理等领域有着广泛的应用。
曝气充氧工艺通过将空气通过曝气装置注入水中，利用气泡与水的接触面积增大，从而促进氧气在水中的溶解，提供充足的氧气供给，满足水中生物和化学过程对氧气的需求。
曝气充氧工艺的原理可以简述为：通过气泡与水接触的方式，将氧气从空气中传递到水中。
具体而言，曝气装置通常采用喷气式、气水混合式或微细气泡扩散器等形式，将气体注入水中。
在曝气装置中，气泡与水进行充分的混合与接触，从而使氧气尽可能地溶解到水中。
气泡的产生也会给水体带来机械搅拌效应，提高水体的混合程度，有助于保持水体的均匀性。
曝气充氧工艺中，影响氧转移效果的因素主要包括以下几个方面：1. 气泡尺寸和气泡分布：气泡的尺寸与气泡的分布对氧转移效果具有重要影响。
较小的气泡会增大气泡与水的接触面积，从而促进氧气的溶解；而较大的气泡在上升过程中会迅速释放气体，减少氧转移效果。
气泡的分布均匀性也会影响氧转移效果，过高或过低的气泡浓度都会对氧气的传递造成不利影响。
2. 曝气方式与曝气强度：曝气工艺可以采用不同的方式实施，如喷射式、喷氖式等。
不同的曝气方式具有不同的气泡产生机制和运动方式，对氧转移效果有一定影响。
曝气强度也是影响氧转移的重要因素，适当的曝气强度可以提高氧转移效果。
但过高的曝气强度可能会导致气泡过快向上升，影响氧气的传递。
3. 溶解氧浓度：溶解氧浓度是评价氧转移效果的重要指标之一。
溶解氧浓度的提高可以通过增加曝气时间、提高气泡分布均匀性以及调整曝气强度等方式实现。
4. 温度和压力：温度和压力也是影响氧转移的重要因素。
较高的温度有利于氧气的溶解，而较高的压力则有利于气泡的产生和氧气的传递。
通过控制温度和压力，可以调节氧转移效果。
曝气充氧工艺可以通过增大气泡与水的接触面积，提供充足的氧气供给，满足水体中的生物和化学过程对氧气的需求。
在进行具体应用时，需要根据实际情况选择合适的曝气方式和调节曝气强度，以确保最佳的氧转移效果。
雷诺数和界面污染程度对气泡水动力学特性的影响
第35卷第4期农业工程学报V ol.35 No.4 2019年2月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Feb. 2019 99雷诺数和界面污染程度对气泡水动力学特性的影响庞明军1,2，费洋1,2，陈小洪1,2，郭雨晨1，徐梦沁1（1. 常州大学机械工程学院，常州213164；2. 常州大学江苏省绿色过程装备重点实验室，常州213164）摘要：深入研究气泡界面污染程度对气泡水动力学特性的影响，对控制和改善泡状流动中气泡的运动速度和气液界面的传质和传热性能具有重要意义。
为此，该文利用停滞帽模型详细研究了不同气泡雷诺数下，球形气泡界面污染程度对气泡界面参数（切向速度、压力、切应力和涡量）及其整体运动特征（尾流和阻力系数）的影响。
基于停滞帽模型，通过改变帽角来定量控制气泡界面的污染程度，气泡雷诺数20≤Re b≤200，计算区域为轴对称结构。
研究表明，在不同气泡雷诺数下，气泡界面污染程度对气泡水动力学单一物理参量的影响趋势是相似的，且界面参数在帽角处发生了突变；界面污染程度对气泡整体运动特征的影响与气泡雷诺数有关，气泡雷诺数越小，界面污染程度对阻力系数的影响越明显，而尾涡现象越弱。
关键词：气泡；水动力学；雷诺数；污染程度；泡状流动；停滞帽模型doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.012中图分类号：O368 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2019)-04-0099-07庞明军，费 洋，陈小洪，郭雨晨，徐梦沁. 雷诺数和界面污染程度对气泡水动力学特性的影响[J]. 农业工程学报，2019，35(4)：99－105. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.012 Pang Mingjun, Fei Yang, Chen Xiaohong, Guo Yuchen, Xu Mengqin. Influence of Reynolds number and interfacial contamination degree on hydrodynamic characteristic of bubble[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(4): 99－105. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.012 0 引 言因良好的传质和传热特性，泡状流广泛存在于工农业生产中，如化学反应工程、矿物浮选工程、雾化过程以及强化传热过程等。
曝气充氧中氧总传质系数的探讨
除 了物性 参 数 外 ， 化学 反 应 也 会 影 响 传 质 ．根
把 （ ） 整理 成不 定积分 的形式 ： ３式
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第２ ２卷 第 １ 期
２０ ０ ６年 ３月
北 京 建 筑 工 程 学 院 学 报
Ｊ ｕｎ ｌ ｆＢ ｉｎ ｎｔ ｕ ｅｏ ｖｌ ｇｎ ｅｉｇａ ｄＡｒｈｔｃｕ ｅ ｏ ｒ ａ ｅ ｉｇＩ ｓｉ ｔ ｆＣｉｉＥｎ ｉｅ ｒ ｎ ｃ ｉ ｔ ｒ ｏ ｊ ｔ ｎ ｅ
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北 京 建 筑 工 程 学 院 学 报
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一
在 曝气 充气过程 中代表 了氧 的总 传递 性 ．由于氧 为 难溶 于水 的气体 ， 在氧 由气相 向液相 转移过 程 中， 阻
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收稿 日期 ： ０ ５—１ ２０ ２—１ ４
作 者 简 介 ： 静野 （９ １一）男 ， 教授 ， 学 博 士 ， 要 从 事流 体 传 热 、 质 方 面 的研 究 赵 １６ ， 副 理 主 传
Ｖｏ ． ２ １２ Ｎｏ １ ．
Ｍ ａ ．２０ ｒ ０６
探讨微纳米气泡在环境污染控制领域的应用
高新技术2017年7期︱9︱探讨微纳米气泡在环境污染控制领域的应用倪 栋浙江省乐清市环境保护局，浙江 乐清 325600摘要：微纳米气泡通常是指直径为200nm ～50μm 的微小气泡，具有体积小、比表面积大、ζ电位高等特点。
在20世纪90年代由日本科学家研制出发生设备，并应用于水产养殖方面。
近年来，微纳米气泡由于其比普通气泡更突出的特点而受到人们的重视，并已被广泛应用于环境污染控制领域，显示出良好的技术优势和良好的应用前景。
目前，微纳米气泡技术的研究正成为环境污染控制领域的一个新热点。
关键词：微纳米气泡；环境污染控制；应用；净化；修复中图分类号：X83 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）07-0009-011 微纳米气泡的特性 1.1 存在时间长 普通气泡由于体积较大，在水中产生后会迅速上升，在水中的停留时间极短；而微纳米气泡由于体积小，在水中受到的浮力小，从而表现出上升缓慢的特性。
如直径为1mm 的气泡在水中的上升速度为6m/min，而如直径为10μm 的气泡在水中的上升速度仅为3mm/min，后者的上升速度是前者的1/2000。
另有研究表明，微纳米气泡在水中的悬浮时间可达252s。
1.2 传质效率高 微纳米气泡体积小，具有极大的比表面积，气液界面处的表面张力大。
微纳米气泡内部气体由于受到强表面张力的作用而被压缩，气泡体积缩小，气泡内压力增大，表现为自增压效应。
不断增大的内压使得气泡内气体穿过气液界面溶解到水中。
且随着气泡直径的减小，表面张力的作用效果越来越明显，最终内部压力达到一定极限值而导致气泡界面破裂消失。
微纳米气泡在收缩过程中的自增压特性，使得气液界面处传质效率增强，并且当水体中的气体含量达到饱和时，微纳米气泡仍可进行气液传质，从而达到较高的传质效率。
1.3 界面ζ电位高 微纳米气泡表面吸附带负电的离子，形成表面电荷离子层；由于负离子的电性吸引，在表面电荷离子周围又吸附带正电的反电荷离子层，从而形成双电层结构。
移动床生物膜反应器中模拟微生物耗氧速率对微孔曝气氧传质效率的
摘 要 为研究 移动床生物膜反应器（ ＭＢ Ｂ Ｒ ） 中微生物呼吸作用对 微 Ｌ 曝气 氧传质效 率（ Ｏ Ｔ Ｅ ） 的影 响 ， 向清水 中持续通人一
定 浓 度 的 消 氧剂 — — 亚 硫 酸 钠 溶 液 ， 通 过 亚 硫 酸 钠 的 氧化 来 模 拟 微 生 物 的呼 吸 耗 氧 。基 于 不 同 填充 率 和曝 气 量 工 况 条 件 下 ， 考 察 了
微 生 物耗 氧 速率 （ ＯＵＲ ） 对 ＯＴＥ 的 影 响 。 结 果 表 明 ： 在 ４ ０ Ｌ ／ ｈ 曝 气 量条 件下 ， 装 置填 充 率在 ２ ０ ～５ Ｏ 时， 标 准 氧 传 质 效 率 （ Ｓ ＯＴ Ｅ） 与 ＯＵＲ存 在 着 明 显 的 正 相 关 性 ， 其线 性 拟合 Ｒ ０ 介于 ０ ． ７ ８ ９ ８ ～Ｏ ． ９ ７ ６ ２ ； 填充 率 为 ６ Ｏ 时， Ｓ ＯＴＥ随 ＯＵＲ 的 增 大 无 明 显 变
魏 延 苓 等 移 动 床 生 物 膜 反 应 器 中模 拟 微 生 物 耗 氧 速 率 对 微 孑 Ｌ 曝 气 氧 传 质 效 率 的 影 响 研 究
移动床生物膜反应器 中模拟微生物耗 氧速率对微孔 曝气氧传质效率的影响研 究 ＊
魏 延苓 宫一 洧 齐 鲁 王洪 臣 尹训 飞
ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｓ ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂｙ ｔ ｈｅ ｏ ｘｉ ｄａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｓ ｕｌ ｐ ｈｉ ｔ ｅ ．Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏｎ ｄｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｔ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ， ｔ ｈｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏｆ ｍｉ ｃ ｒ ｏｂ ｉ —
曝气技术中氧传质影响因素的实验研究的开题报告
曝气技术中氧传质影响因素的实验研究的开题报告
一、研究目的
曝气技术是污水处理中常用的一种废水处理技术，其过程中气体与水之间的氧传质过程对于曝气效果及水体处理效果至关重要。
本实验旨在探究曝气技术中氧传质的影响因素，为提高污水处理的效率提供理论支持。
二、研究内容
1.研究不同溶氧度、不同温度对氧传质的影响。
2.研究气泡大小、速度、密度以及水流状态对氧传质的影响。
3.分析水体化学成分和表面张力、溶解氧、粘度等参数对氧传质的影响。
三、研究方法
1.实验设备：曝气釜、溶氧仪、温度计、氧气瓶、水循环系统等。
2.实验流程：将具有不同化学成分、温度、气泡大小、密度，水流状态的水样，放入曝气釜中进行曝气处理。
实验过程中测量溶氧度，记录气泡大小、速度、密度等参数。
3.数据处理：对实验数据进行统计分析，绘制出氧传质的影响因素与氧传质速率的关系图。
四、预期成果
通过对曝气过程中氧传质影响因素的研究，本实验将得出影响氧传质速率的主要因素和它们之间的相互关系。
与目前主流的模型相比，本实验结果更加丰富、更具针对性，可以帮助工程师更好地设计新的曝气设备，提高曝气效率以及水体处理效果。
五、可能的研究难点
实验过程中需要控制不同变量，使得实验结果更加准确。
同时，曝气设备的设计和构造也需要经验丰富的工程师参与并保障设备稳定运行。
因此，实验难度较大，需要充分的准备和保障。
简述曝气充氧原理及影响氧转移因素
简述曝气充氧原理及影响氧转移因素文章标题：曝气充氧原理及影响氧转移因素引言：曝气充氧是一种常用的污水处理工艺，通过将空气通入水体中，以气泡形式将氧气输送至水中，以提高水中的氧溶解度，促进生物氧化反应的进行。
本文将简述曝气充氧的原理，并讨论影响氧转移的关键因素。
第一部分：曝气充氧原理曝气充氧的基本原理是利用空气中的氧气通过气泡的形式传输至水体中，从而增加水中的氧溶解度。
在曝气过程中，空气通过曝气装置进入水中，形成大量的气泡。
这些气泡在水中上升的过程中，与水接触并释放出氧气。
气泡的上升速度与其直径成反比，因此较小的气泡能够提供更大的接触面积和更长的接触时间，有利于氧气的传递。
同时，气泡的上升也能够带动水体的运动，增加氧气在水中的分布均匀度。
第二部分：影响氧转移的因素1. 气泡特性：气泡的大小、分布和形状是影响氧转移效果的重要因素。
较小的气泡能够提供更大的气液接触面积，增加氧气的传递效率。
此外，合理控制气泡的分布和形状也能够改善氧转移效果。
2. 温度：温度对氧转移有着显著的影响。
一般来说，水温越高，氧气的溶解度越低，因此在高温条件下，曝气充氧的氧转移效果相对较差。
3. 水体特性：水体的化学成分和性质也会影响氧转移效果。
例如，水中含有过多的溶解性固体物质时，会降低氧气的传递效率。
此外，水中的溶解物和有机物质也可能与氧气发生化学反应，进一步降低氧转移效果。
4. 曝气装置设计：曝气装置的设计参数，如曝气孔的尺寸、分布和排列方式，也会影响氧转移效果。
合理设计曝气装置能够提高气泡的上升速度和分布均匀度，从而提高氧转移效率。
5. 曝气强度和时间：曝气强度和时间对氧转移效果有着直接的影响。
适当增加曝气强度和时间可以增加氧气的输入量，但过高的曝气强度可能造成气泡的折断和聚并，降低氧转移效果。
总结回顾：曝气充氧是一种常见且有效的污水处理方法，其原理是利用气泡将氧气传递至水中以实现氧转移。
影响氧转移的关键因素包括气泡特性、温度、水体特性、曝气装置设计以及曝气强度和时间。
微气泡曝气中氧传质特性研究
２ ０ １
环境工程学报
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖ。１．４，Ｎ。．３ Ｍａｒ．２ ０ １ ０
０年３月
微气泡曝气中氧传质特性研究
刘 春１’２ 张 磊１ 杨景亮１ 郭建博１
李再兴１
（１．河北科技大学环境科学与工程学院，石家庄０５００１８；
Ｏｘｙｇｅｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｓ ｔｈｅ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｕｂｂｌｅ ａｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ａｅｒｏｂｉｃ ｂｉｏｌｏｇ－
ｏｎ
ｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ａｅｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｗｉｔｈ
ＰｉＱＹｉ
（３）
式中：ｌ，为水的体积（ｍ３）；ｐ；为该条件下氧气 的密度（ｋｇ／ｍ３）；Ｑ为曝气空气流量（Ｌ／ｈ）；ｙｊ为该 条件下氧气占空气的比例。 １．３气含率测定 气含率为曝气容器中气泡的体积比率。本研究 在微气泡曝气过程中，从曝气容器中取一定体积的 气・水混合物，测定其质量，并计算其密度ｐ气一水。已 知气・水混和物密度ｐ气一求和相同条件下水的密度 ｐ水，忽略气体的密度，根据式（４）计算气含率。 气含率（％）＝（１－ｐ气一承和水）×１００％
Ｊｏｉｎｔ
ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈＵａ
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ
微纳米气泡曝气在污水处理中的应用研究
微纳米气泡曝气在污水处理中的应用研究微纳米气泡曝气在污水处理中的应用研究随着经济的快速发展和人口的增长，污水处理成为了一个重要的环保问题。
传统的污水处理方法中，曝气是一个必不可少的环节，用以增氧和混合污水。
然而，传统曝气方法存在着能耗高、效率低以及传质受限等问题。
近年来，微纳米气泡技术因其优良的性能而引起了人们的关注，并在污水处理中得到了广泛的应用和研究。
微纳米气泡，顾名思义，是微小到纳米级别的气泡。
与传统的气泡相比，微纳米气泡具有较小的直径、较长的寿命和较高的溶解氧浓度。
这些特性使得微纳米气泡成为一种高效增氧剂。
在传统的曝气方法中，气泡直径较大，容易聚集在一起，导致氧气传质效率低。
而微纳米气泡具有较高的界面积和较小的界面厚度，从而能够更充分地与水中的气体物质发生交换，提高溶解氧的传质效率。
微纳米气泡曝气技术在污水处理中的应用主要有两个方面：一是增氧，提高生物处理过程的效率；二是减少污泥的产生，优化污泥处理过程。
首先，微纳米气泡曝气技术能够显著提高生物处理过程的效率。
在污水处理厂的生物反应器中，微生物通过吞噬有机物质和氨氮等污染物，将其转化为无害物质。
然而，微生物要进行呼吸代谢需要充足的氧气供应，而传统的曝气方法由于氧气传质不充分，导致微生物的代谢活性受限，进而降低生物处理效率。
微纳米气泡曝气技术可以提供高浓度的溶解氧，有效满足生物反应器内微生物的氧需求，提高微生物代谢活性，从而提高生物处理效率。
其次，微纳米气泡曝气技术还可以减少污泥的产生，优化污泥处理过程。
在传统的活性污泥法中，由于氧气传质不充分，微生物增殖速度慢，导致过多的微生物滞留在反应器中，增加了污泥的产生。
而微纳米气泡曝气技术可以有效提高微生物增殖速度和代谢活性，使微生物能够更快地进行分裂和增殖，从而减少污泥产量。
此外，通过微纳米气泡曝气技术还可以改善污泥的浓缩效果，提高污泥的可压性，减少污泥处理过程中的能耗和成本。
然而，微纳米气泡曝气技术在污水处理中的应用还存在着一些挑战。
微孔曝气器氧利用率-概述说明以及解释
微孔曝气器氧利用率-概述说明以及解释1.引言1.1 概述微孔曝气器是水处理工程中常用的一种曝气设备，它通过将空气从微小孔洞中排出，使其与水体充分接触，从而实现气体与液体之间的质量传递。
微孔曝气器具有结构简单、运行稳定、能耗低等特点，在水处理过程中发挥着重要的作用。
微孔曝气器的主要原理是通过孔洞将空气喷入水体中，形成大量的小气泡。
这些小气泡因为表面张力的作用能够悬浮于水体中，从而增大了气液界面积，提高了氧气在水中的传递效率。
同时，微孔曝气器也通过气泡的上升速度和数量的控制来调节曝气效果，使气泡能够在水体中停留的时间较长。
微孔曝气器广泛应用于污水处理、生物反应器、鱼类养殖等领域。
在污水处理中，曝气过程能够有效地增加水中的溶解氧含量，从而促进微生物的降解作用；在生物反应器中，则可以提供所需的氧气供给，维持生物反应的正常运行；而在鱼类养殖中，微孔曝气器能够为鱼类提供充足的氧气，保障其良好的生长环境。
然而，微孔曝气器的氧利用率是一个需要关注和解决的问题。
氧利用率的高低直接影响曝气效果的好坏，对于提高水处理效率具有重要意义。
因此，本文将重点探讨微孔曝气器的氧利用率的影响因素以及提高氧利用率的方法，旨在为相关行业提供有益的指导和建议。
1.2文章结构文章结构：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分概述了本文要探讨的主题和目的。
首先简要介绍了微孔曝气器以及其在污水处理等领域中的应用。
随后明确了本文的目的，即研究微孔曝气器的氧利用率，探讨其影响因素并提出提高氧利用率的方法。
正文部分将分为两个部分：微孔曝气器的原理和微孔曝气器的应用。
2.1 微孔曝气器的原理部分将详细介绍微孔曝气器的工作原理。
首先解释了微孔曝气器是一种常用的曝气设备，其通过微孔板上的微孔将气体通入水体，从而实现氧的传递。
然后介绍了氧传递过程中的各个环节，包括气体传递至微孔板、气泡在水体中的升降运动以及氧分子的溶解和扩散等。
最后讨论了微孔曝气器的氧利用率与工作条件、气泡尺寸、气液比等因素的关系。
曝气充氧原理及其影响因素
曝气充氧原理及其影响因素
曝气充氧是一种通过将氧气注入水体中以增加溶解氧浓度的方法，常用于治理水体富营养化、提高水质以及维持水体中生物的呼吸作用。
以下是曝气充氧的原理和影响因素。
原理：
曝气充氧是利用机械设备（如空气喷射装置、氧气发生器等）将空气或纯氧注入水体中，通过气泡与水体接触的方式增加溶解氧浓度。
气泡上升的过程中，与水中的溶解氧发生传质作用，使溶解氧从气泡中扩散到水体中。
这样，水中的溶解氧浓度得到提高，生物能够更好地进行呼吸作用。
影响因素：
1. 氧气供给量：氧气供给量是决定曝气充氧效果的重要因素。
供给量越大，注入水体中的氧气浓度越高，溶解氧浓度也相应增加。
2. 气泡细化程度：气泡的细化程度会影响曝气充氧效果。
细小的气泡比大气泡更容易与水体接触，增加了气泡与水体间的接触表面积，有利于氧气的传输和溶解。
3. 水体温度：水温对溶解氧浓度有一定的影响。
一般情况下，较低的水温有利于氧气在水体中的溶解。
因此，在较高水温的条件下，曝气充氧可能需要更多的氧气供给量才能达到相同的溶解氧浓度。
4. 水体搅拌程度：水体的搅拌程度对曝气充氧效果也有影响。
充分的搅拌能够增加气泡与水体之间的接触时间和表面积，有助于氧气的传质和溶解。
综上所述，曝气充氧通过注入氧气使水体中的溶解氧浓度增加，从而促进水体中生物的呼吸作用。
影响曝气充氧效果的因素包括氧气供给量、气泡细化程度、水体温度和水体搅拌程度等。
小气泡扩散曝气氧传质速率研究(水体的氧传质速率随H增加、D的减少、曝气通气量Q增加而增加。
单位水体中的氧传质总量M O 与氧传质速率V O 和气泡在水体中的停留时间有关, 即:
M O = VO T Vw
(9)
为了确定单位水体总的氧传质速率V O , 必须由气泡运行的两个极点 (即产生处与液面处) 的传
质速率给出。下面针对公式 (8) 中各参数求解。
气泡的上升速度U 可由式 (3) 得出 (将各常数代入方程式) :
收稿日期: 1999203209 责任编辑 陈 洁 基金项目: 高速水力学国家重点实验室 (四川联合大学) 研究基金资助项目 (9702) 作者简介: 郭瑾珑 (19762) , 男, 西安理工大学硕士生。
郭瑾珑等: 小气泡扩散曝气氧传质速率研究
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为了进一步明确该理想模型, 本文做如下假定: (1) 空气气泡为球形。针对小气泡 (D < 3 mm ) 曝气系统而言, 由于气液界面的表面张力相对较 大, 该假定是合理的, 这在实验观测研究中得到了验证。 (2) 气泡在上升穿过水体的过程中不发生合并与破裂。在曝气池运行中, 由于紊动、污泥絮凝 体及混合液中活性剂的作用等会发生气泡的合并与破裂。但如前所述该理想模型中气泡的生成、运 动过程中受力处处相同, 气泡均匀, 运动过程中不会发生碰撞而破裂。基于该假定, 传质只在气泡 与水体之间发生。 (3) 由于气泡的体积很小, 而且单个气泡本身传质的通量也很小, 所以在计算中忽略气泡上升 过程中由于体积及氧分压变化所引起的传质变化, 而只考虑气泡产生处及在液面处的不同分压。 (4) 上升的气泡群具有统一的直径D 和上升速度U 。在实际情况下, 气泡群中气泡的直径和上 升速度都会有一定的分布范围。 传质速度及通量可以定量地描述为气液界面上的质量传递过程[1], 因此氧传递速率可以认为是 悬浮于液流主体中的空气气泡总界面面积的函数。由此引出平均直径D 的定义: 直径为 D 的 N 个 气泡的总表面积等于实际曝气系统中有一定直径分布范围的N 个气泡的总表面积。平均上升速度 U 的定义为: 直径等于平均直径D 的空气气泡的理论上升速度。藉于此建立平均直径D 与平均上升 速度U 之间的关系。只考虑气泡上升过程中的阻力 (包括粘滞阻力和惯性阻力) 与浮力影响, 则会得 出气泡均速上升的结论, 即: 气泡在上升过程中很快达到稳定。由此得出, 气泡在液流主体中的平 均停留时间 T 为液体深度 H 除以平均上升速度U。
简述曝气充氧原理及影响氧转移因素
简述曝气充氧原理及影响氧转移因素一、引言曝气充氧是一种常见的水处理技术，其原理是将空气通过喷头或其他装置喷入水中，使水与空气接触，从而增加水中溶解氧的浓度。
曝气充氧技术广泛应用于污水处理、饮用水处理、养殖等领域。
本文将详细介绍曝气充氧的原理及影响因素。
二、曝气充氧原理曝气充氧技术是利用空气中的氧分子与水分子之间的物理作用，通过将空气喷入水中，使空气与水接触并混合，从而实现增加溶解在水中的溶解氧浓度。
曝气系统主要由曝气器、鼓风机和配管组成。
鼓风机提供压缩空气，将压缩空气通过管道输送到曝气器，在曝气器内形成大量小泡，并将这些小泡带入到水中。
当小泡进入水体后，由于表面张力和浮力等作用力而破裂，并释放出其中所含有的溶解在空气中的溶解性成分（主要为O2和N2），其中O2即为水体所需的溶解氧。
三、影响氧转移因素氧转移是指从空气中将氧分子传递到水中的过程，其速率受多种因素的影响。
以下是影响氧转移的主要因素：1. 水体温度水体温度对溶解氧浓度有显著影响。
通常情况下，水温越低，溶解在水中的溶解氧浓度越高。
这是因为低温下水分子间距较小，分子运动缓慢，从而使空气中的溶解氧更容易溶解在水中。
2. 曝气器类型和设计曝气器类型和设计对曝气充氧效果有重要影响。
不同类型和设计的曝气器会产生不同大小、数量和速度的小泡，并且这些小泡在进入水体后会有不同程度的破裂。
一般来说，小泡越小、数量越多、速度越快，则曝气充氧效果越好。
3. 曝气时间曝气时间是指空气与水接触的时间。
曝气时间长，则空气与水接触面积大、接触时间长，从而使氧分子更容易溶解在水中。
但是，曝气时间过长也会造成能量浪费和水体过度搅拌等问题。
4. 水体深度水体深度对曝气充氧效果有影响。
通常情况下，水体越深，则曝气充氧效果越差。
这是因为在较深的水体中，由于水压力的作用，小泡破裂时所产生的能量会被消耗掉一部分，从而降低了溶解氧的浓度。
5. 水体搅拌水体搅拌对曝气充氧效果有重要影响。
曝气过程中水质条件对氧传质的影响
曝气过程中水质条件对氧传质的影响发表时间：2016-04-08T10:18:01.870Z 来源：《基层建设》2015年21期供稿作者：李璐[导读] 河南和阳环境科技有限公司文章探讨了温度、深度、曝气量及污水情况下不同污泥负荷对曝气充氧过程氧传质的影响。
河南和阳环境科技有限公司，河南郑州 450008摘要：文章探讨了温度、深度、曝气量及污水情况下不同污泥负荷对曝气充氧过程氧传质的影响，在一定实验范围内，氧转移系数KLa随气量的增大而增大，随水深的增加而减小，随污泥负荷的增大而减小，随水温的升高而升高，同时还受饱和溶解氧Cs的影响。
关键词：曝气量；温度；水深；污泥负荷；氧传质系数前言在污水处理技术领域中，尤其在城市污水处理方面，生物法占有非常重要的地位[1]。
曝气是废水好氧生物处理工艺的基本过程，主要目的之一是为微生物去除污染物提供溶解氧，它是动力消耗的主要环节，约占动力成本的45%-75%[2]，因此，提高曝气中的氧传质速率对于降低曝气动力消耗具有重要意义。
而且在曝气充氧过程中，曝气器所标示的各种性能参数往往与实际曝气情况不符，所以就有必要就水体各种因素对氧总转移系数的影响进行研究。
曝气的氧总转移系数KLa与温度、水质、气液界面的面积等多种因素有关。
但是目前，尚不能将所有的影响因素对KLa的影响作全面的分析，很多相关研究结果也只能作参考。
本文在对影响曝气氧传质因素分析的基础上，探讨了水温、水深、曝气量及污泥负荷等因素的变化对曝气过程中氧传质的影响。
1 曝气充氧实验原理在曝气过程中，氧分子通过气-液界面有气相转移到液相，在界面的两侧分别存在着气膜和液膜，怀特曼（Whitman）和刘易斯（Lewis）[3]所提出的双膜理论就是基于气膜和液膜提出的。
基于双膜理论认为氧分子通过液膜的转移速度是转移过程的控制速度。
按照双膜理论的假设，把复杂的氧转移过程简化为通过气、液两层层流的液膜分子扩散过程，通过这两层膜的分子扩散阻力构成了传质的总阻力。
曝气系统中水质条件对氧传质影响的研究进展
曝气系统中水质条件对氧传质影响的研究进展
刘鹏;郑祥;王博;程荣
【期刊名称】《工业水处理》
【年(卷),期】2014(000)009
【摘要】从温度、盐度、悬浮固体等常规水质指标和表面活性剂、油脂等典型污
染物两个方面综述了水质条件对氧传质影响的国内外研究进展。
温度、盐度等指标虽然有相应修正公式，但不足以体现实际过程；表面活性剂等污染物对氧传质过程是抑制还是强化与具体物质及浓度等有很大关系。
目前研究多为清水实验，后续应强化实际活性污泥系统的研究。
【总页数】5页(P10-14)
【作者】刘鹏;郑祥;王博;程荣
【作者单位】中国人民大学环境学院，北京100872;中国人民大学环境学院，北
京100872;环境保护部核与辐射安全中心，北京100082;中国人民大学环境学院，北京100872
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
【相关文献】
1.曝气充氧中氧总传质系数的探讨 [J], 赵静野;郑晓萌;高军
2.移动床生物膜反应器中模拟微生物耗氧速率对微孔曝气氧传质效率的影响研究[J], 魏延苓;宫一洧;齐鲁;王洪臣;尹训飞
3.水质条件对氧传质影响的研究 [J], 邹联沛;赵洪涛;刘知人;占金美;杨开亮;丁国际
4.曝气器清水氧传质性能实验室中测定的探讨 [J], 赵启超;张学晶;陈畅;高晓哲;赵晓甫;孟凡超
5.长期运行期间微孔曝气系统氧传质效率的影响因素及污染控制 [J], 李云辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
曝气充氧中氧总传质系数的探讨
文章编号：1004-6011（2006）01-0011-03曝气充氧中氧总传质系数的探讨赵静野1，郑晓萌1，高军2（1.北京建筑工程学院城市建设工程系；2.土木工程系，北京100044）摘要：对曝气充氧中氧总传质系数进行了理论分析与实验研究，研究表明氧总传质系数总体上是随时间而改变的，在一定时间范围之内趋于常数.关键词：污水处理；充氧曝气；氧总传质系数中图分类号：X 703文献标识码：AResearch on transfer C oefficient of o x yg enic a erationZhao Ji n gy e 1，Zhen g X iaom en g 1，G ao Jun 2（1.D e p t .of u rban c onstruction e n g i neeri n g ；2.D e p t .o f c ivil e n g i neeri n g ；B e i j i n g 100044）a bstract ：T heoretical and ex p eri m ental st ud y on transf er coefficient o f ox yg en i n ox yg enic aeration iscarried out .T he result show s t hat it is variable w it h ti m e duri n g aeration p rocess.lt tends to becom e a constant w it hi n t he ran g e o f ti m e.K e y words ：se w a g e dis p osal ；ox yg enic aeration ；transf er coefficient o f ox yg en 收稿日期：2005-12-14作者简介：赵静野（1961-），男，副教授，理学博士，主要从事流体传热、传质方面的研究.许多关于曝气充氧实验的文献中，都把相同工况条件下氧总传质系数K L a 视为常数来分析曝气充氧能力.事实上，氧总传质系数K L a 受多种因素影响，其中主要受流体介质的过程参数、物性参数及反应器的几何结构因素的影响.目前尚不能将这些因素对K L a 的影响作全面的分析，有关研究结果也只能作参考.本文应用气-液传质模型中常用的双膜理论对氧总传质系数K L a 作理论分析，实验研究表明，K L a 总体上是随时间而改变，认为是常数应有条件限制.1氧总传质系数K L a曝气充氧过程属于传质过程.氧的总传质系数在曝气充气过程中代表了氧的总传递性.由于氧为难溶于水的气体，在氧由气相向液相转移过程中，阻力主要来自液膜，即气膜中存在气的分压梯度和在液膜中存在氧的浓度，并以后者为主.许多文献把液膜内氧传递微分方程式常写为：d c d t=K L a （c s -c ）［1］（1）式中，d c d t 为液体中溶解氧浓度变化速率，m g ／（L ・m i n ）；c s -c 为氧亏值，即氧传质推动力，m g ／L ；c s 为液膜处饱和溶解氧浓度，m g ／L ；c 为液相主体中在t 时刻的溶解氧浓度，m g ／L ；K L a 为氧总传质系数，m i n -1.将式（1）积分整理进行变量置换，以氧亏量y =c s -c 作为变量，则d y =-d c !-d yy=!K L a d t （2）对上式在t 1到t 2时间段内积分：-!y 2y 1dl n y =!t 2t 1KL ad t -（l n y 2-l n y 1）=K L a （t 2-t 1"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""）第22卷第1期2006年3月北京建筑工程学院学报Journal o f B e i j i n g lnstitute o f c ivil e n g i neeri n g and A rch itectureV o l .22N o.1M ar .2006l n y 1y 2=K l a （t 2-t 1）（3）把（3）式整理成不定积分的形式：l n y =-K l a t +R （4）式中，R 为积分常数，等于l n c s .直观公式（1），K l a 是以常数的形式给出的，即认为整个传质过程中是一个不变的常数，这是已有文献普遍的记述方法.本文以理论和实验研究两方面对K l a 进行分析，发现K l a 的影响因素是复杂的，且K l a 随时间而变化.!传质理论当物质通过相界面从一相转移到另一相时，传质阻力在每相中引起浓度梯度（如图1所示）.L euis和W hit m an （1924）提出通过界面的传质阻力是每相阻力之和.他们把这种观点称为双膜理论（t w o -fil m t heor y ）.C g —气相主体浓度；C g i —气相相界面浓度；C l i —液相相界面浓度；C l —液相主体浓度图"气-液两相相界面的浓度梯度分布图!#"影响氧总转移系数K l a 的因素［!］由以上双膜理论可知有许多因素可影响两相间的传质，如前所述，两相浓度梯度是传质推动力，它和总传质系数共同决定了传质速率.影响传质系数的因素包括：过程参数（如流量、能量输入）、物性参数（如密度、黏度、表面张力）和反应器的几何结构等.即：K l a =（fPVl，U g ，g ，!，"l ，"g ，D l ，#l，s i ，~C ），反应器的几何结构（5）式中，P 为能量输入；V l 为液相体积；U g 为表面气体速度；g 为重力加速度；!为动力黏度；"为密度；#为表面张力；s i 为气泡合并参数；D l 为扩散系数.除了物性参数外，化学反应也会影响传质.根据反应和传质的相对速度大小，化学反应可以改变液膜中的氧浓度梯度，通常会提高传质系数，相应地提高了传质速率.通过以上的理论分析，我们知道，K l a 受多种因素的影响，当影响因素随时间变化，则K l a 就随时间而改变.!#!双膜理论［3-4］双膜理论常用来解释气体转移的机理，此理论基于在气液交界面存在两层膜（气膜和液膜）的物理模型，气膜和液膜对气体分子的移动产生着阻力，不管搅拌混合有多大程度，气膜和液膜被认为总是存在的，但搅拌可以减少薄膜的厚度.当液体中气体未饱和时，气体分子从气相转移至液相.这时对于微溶的气体，阻力主要来自液膜，对于易溶的气体，主要来自气膜，对于中等程度溶解的气体，这两层膜都呈现出相当的阻力.对于过饱和的溶液，被溶解的气体将会释放出来.氧气为微溶气体，其溶于水的阻力主要来自于液膜.L euis 和W hit m an 提出的双膜模型将传质分系数和总传质系数联系起来：总传质阻力等于各相传质分阻力之和，即，R T =R l +R g =1K l a =1k l a +1~C k g a（6）整理式（6）成总传质系数和传质分系数的关系式：K l a =k l a 1+k l a k g a ~C=k l aR lR g（7）式中，R T 、R l 、R g 分别为总传质阻力、液相分阻力、气相分阻力，m i n ；k l a 、k g a 分别为液相传质分系数、气相传质分系数，m i n -1；~C 为无因次亨利常数.若传质阻力主要集中在液相，即R l ／R T !1，可得液相传质分系数等于总传质系数.在氧气传递时，气-液传质阻力集中在液相，即液膜控制K l a =k l a ，即可忽略k g a .$实验装置及实验方法$#"实验装置曝气充氧实验样机为北京华阳惠民科技有限公司所生产的FAK !型水力引氧机，如图2所示.充氧水箱（钢板箱）尺寸为长>宽>深：4m>2.5m>"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""21北京建筑工程学院学报2006年5m=50m 3.水样取自实验室地下水库.图2曝气充氧实验装置简图实验仪器：YS I 58型溶氧测试仪、空盒气压表、压力表、温度计、秒表及PF 300p Ort flOw TM -300型多普勒流速仪.3.2实验原理本实验是采用间歇非稳态法进行充氧性能测定的，即实验时一池水不进不出，测定池内溶解氧浓度随时间变化.实验时向池内注满所需水后，先用脱氧剂无水亚硫酸钠和催化剂氯化钴进行脱氧，然后在溶解氧浓度等于零的状态下曝气.在充氧过程中，水中溶解氧的浓度c 是曝气时间t 的函数，测定水中溶解氧浓度是每隔15s 记录下溶解氧仪的显示的浓度值，直到显示值稳定即饱和为止.3.3实验步骤（1）向充氧水箱中加入水样，高度为5m ；（2）将N a 2SO 3和C OC l 2溶解后加入充氧水箱，并搅拌；（3）待溶解氧浓度降至零时，测定水中溶解氧浓度是连续进行的，并作记录，直到溶解氧达到饱和值时结束实验（15s 读数1次）；（4）整理、分析实验数据并讨论.3.4实验结果及分析把每隔15s 记录下的溶解氧浓度值及氧亏值绘于半对数坐标纸上，如图3所示.实验时水温为18.4C ，取c s =9.46m g ／L .下面选取几个有代表性的时间段，计算K l a ，结果见表1.表1计算的数值可知，最初K l a 很小，随时间的增长而增大，这可能与最初所加药剂在50m 3充氧水箱混合均匀性有关，导致初始的溶解氧浓度增加缓慢，当以上数值逐渐增大时，此时氧的溶解能力已渐渐摆脱药剂的影响，最终水中的溶解氧浓度达到饱和.表1氧总传质系数随时间的变化D ／mm V ／m 3~／m t 1／s t 2／s @~2O ／>10-3m 3／s K l a ／m i n -1655014.401807.630.072655014.41803607.630.077655014.44206307.630.080655014.46909007.630.084655014.4101013207.630.135655014.4136514707.630.523655014.4155516807.630.811由图3（a ）看出c 是随着时间的增长不断增大的.对3（b ）曲线进行回归拟合，从0!900s 时间段为一直线，其斜率为-0.0803，如图4所示.图3溶解氧浓度与时间关系图图4氧亏曲线回归拟合图由表1及图4可知，K l a 在饱和浓度的20%!80%范围内是常数.（下转第17页）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!31第1期赵静野等：曝气充氧中氧总传质系数的探讨量增加!但同时，二次网的供、回水温度升高，换热器的对数平均温差减小，换热量也有减少的趋势!热量调节是一个过程，存在一定的时间滞后!理论上，当用户流量调节适中，得热量等于需热量，此时，系统的总供热量即所有用户得热量之和，供需达到平衡!但在实际调节过程中，流量、温度和热量都在动态的变化，随着用户对流量的调节，系统的总供热量有减小的趋势，但很难实现供需平衡!热量调节对于系统的水力工况也有较大的影响!现假定用户A 调节热量达到平衡，而用户B 室温偏高，调小流量，则整个系统的水力工况将发生变化，并影响系统的热力工况，此时，用户A 热量供需又不平衡!!结束语计量供热是一个非常有潜力的课题，我们在借鉴国外先进技术的同时，还要考虑我国的国情，就我国而言，供暖改革不能采取“一刀切”的方式!对于新建筑，因为按分户计量收费设计和按传统设计的室内采暖系统的费用相差不多，又可以纳入基建投资解决，容易实现!但对于旧建筑而言，却有较大的难度!分户计量是为了实现热量的商品化，鼓励用户的自主调节和行为节能，而用户调节必然导致系统工况发生变化，这就要求系统做出反应!热源的集中控制包括两部分，一是根据室外温度调节热源的供水温度，二是根据末端的用户调节控制系统的运行!二者协调运行，保证按需供热，提高供热质量和效果，节约能源!参考文献：［1］吴元炜.多户住宅楼供暖费用分摊的技术途径［J ］.暖通空调，1995（5）.［2］兴华.我国能源结构的现状及调整对策［J ］.能源研究与信息，1994，10（3）.［3］张锡虎，毛哲.住宅供暖方式的发展动态和前景［J ］.暖通给排水，2000（2）.［4］章熙民，任泽霈，梅飞鸣.传热学［M ］.北京：中国建筑工业出版社，1993.［编辑!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!：叶子］（上接第13页）"结论由图3（b ）可直观看出，最初一段时间之后曲线变化是平缓的，在此时间段"#$可视为常数，而在溶解氧浓度逐渐趋于饱和时，溶解氧浓度变化趋缓，氧亏历时曲线不再是平缓的直线，即"#$随时间开始发生变化了!结果表明，"#$在180!900s 段时间内其值变化很少，在1010s 后计算的结果表明，"#$值变化很大!可见，"#$总体上是随时间而改变的，仅在一定时间范围之内趋于常数!由于尚未见到相关论述的文章，本实验的讨论仅是初步的，其机理有待于进一步分析讨论!参考文献：［1］建设部给水排水产品标准化技术委员会.给水排水产品标准汇编（上）［M ］.北京：中国标准出版社，2000.［2］徐新华，赵伟荣.水与废水的臭氧处理［M ］.北京：环境科学与工程出版社，2003.［3］王冠平，许建华，肖羽堂.生物接触氧化池两种不同曝气方式的充氧性能的比较研究［J ］.净水技术，1999（4）.［4］孙从军，陈季华.水温对氧转移速率的影响研究［J ］.环境科学研究，1998（4）.［编辑：叶子］"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""71第1期陈红兵等：论供暖系统的分户计量与集中控制。
微孔曝气充氧性能的影响因素
微孔曝气充氧性能的影响因素在污水处理系统中，曝气过程占整个污水处理厂能耗的45%~75%〔1〕。
为了提高曝气过程中的氧转移效率，目前污水处理厂普遍采用微孔曝气系统。
与大中气泡的曝气系统相比，微孔曝气系统能节约50%左右的能耗。
尽管如此，其曝气过程的氧利用率也在20%~30%。
另外，我国已经有较多地区采用微孔曝气技术对受污染河道进行治理，但如何针对不同水域情况合理选用微孔曝气器，目前尚无这方面的研究。
因此，优化微孔曝气器的充氧性能参数对于实际生产和应用具有重要的指导意义。
影响微孔曝气充氧性能的因素很多，最主要的有曝气量、孔径和安装水深〔2〕。
目前国内外对微孔曝气器充氧性能与孔径、安装水深的关系研究较少。
而已有的研究较多关注氧总传质系数和充氧能力的提高，较为忽视曝气过程中的能耗问题〔3, 4〕。
笔者以理论动力效率为主要研究指标，结合充氧能力和氧利用率的变化趋势，初步优化出曝气效率最高时的曝气量、孔径和安装水深等参数，为微孔曝气技术在实际工程中的应用提供参考。
1 材料和方法1.1 试验装置试验装置材质为有机玻璃，主体为1个D 0.4 m×2 m的圆柱形曝气池，溶解氧探头位于水面下0.5 m处(如图 1所示)。
图 1 曝气充氧试验装置1.2 试验材料微孔曝气器，橡胶膜材质，直径215 mm，孔径50、100、200、500、1 000 μm。
sension378台式溶解氧测定仪，美国HACH公司。
气体转子流量计，量程0~3 m3/h，精度±0.2%。
HC-S鼓风机，江苏恒晟机泵设备制造厂。
催化剂：CoCl2·6H2O，分析纯;脱氧剂：Na2SO3，分析纯。
1.3 试验方法试验采用静态非稳态法，即测试时先投加Na2SO3和CoCl2·6H2O进行脱氧，当水中溶解氧降至0后开始曝气，记录水中溶解氧浓度随时间的变化，计算KLa值。
分别对不同曝气量(0.5、1、1.5、2、2.5、3 m3/h)、不同孔径(50、100、200、500、1 000 μm)以及不同水深(0.8、1.1、1.3、1.5、1.8、2.0 m)条件下的充氧性能进行测试，同时参考CJ/T 3015.2—1993《曝气器清水充氧性能测定》〔5〕和美国清水充氧测试标准〔6〕。
纳米气泡促进有机污染物的光降解
纳米气泡促进有机污染物的光降解纳米气泡具有比表面积大、表面能大及气泡内能大特点，可以加强表面反应，提高传质效率，同时纳米级气泡能够稳定存在，且无二次污染，将其引入环境领域具有非常广阔的应用前景。
本实验研究氧纳米气泡促进模拟体系中有机污染物的光降解，由于氧对于反应体系中自由基的产生至关重要，通过本实验将揭示污染物的降解机理，优化参数，得到效果最佳的实验条件，研究结果将为新型环境纳米技术在水处理中的应用推广提供一定的理论和数据基础。
土霉素作为水环境中常见有机污染物中的一种，本文中它为代表性目标物进行研究。
1 实验1.1 实验仪器与试剂（1）试剂：抗生素（土霉素），NaOH、HCl、氯化铁、乙二胺四乙酸二钠（EDTA）、浓盐酸（国药集团），蒸馏水。
（2）仪器：紫外-可见分光光度计（岛津公司），纳米气泡发生装置，pH计，光催化系统（自制），烧杯，容量瓶，移液枪（eppendorf 规格：100μL、200μL、1000μL），洗瓶，石英比色皿（光亮高科）、金属卤化物灯（上海世纪照明有限公司）、氙灯（北京中教金源科技有限公司）。
1.2 实验步骤及方法1.2.1 抗生素废水标准曲线的绘制首先配制浓度C分别为2，4，6，8，10ppm的土霉素溶液用以模拟抗生素废水，分光光度计扫描溶液，确定吸收峰位置，测定在这一波长下不同浓度的土霉素溶液的吸光度A，测定一系列已配置的浓度C溶液的吸光度A，绘制A-C工作曲线。
1.2.2 Fe（III）-EDTA溶液对土霉素降解的影响首先，配置2ppm的土霉素溶液用以模拟抗生素废水，配置30、60μmol/L的Fe（III）-EDTA溶液，配水均选择为纳米气泡水，将其加入到500mL烧杯中，通过向溶液中添加HCl和NaOH的方式来调节溶液的pH值为3。
开始光照实验，使用金属卤化物灯进行光催化，每隔30min取一次样，180min后停止取样，采用紫外-可见分光光度计测定不同反应时间条件下土霉素的吸光度。
曝气设备充氧能力实验报告
1实验目的(1)掌握测定曝气设备的K La和充氧能力α、β 的实验方法及计算Q s；(2)评价充氧设备充氧能力的好坏；(3)掌握曝气设备充氧性能的测定方法。
2实验原理活性污泥处理过程中曝气设备的作用是使氧气、活性污泥、营养物三者充分混合，使污泥处于悬浮状态，促使氧气从气相转移到液相，从液相转移到活性污泥上，保证微生物有足够的氧进行物质代谢。
由于氧的供给是保证生化处理过程正常进行的主要因素，因此工程设计人员通常通过实验来评价曝气设备的供氧能力。
在现场用自来水实验时，先用Na2S03(或N2)进行脱氧，然后在溶解氧等于或接近零的状态下再曝气，使溶解氧升高趋于饱和水平。
假定整个液体是完全混合的，符合一级反应此时水中溶解氧的变化可以用以下式子表示：式中：d C/d t——氧转移速率，mg/(L·h)；K La——氧的总传递系数，L/h；C s——实验室的温度和压力下，自来水的溶解氧饱和浓度，mg/L；C——相应某一时刻t的溶解氧浓度，mg/L。
将上式积分，得常数由于溶解氧饱和浓度、温度、污水性质和混乱程度等因素影响氧的传递速率，因此应进行温度、压力校正，并测定校正废水性质影响的修正系数α、β。
所采用的公式如下：校正实验标准大气压实验时的大气压废水的自来水的废水的自来水的充氧能力为校正3实验内容3.1实验设备与试剂(1)溶解氧测定仪(2)空压机。
(3)曝气筒。
(4)搅拌器。
(5)秒表。
(6)分析天平(7)烧杯。
(8)亚硫酸钠(Na2S03)(9)氯化钴(CoCl2·6H20)。
3.2实验装置实验装置如图3-1所示。
图3-1 曝气设备充氧能力实验装置简图3.3实验步骤(1)向曝气筒内注入20L自来水，测定水样体积V(L)和水温t (℃)；(2)由实验测出水样溶解氧饱和值C s，并根据C s和V 求投药量，然后投药脱氧；a)脱氧剂亚硫酸钠(Na2S03)的用量计算。
在自来水中加入Na2S03还原剂来还原水中的溶解氧。
小气泡扩散曝气氧传质速率研究
小气泡扩散曝气氧传质速率研究
郭瑾珑;程文;周孝德;郑兴
【期刊名称】《西安理工大学学报》
【年(卷),期】1999(015)004
【摘要】通过对鼓风扩散曝气系统的运行情况进行研究,对小气泡扩散清水曝气的氧传质情况作了一系列的假定和简化,建立了清水氧传质的理论模型,分析了一定条件下曝气池运行情况对传质速率的主要影响因素,并进一步确定了这些因素与氧传质速率的关系.最后对模型的物理意义及其应用进行了分析比较.
【总页数】5页(P86-90)
【作者】郭瑾珑;程文;周孝德;郑兴
【作者单位】西安理工大学水利水电学院,陕西,西安,710048;西安理工大学水利水电学院,陕西,西安,710048;西安理工大学水利水电学院,陕西,西安,710048;西安理工大学水利水电学院,陕西,西安,710048
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.进水流量和曝气强度对管式曝气池液相流态及氧传质特性的影响 [J], 董亮;曾涛;刘少北;王勇;张长练;何雨
2.移动床生物膜反应器中模拟微生物耗氧速率对微孔曝气氧传质效率的影响研究[J], 魏延苓;宫一洧;齐鲁;王洪臣;尹训飞
3.微孔曝气器孔径与运行气量对微孔曝气氧传质的影响研究 [J], 贾荣畅;刘颖;朱燕;
庄健;尹训飞;齐鲁;王洪臣;张源凯
4.AERCOR公司陶瓷和隔膜式碟形小气泡扩散器曝气系统简介 [J], 杜佳贵
5.供气式低压射流曝气器结构与运行参数对曝气器氧传质的影响 [J], 张安龙; 谢飞; 罗清; 阎毓; 王先宝; 张巧霞; 王哲毅
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班 露
斗
ｐ（表面活性剂）／（ｒａｇ・Ｌ－１）
ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ Ｏｘｉ （２）
３３０ｉ，德国）测定充氧过程中不同时刻ｔ溶解氧的浓度ｃ以及饱和溶解氧浓度Ｃ。，得到ｌｎ（ｃ。一ｃ）和ｔ的直线关
１９软件进行相关性分析。Ｐｅａｒｓｏｎ相关系数是描述变量间的线性关系程度
和方向的统计量，用Ｒ来描述。Ｐ值表示相关性系数检验的统计量显著性概率，ｐ＜ｏ．０５时，说明２个变量
３和图４所示。可以看到，不同表面活性剂存在时，气含率和气泡平均停留时间分别为１．０２％～２．６７％和
１．２～３．２ ｍｉｎ，显著高于清水条件及传统气泡曝气［１ ６Ｉ。同时，气含率随着表面活性剂质量浓度的提高而增
大。此外，非离子型表面活性剂吐温２０存在时，气含率显著高于其他离子型表面活性剂。
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厘 莒 跚
曝气是废水处理工艺的重要过程，根据气泡尺寸，传统的气泡曝气可以分为大气泡曝气（ｃｏａｒｓｅ
ｂｕｂｂｌｅ
收稿日期：２０１２－０５—１６；修回日期：２０１２—０９—０６；责任编辑：张士莹 基金项目：河北省应用基础研究计划重点基础研究项目（１
１９６６７２６［））
作者简介：吕越（１９７５一），男，河北石家庄人，工程师，硕士研究生，主要从事水环境治理方面的研究。 通讯作者：刘春副教授。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｃｈｕｎ＠ｈｅｂｕｓｔ．ｅｄｕ．ＣＩＩ
ｔｏ
ｂｌｅ ａｅｒａｔｉｏｎ ｓｅｅｍｓ ｌｉｋｅ ｍｉｌｋ－ｔｕｒｂｉｄ ｄｕｅ
ｖｅｒｙ
ｓｍａｌｌ ｂｕｂｂｌｅ ｓｉｚｅ．Ｔｈｅ ｓｏｌｕｂｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ ｉｍｐｒｏｖｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ
ｓｔａ
ｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅｓ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｈｉｇｈｅｒ ｇａｓ ｈｏｌｄｕｐ ａｎｄ ｇａｓ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｏｘｙｇｅｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｋｃａ ｉｓ ７．
（１。Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｒｐｓ，ＰＬＡ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１０００７，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ Ｈｅｂｅｉ ０５００１８，
ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｆｏｒ ｏｘｙｇｅｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ａｅｒａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ａｅｒａｔｉｏｎ；ｔｙｐｉｃａｌ ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ；ｇａｓ ｈｏｌｄｕｐ；ｏｘｙｇｅｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ａ－ｆａｃｔｏｒ
０．２
Ｌ／ｍｉｎ，在此条件下产生微气泡的平均直径为５５．８５／ｘｍ。 １．２典型污染物 本研究选取４种典型的表面活性剂，包括十二烷基苯磺酸钠（ＳＤＢＳ，阴离子型）、苯扎溴铵（阳离子型）、
甜菜碱（两性离子型）和吐温２０（ｔ［Ｅ离子型）。油脂类污染物选取豆油为代表，悬浮固体选取高岭土为代表，
其他典型有机污染物选取苯酚和硝基苯。考虑到实际废水的污染物浓度，本研究确定的表面活性剂质量浓 度为５～２０ ｍｇ／Ｌ，其他污染物质量浓度为５０～２００ ｍｇ／Ｌ。 １．３气含率及气泡平均停留时间测定 气含率为曝气容器中气泡的体积比率。本研究在微气泡曝气过程中，从曝气容器中取一定体积的气一水 混合物，测定其质量，并计算其密度ｆＤ（气一水）。已知气一水混和物密度』Ｄ（气一水）和相同条件下水的密度 １０（水），忽略气体的密度，根据式（１）计算气含率。
Ｆｉｇ．１
图１微气泡曝气系统示意图
Ｐｒｏｆｉｌｅ ｏｆ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ａｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
图２微气泡曝气的表观状态
Ｆｉｇ．２ Ａｐｐａｒｅｎｔ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ａｅｒａｔｉｏｎ
２．２微气泡曝气中气含率及气体停留时间 １）表面活性剂
在１５℃、空气流量为０．２ Ｌ／ｍｉｎ时，表面活性剂存在时微气泡曝气的气含率和气泡平均停留时间如图
在差异。因此，认识典型污染物对微气泡曝气氧传质过程的真实影响对于其未来的应用十分必要。 本研究采用气一水旋流微气泡发生装置进行空气微气泡曝气，考察废水中典型污染物在微气泡曝气过程
中对氧传质过程的影响，为微气泡曝气在废水处理中的实际应用提供参考。选取的典型污染物包括表面活 性剂、油脂（豆油）、有机污染物苯酚和硝基苯以及悬浮固体（高岭土），测定并比较了典型污染物存在时微气 泡曝气的气含率和氧传质系数，并计算了气泡停留时间和ａ因子。
间相关性显著。
万方数据
第５期
吕
越等典型污染物对微气泡曝气中氧传质特性的影响
４７１
２结果和讨论
２．１微气泡曝气的表观状态
在１５℃、空气流量为０．２ Ｌ／ｍｉｎ时，观察微
搴与
气泡曝气在清水和存在表面活性剂ＳＤＢＳ时的 表观状态，结果如图２所示。可以看到，微气泡 曝气稳定时，微气泡均匀分布于整个曝气容器， 气一水混合物呈现乳浊状，和传统气泡曝气表观 状态具有显著差异，其原因在于微气泡尺寸极 小。同时，表面活性剂ＳＤＢＳ使微气泡曝气的表 观乳浊状态更为显著，证实其对微气泡产生和稳 定存在具有明显促进作用，增加了曝气容器中的 微气泡产生量。
ａｓ
ａ
ｇａｓ－ｗａｔｅｒ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ，ｓｏｙｂｅａｎ ｏｉｌ，ｐｈｅｎｏｌ ａｎｄ
ｗｅｌｌ
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ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｓｏｌｉｄ（ｋａｏｌｉｎ）．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｂｕｂｂｌｅ ａｅｒａｔｉｏｎ，ｍｉｃｒｏｂｕｂ—
万方数据
４７０
河北科技大学学报 ｂｕｂｂｌｅ
２０１２钷
ａｅｒａｔｉｏｎ）和小气泡曝气（ｆｉｎｅ
ａｅｒａｔｉｏｎ）［１｜。近来，微气泡（ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ）曝气在气液传质等方面表现
出一些优良特性，因此在环境污染控制领域逐渐受到关注［２‘５］，包括在废水处理中的研究和应用［６。７］。微气泡 的产生方法很多，如气一水旋流法［８－９］、机械搅拌法［４］、超声波法［１０３等，其中微气泡曝气多采用气一水旋流法。
ｅｎｃｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ
ａｒｅ
ｏｎ
ｏｘｙｇｅｎ
ｔｒａｎｓｆｅｒ．Ｔｈｅ ｇａｓ
ｈｏｌｄ－ｕｐ ａｎｄ ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔ ｔｙｐｅ
ｏｎቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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ｏｘｙ—
ｇｅｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ａｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｉｃａｌ ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ
ｏｘｙｇｅｎ
ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ａｅｒａｔｉｏｎ
ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｅｎｅ
４４～１１．５６ ｈ～，ａｎｄ ｔｈｅ
ｒａｎｇｅ
ｏｆ口－ｆａｃｔｏｒｓ ｉｓ ０。７７～１．２０ ｉｎ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ａｅｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ａｌ】ｔｅｓｔ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｉｎ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｂｕｂｂｌｅ ａｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｐｒｅｓ—
春２，杨
枭３，吴克宏１
（１．中国人民解放军理工大学工程兵工程学院，江苏南京２１０００７；２．河北科技大学环境科学与工 程学院，河北石家庄０５００１８；３．天津科技大学海洋科学与工程学院，天津３００４５７） 摘要：微气泡曝气是一种新型的曝气方式，废水中的污染物对微气泡曝气中氧传质过程具有显著 影响。采用气一水旋流微气泡发生装置进行空气微气泡曝气，考察了微气泡曝气中表面活性剂、油
１材料与方法
１．１实验装置及微气泡产生条件
本研究采用气一水旋流微气泡发生装置（北京本洲纳米科技有限公司提供），该装置空气流量范围为
０．２～２ Ｌ／ｒａｉｎ，功率为３７０
Ｗ，气一水混合后高速旋转，利用水力剪切作用产生微气泡。曝气容器为有机玻璃
矩形槽，有效容积为２４ Ｌ，高度为０．３５ ｍ。微气泡曝气系统示意图如图１所示。本研究控制空气流量为
第３３卷第５期 ２０１２年１０月
河北科技大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ０１．３３，Ｎ。．５ Ｏｃｔ．２０１２
文章编号：１００８—１５４２（２０１２）０５—０４６９—０６
典型污染物对微气泡曝气中氧传质特性的影响
吕
越１，刘
和传统气泡曝气相比，微气泡尺寸很小（一般直径小于５０ Ｕｒｎ），因此比表面积很大而上升速率很小，气一水接
触时间长，接触面积大，有助于提高气一水传质速率［９。１ｆ。目前，微气泡曝气强化气一水传质在臭氧传质和发酵 传质方面研究较多［５Ｊ２‘１ ３｜，而废水处理空气曝气的研究报道仍较缺乏。 城市污水和工业废水中的一些典型污染物对传统气泡曝气的氧传质过程具有显著影响［１４。６｜，同时也会 影响微气泡形成过程［４，１０３，如表面活性剂等。通常来说，在传统气泡曝气过程中，废水中的污染物会降低氧 传质速率。然而在微气泡曝气过程中，某些污染物可以促进微气泡的形成并提高微气泡的稳定性，进而有利 于微气泡曝气的氧传质过程。可见，废水中污染物对微气泡曝气氧传质过程的影响可能与传统气泡曝气存