实验实验 77

曝气充氧实验曝气充氧实验

1.1 1.1 实验目的实验目的

加深理解曝气充氧的机理及影响因素。加深理解曝气充氧的机理及影响因素。

掌握曝气设备清水充氧性能测定的方法。掌握曝气设备清水充氧性能测定的方法。

测定曝气设备的氧的总转移系数测定曝气设备的氧的总转移系数 KKLaLa （（ 2020 ））、氧利用率、氧利用率 EE

AA 、动力效率、动力效率 EEpp 。。

1.2 1.2 实验原理实验原理

KLaLa = = 1

t - t0Cs - Ct

Cs - C0 ln

曝气设备氧总转移系数曝气设备氧总转移系数 KKLaLa 的计算式：的计算式：

式中： 式中： KKLaLa—— 氧总转移系数，氧总转移系数， l/minl/min ；；

t t 、、 tt00—— 曝气时间，曝气时间， minmin ；；

CC0 0 —— 曝气开始时池内溶解氧浓度曝气开始时池内溶解氧浓度

（ （ tt00=0=0 时，时， CC00=0mg/L=0mg/L ），）， mg/Lmg/L ；；

CCs s —— 曝气内溶液饱和溶解氧值，曝气内溶液饱和溶解氧值， mg/Lmg/L ；；

CCt t —— 曝气某时刻 曝气某时刻 t t 时，池内溶液溶解氧浓度，时，池内溶液溶解氧浓度， mg/Lmg/L

1.3 1.3 实验所需仪器设备及材料实验所需仪器设备及材料 1. 1. 曝气装置，曝气装置， 11 个；个；2. 2. 曝气池；曝气池；3. 3. 溶解氧测定仪，溶解氧测定仪， 11 台；台；4. 4. 分析天平，分析天平， 11 台；台；5. 5. 量筒，量筒， 1000mL1000mL ，， 11 个；个；6. 6. 无水亚硫酸钠；无水亚硫酸钠；7. 7. 氯化钴；氯化钴；

1.4 1.4 实验步骤实验步骤 1. 1. 用用 1000mL1000mL 量筒向曝气池内加入清水，测定水中溶解氧值，计算量筒向曝气池内加入清水，测定水中溶解氧值，计算

池内溶解氧含量池内溶解氧含量 G=DO·VG=DO·V 。。

2. 2. 计算投药计算投药

11 ）脱氧剂（无水亚硫酸钠）用量：）脱氧剂（无水亚硫酸钠）用量：

g=g= （（ 1.1~1.51.1~1.5 ）） ×8·G ×8·G

22 ）催化剂（氯化钴）用量：投加浓度为）催化剂（氯化钴）用量：投加浓度为 0.1mg/L0.1mg/L

3. 3. 将药剂投入池内，至池内溶解氧值为将药剂投入池内，至池内溶解氧值为 00 后，启动曝气装置，向池内后，启动曝气装置，向池内曝气，同时开始计时。曝气，同时开始计时。

4. 4. 每隔每隔 1min1min （前三个间隔）和（前三个间隔）和 0.5min0.5min （后几个间隔）测定池内溶（后几个间隔）测定池内溶解氧值，直至池内溶解氧值不再增长（饱和）为止。随后关闭曝气解氧值，直至池内溶解氧值不再增长（饱和）为止。随后关闭曝气装置。装置。

1.5 1.5 实验记录实验记录 原始实验记录原始实验记录

水样体积水样体积 VV ： ： LL ； 水温： ℃； 初始溶解氧浓度； 水温： ℃； 初始溶解氧浓度 CC00 ， ， mg/Lmg/L

无水亚硫酸钠用量： 无水亚硫酸钠用量： gg ；氯化钴用量： ；氯化钴用量： gg

测量时间测量时间（（ minmin ）） 11 22 33 3.53.5 4.04.0 4.54.5 55 …………

溶解氧浓度溶解氧浓度（（ mg/Lmg/L ））

…………

1.6 1.6 实验结果整理实验结果整理 1. 1. 计算氧总转移系数计算氧总转移系数 KKLaLa （（ TT ））。。

t t – – tt00

（（ miminn ））

CCtt

（（ mg/Lmg/L ））CCss- C- Ctt

（（ mg/Lmg/L ））CsCs

CCss- C- Ctt

CsCs

CCss- C- Ctt

11

t- tt- t00

KKLaLa （（ TT ））

(min)(min)-1-1

ln tgα=

氧总转移系数氧总转移系数 KKLaLa （（ TT ））计算表计算表

2. 2. 计算温度修正系数计算温度修正系数 KK ，根据，根据 KLaKLa （（ TT ），求氧总转移系数），求氧总转移系数 KKLaLa （（ 22

00 ））。。 K=1.024K=1.024 （（ 20-T20-T ））

KKLaLa （（ 2020 ）） =K· K=K· KLaLa （（ TT ）） = 1.024= 1.024 （（ 20-T20-T ）） × K× KLaLa （（ TT ））

1.6 1.6 实验结果整理实验结果整理 3. 3. 计算充氧设备充氧能量计算充氧设备充氧能量 EELL 。。

EELL= K= KLaLa （（ 2020 ）） ·C·Cs s kgOkgO22/h·m/h·m33

式中： 式中： CCss—1atm—1atm 下，下， 20℃20℃ 时溶解氧饱和值，时溶解氧饱和值， CCss=9.=9.

17mg/L17mg/L4. 4. 计算曝气设备动力效率计算曝气设备动力效率 EEpp 。。

EELL·V·V

NNEEpp== kg/kW·hkg/kW·h

式中：式中： N—N— 理论功率，只计算曝气充氧所耗有用功；理论功率，只计算曝气充氧所耗有用功；

V——V—— 曝气池有效体积。曝气池有效体积。

5. 5. 计算曝气设备氧利用率计算曝气设备氧利用率 EEAA 。。 EELL·V·V

QQ×0.28×0.28EEAA== ×100%×100%

1.7 1.7 思考题思考题

1. 1. 曝气充氧原理及其影响因素是什么？曝气充氧原理及其影响因素是什么？

2. 2. 温度修正、压力修正系数的意义如何温度修正、压力修正系数的意义如何 ? ?

3.3. 氧总转移系数氧总转移系数 KKLaLa 的意义是什么？的意义是什么？