溶解氧控制系统方案讲课教案
溶氧控制技术[46页]
![溶氧控制技术[46页]](https://img.taocdn.com/s3/m/50851cc24b35eefdc9d3333e.png)
N La(C CL ) QO2 X
La
QO2 X C CL
在发酵过程中，培养液内某瞬间溶氧浓度变化可用下式表示：
dCL dt
La(C
CL ) QO2
X
2. 影响氧传递的主要因素
（1）搅拌的影响
在常压和25℃时，空气中的氧气在纯水中的溶解度仅为 0.25mmol/L，在不通气的情况下，大约经过14s后发酵液 中的溶氧就会被耗尽。为了保证需氧发酵的溶氧供应， 须在发酵过程中不断通入无菌空气和搅拌。
◎ 空气管口与罐底距离由发酵罐型式、管口朝向等决定。 ◎ 管口有垂直向上、向下两种，根据经验数据，当管口垂直 向上时，管口与罐底距离尽可能小，以保证管口与下档搅拌器 距离为（0.7~0.9）d；当管口垂直向下时，要根据d/D的值而定， 当d/D＞0.3~0.4时，管口距罐底约为（0.15~0.30）d， 当d/D=2.5~0.3时，管口距罐底约为（0.30~0.50）d。
乳酸
CO2
苹果酸
3-磷酸甘油醛
5-磷酸核糖
CO2
丙酮酸
CO2 CO2
CO2
草酰乙酸 1
乙醛CoA
柠檬酸
顺乌头酸
延胡索酸 琥珀酸
乙醛酸
异柠檬酸 3
CO2
2
α-酮戊二酸
5
4
NH4
谷氨酸（胞外） 谷氨酸（胞内）
在菌体生长之后，假如四碳二羧酸是100%通过 CO2固定反应供给，理想的发酵按如下反应进行：
C6H12O6 + NH3 + 1.5O2 → C5H9O4N + CO2 + 3H2O
0 0.001 0.002 0.003 0.004
C溶解（mol/L）
污水处理中的溶解氧控制与调节方案
采用智能控制技术，实现溶解氧浓度的稳定控 制。
问题
某些情况下，溶解氧浓度过高或过低。
解决方案
根据实际情况调整曝气量或混合液回流量，保持溶 解氧浓度的适宜范围。
问题
溶解氧控制与调节方案的投资和运行成本较高。
解决方案
综合考虑方案的经济性和技术可行性，合理选择适合的 溶解氧控制与调节技术和设备。
05
鱼类呼吸
水生动物如鱼类在呼吸过 程中会消耗溶解氧。
其他生物呼吸
水生植物和动物在呼吸过 程中也会消耗溶解氧。
溶解氧的平衡
自然平衡
在自然环境中，水体中的溶解氧会通过自然曝气和植物光合 作用得到补充，同时也会被微生物和动物消耗，形成一种动 态平衡。
人工调节
在污水处理过程中，可以通过人工调节曝气量、植物生长和 微生物群落等方式来维持溶解氧的平衡，以满足污水处理的 需求。
03
溶解氧控制与调节方案
曝气量控制
总结词
曝气量是影响溶解氧浓度的关键因素，通过控制曝气量可以实现对溶解氧的精 确调控。
详细描述
通过调节鼓风机出气流量或改变曝气器的数量和组合方式，可以控制曝气量的 大小。曝气量增大，会使反应池中的溶解氧浓度升高；反之，溶解氧浓度则会 降低。
混合液回流控制
总结词
通过控制混合液回流量，可以调节反应池中的溶解氧浓度。
溶解氧控制与调节技术有助于加速生物反应过程，提高有机物和 氨氮的去除率。
优化了污水处理工艺
通过实时监测和调控溶解氧浓度，可以灵活调整生物反应条件，实 现工艺优化。
保证了出水质量
合理控制溶解氧水平，可以有效降低污染物残留，提高出水水质。
实际应用中的问题与解决方案
问题
水产养殖水质溶解氧的测定教学设计(精)
水产养殖水质溶解氧的测定一、前言随着信息化科技的迅猛发展，信息化教学模式逐渐替代传统的教学模式，并被学生和教师接受，它更能激发学生求知的欲望和兴趣，实践证明，课堂运用了信息化教学后，学生的主体参与度增加，学习积极性有所增强，学习成绩提高得很快。
在传统的教学活动中，教师是教学活动的主体，知识是由教师传授给学生的。
而新的教学观念是：教师是学生学习活动的指导者和帮助者，知识是由学生根据自己头脑里的认知结构而自主构建的，这种全新的教学理念，能更好地指导信息技术环境下的教与学。
《水产养殖水质溶解氧的测定》内容涉及水质溶解氧的测定、水质溶解氧对养殖生物的影响、水产养殖水质溶解氧的调控措施等；传统教学通常是教师先让学生看书预习并以学习小组为单位设计实训方案，每个小组排一个代表在课堂展示本小组设计的实训方案，由教师在课堂上点评、讲授并确定实训方案，然后学生进行水质溶解氧的测定，根据检测结果确定水产养殖水质溶解氧的调控措施；水产养殖水质溶解氧的测定的知识点非常多，教学时间紧迫，而学生学习缺乏兴趣和主动性，往往是手忙脚乱，丢三落四，学习效率不高。
本教学设计，在组织《水产养殖水质溶解氧的测定》的教学时，充分利用职教云，将知识点精心设计为网络课件、视频资料、文本材料、微课、练习题等，通过云课堂引导学生探究式学习水质溶解氧对水产养殖的影响，水质溶解氧的测定原理、方法选择、标准的应用，所需的仪器设备及使用注意事项、药品及试剂的配制，监测数据的处理及评价，水产养殖水质溶解氧的调控措施等，进一步提高学生自主学习的能力。
同时教师通过在线统计结果，对学生课前学生情况进行分析，并对课堂教学方案做相应调整，线上线下有机结合，进一步提高学生学习效率和教学效果。
二、教学分析（一）课程及检测标准分析（二）学情分析（三）教学目标分析1三、教学模式与实施2四、实施过程教学过程教学内容教师活动学生活动课前准备）1、，在课程公告上提出水质溶解氧对水产养殖有什么影响？如何测定水质的溶解氧？（课程公告）如何测定水质的溶解氧？教师上传“溶解氧的测定”教学视频，学生观看并写出检测方案，学生实时反馈问题，教师及时解答。
初中化学氧气溶解实验教案
初中化学氧气溶解实验教案
实验目的：了解氧气在水中的溶解性，并观察氧气溶解过程中的一些现象。
实验材料：
- 氧气气瓶
- 氧气气管
- 氧气发生器
- 滴管
- 烧杯
- 清水
实验步骤：
1. 将氧气气瓶连接至氧气发生器，并打开氧气发生器，使氧气充满气管。
2. 将氧气气管的一端插入烧杯中，并用滴管向烧杯中添水，使水位高于氧气气管口。
3. 观察氧气在水中的现象，可以看到氧气在水中缓慢溶解的过程。
4. 可以用放大镜观察氧气气泡在水中的变化，并记录下观察结果。
5. 实验完成后，关闭氧气发生器，将实验器材清洗干净并归还。
实验注意事项：
1. 实验操作时要小心谨慎，避免发生意外。
2. 实验器材要干净整洁，使用前检查是否有损坏。
3. 实验完毕后要及时清理实验台，并将实验器材整理妥当。
实验结果分析：
通过实验，可以发现氧气在水中缓慢溶解的现象，观察氧气气泡在水中的变化，可以看到氧气逐渐消失的过程。
从中可以得出结论：氧气是可以溶解在水中的。
延伸实验：
可以尝试在不同温度下观察氧气在水中的溶解速率的变化，或者尝试添加一些其他物质如盐、糖等，观察对氧气溶解的影响。
希望通过这个实验，同学们能对氧气在水中的溶解现象有更深入的理解。
溶解氧控制系统方案讲课教案
溶解氧控制系统方案（修改稿）一、概述污水生化处理的耗氧反应是重要的反应阶段，目前国内的污水生化处理的加氧工作都是采用大功率的鼓风机实现的，需要消耗大量的电能，在保证水质的情况下，如何实现节能控制，降低成本，是目前国内外需要认真考虑的问题。
污水中的微生物对氧的需求量是一定的，少了会降低水质，多了不仅不能保证水质，而且还浪费能源，通常以溶解氧的含量来判断某个时候供氧量是否合适。
但是，所需要的溶解氧不应该是一个定值，它是随着污水的浓度、天气、气温、时间变化的函数。
就是说污水处理过程控制具有显著的非线性、大滞后、多变量、时变性的特点。
为此，需要研究在不同工况条件下，溶解氧设定值的优化。
建立污水生化处理过程的溶解氧变化的模型，并依据该模型对鼓风量进行低能耗的优化控制。
建立能适应环境变化的基于污水生化过程。
在国内曝气量优化控制方面进行了一些研究，常用的方法主要是基于溶解氧目标值的PID 控制。
但是，由于污水生化处理过程的非线性、时滞及溶解氧目标值时变性，使PID 控制很难跟踪溶解氧目标值。
在PID 控制基础上发展了变增益的PID 控制、模糊PD 控制，这些方法仍然不能解决过程不确定性问题。
为此，许多学者采用神经网络自动诊断、模糊专家控制等智能控制方法。
但是，对于复杂的污水生化处理过程，学习样本有限和专家知识不足，使这些方法的效果不明显。
国外这方面成功经验也很少。
所以说国内的污水处理过程的自动化水平还有待提高，大多数只停留在数据采集和简单控制(如提升泵、污泥回流泵、鼓风机的开关控制)的水平上。
污水处理过程建模和控制方面的研究属于刚起步，主要用模糊神经网络控制、递阶神经网络、仿人智能、自适应、专家知识等方法来构建可知模型，取得一定成功。
但这些方法有待深入研究和完善。
二、方案提出我们在总结先前的经验和实际运用的基础上，对于污水的入水水质、生化反应过程、出水水质波动等各种在线、离线检测数据进行科学分析，结合智能检测、诊断与控制技术对生物化过程进行综合控制与优化，以保证在各种干扰条件下出水水质稳定达标。
高产鱼塘溶氧控制系统设计方案
氧是鱼类赖以生存和生长发育必备条件之一。
水中溶氧量主要与温度、湿度和鱼的密度等因素有关。
鱼类惟独在水中溶氧量达到一定数值后，才干维持其生命活动，且在一定的范围内，其生长速度及对饲料的利用率都将随着水中溶氧量的升高而增加，低氧对鱼类的生活及生长是十分不利的。
目前，大多数渔业养殖户对水中溶解氧含量的判断主要来自经验，即通过观察阳光、气温、气压以及鱼有无浮头等现象，判断水中溶解氧含量的高低，并控制增氧机是否开机增氧。
为了防止发生泛塘现象，渔民需要花费大量的时间、精力观察鱼塘的情况。
这种方式存在事后控制、增氧不及时或者过度增氧、费时、劳动强度大等缺点，在一定程度上影响了鱼类的生长，增加了养殖的成本。
为了提高鱼类产品饲养的质量和数量，提升水产养殖技术的自动化水平，减轻渔民的劳动强度，降低水产养殖的成本，研制了鱼塘含氧量自动控制系统，实时监测水中的溶氧量和温度，自动启动鱼塘中增氧机运行，使鱼塘中水的溶氧量和温度的上下限保持在设定的范围内，有效地提高了鱼类养殖的安全性，降低了养殖成本，对提高养殖产量，达到高产高效的目的，具有重要的意义。
池塘水产养殖[过程中需要自动监测水中溶氧量及水温，并在超过水温上限及溶氧量上、下限时进行自动报警和控制增氧机开/关的装置。
池塘水产养殖增氧机控制系统主要由传感器节点、增氧机和终端控制模块三部份组成。
整个系统完成的功能是利用温度和溶解氧传感器将采集到的数据传输到传感器节点，并进行数据处理，然后通过无线通信协议发送到终端控制模块，终端控制模块进行判断，在超出设定的界限时发出报警信号，同时开启或者关闭增氧机。
整个系统框图如图 1 所示。
由于传感器节点放在池塘中，考虑到供电的方便和安全，所以采用电池供电。
传感器节点的无线通信协议采用满足 IEEE802.15.4 网络通信标准[10]的 Zigbee 协议。
同时在电路设计过程中，芯片的选择均从低功耗、体积小、应用方便等角度进行考虑。
传感器节点主控芯片及电路介绍此设计中传感器节点主要由溶氧量和温度传感器、运算放大电路、处理器、无线收发模块和电源等构成。
水处理中的溶解氧(DO)控制策略
水处理中的溶解氧(Do)控制策略目录1.概述 (1)2.溶解氧的定义及理解 (1)3.溶解氧(Do)控制的过高，有什么危害？ (2)4.溶解氧的控制依据及优化 (3)4.1,原水水质 (3)4.2.活性污泥浓度 (5)4.3.污泥沉降比 (6)4.4. PH值 (8)4.5.温度 (10)4.6.食微比(F/M) (10)1.概述溶解氧①的概念可以理解为水中游离氧的含量，用Do表示，单位mg/1。
溶解氧在实际的污水、废水处理操作中具有举足轻重的作用，这一指标的恶化或者波动过大，往往会导致活性污泥系统的稳定性大幅波动，自然对处理效率的影响也非常明显。
2.溶解氧的定义及理解溶解在水中的空气中的分子态氧称为溶解氧，水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。
在自然情况下，空气中的含氧量变动不大，故水温是主要的因素，水温愈低，水中溶解氧的含量愈高。
溶解于水中的分子态氧称为溶解氧，通常记作D0,用每升水里氧气的毫克数表示。
水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。
应该说，理论上来讲，当曝气池各点监测到的Do值略大于0(如0.01mg∕1)时，可以理解为充氧正好满足活性污泥中微生物对溶解氧的要求。
①Disso1vedOxygen但是事实上，我们还是没有简单的将溶解氧控制在大于O的水平，而是应用教科书中的做法，把DO控制在1〜3mg∕1的范围内。
究其原因还是因为，整个曝气池而言，溶解氧的分布和各曝气池区域内的溶解氧需求是不一样的。
为了保守的稳定活性污泥在分解有机物或自身代谢过程中对溶解氧的需求，才将DO控制在1〜3mg∕1°但是，实际操作和书面上固定僵化的Do理论值往往是不同的，不能只是依照书面上理论值，还要充分结合实际情况！从实际情况看，发现在实际运行中，很多情况下将溶解氧控制在1〜3mg∕1是没有必耍的，特别是控制超过3mg∕1更是亳无意义，唯一的结果只是导致电能的浪费和出水中含有细小悬浮颗粒。
溶解氧的测定电子教案(精)
单元教学计划项目二河流断面水质监测任务5 溶解氧的测定（碘量法）一、背景知识溶解氧（dissolved oxygen）是指溶解在水中的分子态氧，通常记作DO，用每升水中氧的毫克数和饱和百分率表示。
溶解氧的饱和含量与空气中氧的分压、大气压、水温和水质有密切关系。
适量的氧是鱼类和好氧菌生存和繁殖的基本条件。
清洁水样中，溶解氧呈饱和状态，水被有机物污染后，由于好氧菌作用使其氧化而消耗溶解氧，如得不到空气中氧的及时补充，则水中的溶解氧减少，最终导致水体恶化甚至发臭，因此溶解氧是反映水质污染程度的一项重要指标，溶解氧越少，表明污染程度越严重。
同时在1个大气压、0℃的淡水中，饱和溶解氧浓度为10mg/L。
溶解氧低于4mg/L时，鱼类难以生存。
二、测定方法选择测定水中溶解氧常用碘量法(GB/T7489-1987)及修正的碘量法和电化学探头法（HJ506-2009）。
清洁水可直接采用碘量法测定，受污染水样必须用修正的碘量法或电化学探头法测定。
三、实训目的1．掌握碘量法测定水中溶解氧的原理及过程；2．掌握水中溶解氧采样方法、现场固定及测定技能，同时熟练掌握天平使用、溶液配制、滴定等基本操作技能；3．根据试剂配制方法及指标测定方法会选择所用的仪器并会配制所用试剂；4．熟悉数据记录及处理方法，掌握结果评价及应用技能。
四、碘量法测定原理水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，生成氢氧化锰白色沉淀，然后水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，生成四价锰的氢氧化物[MnO(OH)2]棕色沉淀。
加酸后，氢氧化物沉淀溶解并与碘离子反应，释出游离碘。
以淀粉作为指示剂，用硫代硫酸钠滴定释出的碘，可计算出溶解氧的含量。
反应式如下：MnSO4＋2NaOH＝Mn(OH)2↓(白色)＋Na2SO42Mn(OH)2＋O2＝2MnO(OH)2↓（黄棕色）2MnO(OH)2↓＋2H2SO4 ＝Mn(SO4)2＋3H2O（沉淀溶解）Mn(SO4)2＋2KI＝MnSO4＋K2SO4＋I2（红棕色溶液）2Na2S2O3＋I2＝2NaI ＋Na2S4O6五、采样准备水质采样器；溶解氧瓶；一段乳胶管；2-5mL吸管2支；洗耳球；浓度符合要求的硫酸锰溶液和碱性碘化钾溶液等。
E+H 溶解氧测定仪讲义ppt课件
辅助信息
• 标定CALIBRATION（C） • 偏置设定OFFSET（V）
操作和维护 – 维护 • 在化学污水中移去探头表面的腐烂物
在液体中 H2S 或 氨是有影响的 用户必须经常更换膜头和电解液 错误的测量值
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操作和维护 – 维护
• 测量必须先完成极化 ! 注：接线后必须等待1小时
20 20 20 20 20 20 20
盐度 [‰]
5
10 15 20 25 30 35 40
20°C 时10 DO 饱和浓8 度
Sat [mg/l]
6
4
2
0
5 10 15 20 25 30 35 40
盐度[‰]
Sat [mg/l]
8.60
8.35 8.10 7.87 7.64 7.42 7.20 6.70
产品系列 - 订货时的附件选用
ENDRESS + H AUSER COY 31-S-Z
Zubehörset für Sensor COS 31 / COS 71 Accessory kit for sensor COS 31 / COS 71 Bestell-Nr. 51506785 Order code 51506785
清洗装置
COM 253 COM 223
COS 31 COS 41
CYA 611
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产品系列 - 溶解氧分析仪的安装附件
流通式安装附件
因探头内置电 路板（模拟+ 数字二合一） 而 增长4.5cm
用于COS 41的 COA250-A
用于 COS 31 的 COA250-B
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初中化学氧气溶解教案
教案：初中化学氧气溶解实验教学目标：1. 了解氧气的溶解性质，掌握氧气的溶解度概念。
2. 学会使用实验室常用的仪器进行氧气溶解实验。
3. 能够分析实验结果，总结氧气溶解的特点。
教学重点：1. 氧气的溶解性质及溶解度概念。
2. 实验操作技能及数据分析。
教学难点：1. 氧气溶解度的测定方法。
2. 实验结果的分析和解释。
教学准备：1. 实验室用具：氧气瓶、水槽、试管、导管、止水夹等。
2. 实验试剂：水、氧气。
教学过程：一、导入新课1. 引导学生回顾氧气的制备方法，复习实验室制取氧气的实验操作。
2. 提问：氧气是一种气体，那么它在水中的溶解能力如何呢？今天我们来探究一下氧气的溶解性质。
二、实验操作1. 讲解实验原理：氧气在水中的溶解度随温度的升高而降低，随压强的增大而增大。
2. 示范实验操作：将氧气瓶充满氧气，通过导管将氧气通入水槽中，观察氧气的溶解现象。
3. 学生分组实验：每组学生按照示范操作，进行氧气溶解实验。
三、实验观察与分析1. 学生观察实验现象，记录实验结果。
2. 引导学生分析实验结果，总结氧气的溶解特点。
3. 讲解氧气溶解度的概念：氧气在水中的溶解度是指在一定温度和压强下，氧气在水中的最大溶解量。
四、实验结论1. 学生根据实验结果，总结氧气的溶解性质。
2. 引导学生理解氧气溶解度受温度和压强影响的原因。
五、课堂小结1. 回顾本节课的实验内容和结果，强调氧气的溶解性质。
2. 提醒学生注意实验操作的安全性和规范性。
教学反思：本节课通过氧气溶解实验，让学生了解了氧气的溶解性质和溶解度概念，掌握了实验室制取氧气的基本操作。
在实验过程中，学生能够积极参与，观察实验现象，分析实验结果。
但在实验操作中，部分学生对导管插入水中的方法掌握不够熟练，需要在今后的实验中加强指导。
此外，在实验数据分析方面，学生还需加强练习，提高数据分析能力。
初中化学氧气溶解教案
初中化学氧气溶解教案教材《化学与生活》初中八年级第二单元溶液 2.3 溶解物质氧气教案学习目标：1. 了解氧气在水中的溶解特点和溶解性。
2. 掌握氧气溶解的条件和氧气的来源。
3. 理解氧气的溶解对水生生物的重要性。
教学重点和难点：重点：氧气在水中的溶解特点和溶解性。
难点：氧气的来源和溶解条件。
教学过程：一、调动学生兴趣，导入新课老师引导学生看一幅图片——夏天，湖面上浮着很多气泡。
请学生思考，这些气泡是什么？在湖水中发生了什么化学反应？这些问题在心里默想几分钟，然后组织学生小组讨论。
二、实验验证氧气的溶解性1. 实验目的：验证氧气在水中的溶解性。
2. 实验器材：烧杯、水、长玻管、打火机。
3. 实验步骤：（1）向烧杯中盛满水，用长玻管装一小管氧气，将其封闭。
（2）将长玻管倒立放入烧杯中，放火使管中氧气于水中溶解。
4. 实验前提条件：氧气必须用长玻管封闭，水不能先加热。
5. 观察结果：氧气在水中溶解后，长玻管变短。
三、学生合作探究氧气的来源和溶解条件1. 学生分组合作，探究氧气来源和溶解条件。
2. 各小组汇报研究结果，让全班学生共同探讨氧气的来源和溶解条件。
四、巩固、扩展、检查1. 作业：完成课后习题，巩固所学知识。
2. 检查：班内将进行小测验，检查学生对本节课所学内容的掌握情况。
3. 扩展：可以让学生自行查找资料，了解氧气的其他用途和特性。
教学反思：在本节课中，通过实验验证、学生合作探究等多种教学方式，深刻理解了氧气在水中的溶解特性，对学生掌握化学知识和提高实验技能起到了积极作用。
同时，学生通过合作探究，培养了他们的团队协作精神和实践动手能力。
初中化学氧气溶解教案课件
初中化学氧气溶解教案课件
一、教学目标
1. 了解氧气在水中的溶解过程。
2. 掌握氧气溶解的条件和影响因素。
3. 知道氧气在水中的溶解对水中生物的重要性。
二、教学重点和难点
1. 氧气在水中的溶解过程及影响因素。
2. 氧气在水中的溶解对水中生物的作用。
三、教学准备
1. 实验器材：氧气气源、水槽、导管、试管等。
2. 实验药品：水。
四、教学步骤
第一步：导入
1. 引导学生讨论氧气在水中的作用。
2. 提出问题：氧气溶解的条件是什么？
第二步：实验操作
1. 将水装入水槽中。
2. 用导管将氧气气体通入水槽中的水中。
3. 观察氧气气泡的溶解情况。
第三步：实验分析
1. 分析氧气在水中的溶解过程。
2. 讨论氧气溶解的条件和影响因素。
第四步：实验总结
1. 总结氧气在水中的溶解对水中生物的作用。
第五步：教学拓展
1. 探究氧气在不同温度、压力下的溶解情况。
2. 分析氧气在水中的溶解对水质的影响。
五、课堂小结
通过本节课的学习，我们了解了氧气在水中的溶解过程和影响因素，以及氧气在水中的作用。
学习化学知识，拓展视野，提高认知水平。
六、作业布置
1. 自主探究氧气在不同条件下的溶解情况。
2. 完成相关练习题，巩固所学知识。
以上就是本节课的教学内容，希望同学们能够认真学习，掌握知识，提高能力。
谢谢！。
第六章 溶氧
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
氧的供需与传递
微生物细胞对氧的需求和溶解氧的控制 培养过程中氧的传质理论 影响供氧的因素及改善供氧条件的措施 发酵液中溶解氧的测定和控制 固态发酵通风与搅拌技术
第一节 微生物细胞对氧的需求和 溶解氧的控制
• 一、溶解氧 • 1. 溶解氧 2. 享利（Ｈenry）定律
温度对溶氧浓度的影响
饱和溶氧浓度C*与温度的关系：C*=14.6/(t+31.6)
温度越高，溶解氧浓度越低。
温度（℃） 0 2 4 溶解度系数 （ppm/KPa） 0.6979 0.6606 0.6267 温度 （℃） 22 24 26 溶解度系数（ppm/KPa） 0.4215 0.4072 0.3924
6
8 10 12
0.5957
0.5666 0.5408 0.5169
28
30 32 34
0.3780
0.3667 0.3551 0.3437
14
16 18 20
0.4950
0.4749 0.4554 0.4377
36
37 48 40
0.3341
0.3294 0.3246 0.3150
溶质对溶氧浓度的影响
Ho
VG V
6H O
dG
• 气液比表面积α与培养液中气体截留率、 气泡的直径dG有关，气体截留率越高、气泡 直径越小，气液比表面积就越大。而通风 量和搅拌转速与这二个参数有密切的关系。
四、影响体积溶氧传递系数KLα的因素
K L f(d ,n,s ,DL ,,, ,g )
• • • • • •
d—搅拌桨的直径，m；n—搅拌转速，s-1； μs—气体表观线速度，m/s；DL—扩散系数，m2/s； μ—液体粘度，Pa.s； ρ—发酵液的密度，Kg/m3； σ—表面张力，N/m； g—重力加速度，9.81m/s2。
AO系统培训教材
污泥发黑
曝气池DO过低，硫化物过多，有机 物厌氧分解析出H2S，其与Fe生成FeS 丝状菌或固着型纤毛虫大量繁殖
污泥变白
曝气过量 进水PH过低，曝气池PH≤6，丝状型 菌大量生成 刮泥机边缘跟沉淀池存在死角
沉淀池有大块黑色 污泥上浮
沉淀池局部积泥厌氧，产生CH4.CO2， 气泡附于泥粒使之上浮，出水氨氮往 检查东、西二沉池回流污泥 往较高，东、西 阀。 二沉回流污泥不平衡
异常现象症状 污泥未成熟，絮粒小； 出水混浊，水质差；游 动性小型鞭毛虫多
生物污泥脱水后 泥饼松
有机物腐败
凝聚剂加量不足 原废水有异常排放；进水表面活性 剂多；曝气量大 进水负荷过高，有机物降解不全， 微生物受到冲击。
及时处置污泥
增加剂量 投加消泡剂；追踪上游车间 排水情况。
曝气池中泡沫过多，色 白 曝气池泡沫不易破碎， 发粘
12
水环处培训教材
操作运行
总进水流量*进水BOD5平均浓度
F/M=
曝气池出水浓度*曝气池有效体积
总进水流量*进水BOD5平均浓度
容积负荷=
曝气池有效体积
SV30*10000
SVI=
曝气池出水浓度
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水环处培训教材
操作运行
曝气池有效体积*曝气池出水浓度
泥龄=
总进水流量*进水SS浓度
（曝气池出水浓度-回流污泥浓度/2）*总进水流量
5
水环处培训教材
操作运行
1.根据调节池进流水pH值，投加酸或碱，确保出水 pH值在6-9之间，以保证A/O池进水水质正常。尽 可能保持二号泵房泵稳定启动的台数，保证A/O生 物系统的稳定水量。 2.鼓风机风量随A/O池溶解氧而确定，需保持A/O 池的溶解氧2-6mg/ L，同时因为A/O池两条线的溶 解氧有时会不平衡，所以要调节两边进气总阀门。
2015唐山培训-溶解氧
溶氧量超标原因分析
1、真空系统漏空气 因为凝结水中的氧气主要来自外界漏人负压区的空气， 若机组真空严密性好(即负压区漏点少)，则凝结水溶 氧量就小。 ，而5号机组2006年2月真空严密性最好时为260 Pa／ min。(合格为200，优良100) 。为了找到真空。系统 漏点，使用氦气真空查漏仪、烛光法、塑料薄膜粘贴 法对5号机组空冷岛、排汽装置、凝结水泵人口分、 真空泵等设备进行查漏，在低压缸内找到1个大的漏 点并进行了处理 2、机组负荷及排汽装置的除氧能力 2006年5月10日，5号机组在真空严密性试验合格的情 况下，机组凝结水溶氧量呈有规律的变化，即随着给 水流量的增减而增减，分析其主要原因如下。 通过两个排汽设计缺陷，装置喷嘴的流量只有700～ 800 t／h，也就是说当机组负荷高，凝结水的流量大
在线氧表维护
氧电极工作几个月后，氧电极银阳极的一部分可 能覆盖一层黑色溴化银，至90％以上的表面被污染 时，需按照以下的方法进行再生电极: • a将阳极浸泡在10％的氨水中约1min，然后用 软化水冲洗它，再用柔软的棉织布擦干。 • b如果氨水清洗不够充分，再用软研磨剂对沃 溴化银覆盖的区域进行抛光(覆盖层仅几微分 厚)以恢复银电极的本色。抛光之后，用软化 水冲洗阳极并用软织物擦干。 必要时按说明书要求更换渗氧膜。
溶解氧电极
溶解氧探头 （1）根据覆膜式极谱分析原理，传感器制成一个特殊的电解池（内 装电解液），当电解池的外加电压为一给定值时，电解液中的电解 电流具有极限扩散电流的特征（电流的大小与电解池的工作电压无 关） （2）电解液中溶解氧产生的极限扩散电流成线性关系。实际测量时， 为了使测量值不受水的电导率、pH值和水中杂质的影响，在电极外 面覆盖了一层透氧膜，它将电解池中的电极、电解液与被测水样隔 离开，被测水祥在流通室流过时与膜的外表面接触，水中溶解氧透 过薄膜进人电解液，在阴极上发生电极反应，透过膜的氧量与水中 溶解氧浓度成正比，因而传感器的极限扩散电流与水中溶解氧浓度 成正比，测量出此电流就能测得水中溶解氧浓度。
h《提升金鱼幸福感的思考——溶解氧的测定》教学设计方案
《提升金鱼幸福感的思考——溶解氧的测定》教学设计一、教学背景最新的义务教育化学课程标准中指出，义务阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念；引导学生体验科学探究的过程，启迪学生的科学思维，培养学生的实践能力，提高学生的科学素养。
而化学是一门以实验为基础的学科，以实验为主的科学探究活动，有利于引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识，提高学生的科学探究能力。
本节课的内容在教授沪教版化学九年级上册第二章身边的化学物质后进行，是对该章第一节和第三节部分内容的小结和提升，通过人的“幸福感”联想到金鱼的“幸福感”，通过溶解氧知识的讲解和学生的分组实验探究，利用化学学科中科学探究的方式和先进的数字化教学实验仪器（传感器），将如何提升金鱼的“幸福感”这一原本人文的话题，用化学科学的方式得以解决，必将给初涉化学的学生们留下深刻印象，尽可能达到课程标准所提出的启迪思维、培养能力，提高素养的效果。
二、教学目标【知识与技能】1. 巩固自然界的水是混合物的观念2. 知道溶解氧的定义，水体中溶解氧的来源3. 知道影响水体中溶解氧的外部因素4. 理解水体中溶解氧的意义5. 初步掌握数字化实验仪器（温度、气压、溶解氧传感器）的使用【过程与方法】1. 在提升金鱼幸福感的讨论过程中，逐步学会用化学的眼光看世界2. 利用观察、对比的方法研究化学问题3. 学会通过数字化实验仪器的使用，获取实验数据4. 通过分组实验对获得的数据进行分析，小结影响水体中溶解氧的因素5. 学会化学实验的合作学习【情感、态度与价值观】1. 体会生活中真实的化学，关注生活2. 体会化学学习中的合作学习和化学实验探究3. 感受数字化实验仪器给化学实验研究带来的便利4. 体会化学学习的幸福感三、教学用具数字化实验仪器（温度、气压、溶解氧传感器）、多媒体、烧杯等四、教学重点利用数字化实验仪器，获取并分析实验数据五、教学难点利用数字化实验仪器获取数据后的分析与应用六、教学流程七、教学过程环节教师活动学生活动设计意图开 幕【引入】提出最近热议的关于“幸福”的话题，询问学生是否幸福？为什么幸福？ 【过渡】阐述教师心中的幸福，并引导学生关注身边饲养的金鱼的幸福，询问金鱼是否幸福，并说明理由 【导出课题】《提升金鱼幸福感的思考——溶解氧的测定》 就自己心中的幸福作出回答 如：幸福来自与朋友的友情，父母对自己的关爱…… 【回答】不幸福，不自由。
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溶解氧控制系统方案（修改稿）
一、概述
污水生化处理的耗氧反应是重要的反应阶段，目前国内的污水生化处理的加氧工作都是采用大功率的鼓风机实现的，需要消耗大量的电能，在保证水质的情况下，如何实现节能控制，降低成本，是目前国内外需要认真考虑的问题。
污水中的微生物对氧的需求量是一定的，少了会降低水质，多了不仅不能保证水质，而且还浪费能源，通常以溶解氧的含量来判断某个时候供氧量是否合适。
但是，所需要的溶解氧不应该是一个定值，它是随着污水的浓度、天气、气温、时间变化的函数。
就是说污水处理过程控制具有显著的非线性、大滞后、多变量、时变性的特点。
为此，需要研究在不同工况条件下，溶解氧设定值的优化。
建立污水生化处理过程的溶解氧变化的模型，并依据该模型对鼓风量进行低能耗的优化控制。
建立能适应环境变化的基于污水生化过程。
在国内曝气量优化控制方面进行了一些研究，常用的方法主要是基于溶解氧目标值的PID 控制。
但是，由于污水生化处理过程的非线性、时滞及溶解氧目标值时变性，使PID 控制很难跟踪溶解氧目标值。
在PID 控制基础上发展了变增益的PID控制、模糊PD控制, 这些方法仍然不能解决过程不确定性问题。
为此，许多学者采用神经网络自动诊断、模糊专家控制等智能控制方法。
但是，对于复杂的污水生化处理过程，学习样本有限和专家知识不足，使这些方法的效果不明显。
国外这方面成功经验也很少。
所以说国内的污水处理过程的自动化水平还有待提高，大多数只停留在数据采集和简单控制（如提升泵、污泥回流泵、鼓风机的
开关控制）的水平上。
污水处理过程建模和控制方面的研究属于刚起步，主要用模糊神经网络控制、递阶神经网络、仿人智能、自适应、专家知识等方法来构建可知模型，取得一定成功。
但这些方法有待深入研究和完善。
二、方案提出
我们在总结先前的经验和实际运用的基础上，对于污水的入水水质、生化反应过程、出水水质波动等各种在线、离线检测数据进行科学分析，结合智能检测、诊断与控制技术对生物化过程进行综合控制与优化，以保证在各种干扰条件下出水水质稳定达标。
主要采用“前馈+串级”的组合控制模型，以污水处理厂进水区温度、流量、进水水质检测值等为前馈信号，来决策溶解氧的给定值；生化处理池中溶解氧检测仪为反馈信号给主回路；鼓风机风量用风量传感器检测作为反馈信号和变频器构成副回路。
各回路控制规律为：前馈采用人工智能；主回路采用模糊PID 控制；副回路采用传统的PID 控制。
为节省成本对污泥回流控制可以根据回流量流量大小分1-3 档位的控制。
参见图2-1 生物化过程前馈- 串级控制系统。
三、方案论证
1、前馈控制
活性污泥污水处理系统属于复杂的动态工程系统， 目前无法建立
精确的模型来描述完整的系统。
而城市污水进水水质在不同的时间变 化极其不稳定，有机物含量的变化在每年内随季节的推移而变化， 每 日内随时间而变化；所以无法给出确定的控制量一溶氧。
但我们可以 根据不同时间，不同参数，其内在的规律来推论出需要溶氧的控制量 多
少；也就是用人工智能来解决。
基于计算机编程方便，可以采用人 工智能领域中发展起来的专家系统。
该系统基本上是模拟有经验调试 人员的整定思路，通过分析控制系统的输入输出信号，根据已知的调节 规律对调节器参数进行整定。
从控制结构讲，它由知识库、控制规则 集、推理机构组成。
只要得到的事实集和经验数据库、经验公式等， 根据各参数溶氧给定值 污泥回流控制根据流量大小分 1、 2、
3档位控制。
干扰信号
气 生 物 滤 池
其他参量
人
工
智
能
风机
气体流量计
图2-1生物化过程前馈-串级控制系统
溶氧变量
中的隶属、耦合等关系，可以得到切合实际的控制决策。
2、串级控制
鼓风机的风量受动力电（电压波动较大约10%-15% ），和信号回路的磁场等干扰，所以出口风量需要不断实施控制，稳定在一个恒定值上。
一般说：污水处理用的鼓风机电机规格近几种，所以采用常规的增量式PID 可以很好控制其出风量。
而对于曝气生物池的溶氧控制就变得复杂些。
常规的双入单出模糊控制器是以误差和误差变化率作为输入变量，相当于PD 控制器。
因少积分作用，模糊控制器消除系统稳态误差的性能较差,，难以达到较高的控制精度。
而传统PID 调节器的积分调节作用从理论上可使系统的稳态误差控制为零，有着很好的消除稳态误差的作用，因此可以将模糊控制器和PID 控制相结合，当误差大于某个阀值时，采用模糊控制以获得更好的瞬态性能；当误差小于这个阀值时，则采用PID 控制以获得更好的稳态性能。
模糊PID 控制结合了模糊控制和PID 控制的控制优点，不需要精确的数学模型，而是根据控制规则及在线检测结果决定控制量的大小。
对于好氧处理曝气系统中难以精确建模、滞后大、强干扰、多变量的溶氧控制难点，模糊PID 控制都可以很好的解决（如果考虑PID 参数的变化可以再考虑用自适应PID控制方案）。
实践以及证明这点。
将两者采用串级可以实现更高的精度，且起到很好的节能作用。
3、多级控制
考虑到节能和成本污水回流与排放控制可以根据实际情况，取得影响程度进行档位控制。
这样即保证水质有节省投资成本，同时接受能
耗。
所以初步定 3 个档控制方案，也可根据实际情况决定。
该控制系统前馈控制接受在线的水质参数和离线水质参数。
如是是离散的水质参数，可以做个接口电路，按通讯规约接受水质的参量。
从而推断控制决策。
四、实施计划
1 、完成仿真实验
2 、完成中试
3、做出产品
五、经费情况
1、完成仿真** 万
2 、完成中试** 万（建设实验室，第一步实验室进行，第二部在污水
厂实施）
3、产品制作** 万（产品具有和PLC 及上位机进行MODBUS 通讯协
议。
现在国内几乎没有产品。
国外有几个厂家有）
附：1
VACOMASS ?曝气控制系统VACOMASS ?曝气控制系统是由德国Binder 公司开发的一套针对活性污泥法的曝气控制系统，共包括5个组件：现场控制器、热质空气流量计、菱形调节阀、鼓风机压力控制单元和模拟校验调试单元。
针对于污水厂工艺工程师或中控室技术人员设定的溶解氧设定值，VACOMASS 系统通过实时的专家智能系统来处理溶解氧设定值所需的空气量，然后利用专有的菱形调节阀来控制空气量，而
空气量则由热质流量计来精确测量，从而使曝气池维持在所需的溶解氧浓度，稳定发挥活性污泥的高效降解性能，并尽可能的减少曝气量或曝气能耗。
不但如此，VACOMASS系统还带有压力控制单元，综合所有控制回路的实际气体流量信号及阀位信号，通过量，从而使曝气池维持在所需的溶解氧浓度，稳定发挥活性污泥的高效降解性能，并尽可能的减少曝气量或曝气能耗。
不但如此，VACOMASS系统还带有压力控制单元，综合所有控制回路的实际气体流量信号及阀位信号，通过精确计算，给出一个最低所需的压力设定，传给鼓风。