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。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Na

2S0

3

(或N

2

)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：

d d

d

=d dd(d d−d)

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

ln(d d−d)=−d dd d+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：

d dd(T)=d dd(20℃)1.024T−20

d d(校正)=d d(实验)×

标准大气压(kPa)实验时的大气压(kPa)

d=

废水的d dd 自来水的d dd

β=

废水的d d 自来水的d d

充氧能力为

d d=d d

d d

·V=d dd(20℃)·d d(校正)·V(kg/h)

3实验容

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(Na

2S0

3

)

(9)氯化钴(CoCl

2·6H

2

0)。

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(Na

2S0

3

)的用量计算。在自来水中加入 Na

2

S0

3

还原剂来还

原水中的溶解氧。

2Na2S03+O2CoCl2

→2Na2S04相对分子质量之比为：

d2 Na2S03=

32 126

≈

1

8

故Na

2S0

3

理论用量为水中溶解氧的8倍。而水中有部分杂质会消耗亚硫

酸钠，故实际用量为理论用量的1.5倍。

所以实验投加的Na

2S0

3

投加量为

W=1.5×8d d·V=12d d·V

式中：W——亚硫酸钠投加量，g；

C

s

——实验时水温条件下水中饱和溶解氧值，mg/L；

V——水样体积，m3；

b)根据水样体积 V 确定催化剂（钴盐）的投加量。

经验证明，清水中有效钴离子浓度约 0.4mg/L 为好，一般使用氯化钴

(CoCl

2·6H

2

0)。因为：

CoCl2·6H2O

Co2−=

238

59

≈4.0

所以单位水样投加钴盐量为：

CoCl

2·6H

2

0 0.4×4.0 = 1.6 g/m3

本实验所需投加钴盐为

CoCl

2·6H

2

0 1.6 V(g)

式中：V——水样体积，m

3

c)将Na

2S0

3

用煮沸过的常温水化开，均匀倒入曝气筒，溶解的钴盐倒入水

中，并开动循环水泵，小流量轻微搅动使其混合（开始计时），进行脱氧。

搅拌均匀后（时间 t

0），测定脱氧水中溶解氧量 C

，连续曝气 t 后，溶

解氧升高至 C

t

。每隔溶解氧浓度升高 0.01，记录一次所用时间（直到溶解氧值达到饱和为止）。

(3)当清水脱氧至零时，提高叶轮转速进行曝气，并计时。每隔 0.5min测定一次

溶解氧值（用碘量法每隔1min 测定一次），知道溶解氧值达到饱和为止。

4数据记录与整理

水温：28 ℃水样体积：0.018 m3

饱和溶解氧浓度C

s

：8.00 mg/L 亚硫酸钠用量：1.8 g

氯化钴用量：0.0288 g

表4-1 曝气设备充氧能力实验数据记录