水处理实验技术实验报告
学校名称 河海大学 准考证号 033109275026 姓名 王宝佳 课程代号 60057 实验名称 曝气充氧 实验日期 2010.11. 批报告日期 成绩 教师签名
一、实验目的
1．加深理解曝气充氧的机理及影响因素。 2．了解掌握曝气设备清水充氧性能测定的方法。 3．测定几种不同形式的曝气设备氧的总转移系数并进行比较。
4．了解测定、值的实验设备、掌握测试方法。
5．进一步加深理解生物处理曝气过程及、值在设计选用曝气设备时的意思。 二、实验原理
曝气是人为地通过一些设备加速向水中传递氧的过程。常用的曝气设备分为机械曝气 和鼓风曝气两大类，无论哪一种曝气设备，其充氧过程均属传质过程，氧传递机理为 双模理论。 1．清水充氧
曝气系统的充氧能力是指20℃、1.01x105Pa、水中溶解氧为0的情况下，曝气系统向 清水传输氧的速率。
影响氧转移的因素有曝气水水质、曝气水水温、氧分压、气液之间的接触面积和时间、 水的絮流程度等。 氧转移的基本方程为：
，氧利用率
，动力效率E等，
式中：— 液体中溶解氧浓度变化速率，mg/L·min；
— 液膜处饱和溶解氧浓度，mg/L； c— 液相主体中溶解氧浓度，mg/L；
— 氧总转移系数，1/min； — 液膜中氧分子扩散系数； — 液膜厚度，m； A— 气液两相接触面积；
W— 曝气液体体积。
由于液膜厚度及两相接触界面面积很难确定，因而用氧总转移系数
值代替，
值
与温度、水絮动性、气液接触面面积有关。它指的是在单位传质动力下，单位时间内 单位曝气液体中充入氧量，它是反映氧转移速度的重要指标。 将上式积分整理得到曝气设备氧中转移系数
值计算式，即
式中：
— 氧总转移系数，1/min；
、— 曝气时间，min
— 曝气开始时池内溶解氧浓度， — 曝气池内液体饱和溶解氧值，mg/L
时，
，mg/L；
— 曝气某一时刻时，池内液体溶解氧浓度，mg/L。 将上式整理得：
由上式可得，以
法求得直线斜率可以确定
值。
为纵坐标，为横坐标，绘制直线，通过图解
2．污水充氧修正系数、值的测定
曝气水的水质对氧转移的影响表现在以下两个方面：
⑴ 由于待曝气充氧的污水中含有各种各样的杂质，它们会对氧的转移产生一定的影 响，所以相对于清水，污水曝气充氧得到的氧转移系数值低，为此引入修正系数
①
会比清水的氧转移系数
⑵ 由于污水中含有大量盐分，它会影响氧在水中的饱和度，相对于相同条件下清水 而言，污水中氧的饱和度
要比清水中的饱和度低，为此引入修正系数
②
由此可知，、的测定实际上就是分别测定同一曝气设备在清水和污水中充氧的氧总 转移系数及饱和溶解氧值。
对曝气液体内无生物消耗物质的清水，曝气池的上清液等，曝气池内存在如下关系：
对曝气池混合液曝气充氧时，由于有生物耗氧物质，池内存在如下关系式：
③
式中：— 单位污泥好氧速率； x— 污泥浓度。
实验采用间歇非稳态方法进行，当水样为污水或曝气池上清液时，在相同条件下按照 清水充氧实验方法，分别进行清水与污水充氧实验，求出清水充氧的充氧的
、
，并按式①、②求出、值。
、和污水中
三、实验设备
1 2 3 4 5
（1）自吸式射流曝气清水充氧设备 曝气池：以钢板制成0.8x1.0x4.3m 射流曝气设备：喷嘴d=14mm，喉管D=32mm，喉管长L=2975mm。 水循环系统，吸水池、塑料泵 计量转置：转子流量计、压力表、真空表、热球式测风仪 水中溶解氧测定设备
6 无水亚硫酸钠、氯化钴、秒表 （2）穿孔管鼓风曝气清水充氧设备 有机玻璃柱：Φ150mm（三套）、Φ200mm（一套） H=3.2m 穿孔管布气装置：孔眼Φ0.5mm，与垂直线成45°夹角，两排交错排列 空气压缩机、贮气罐 （3）平板叶轮表面曝气清水充氧实验设备 有机玻璃平板完全混合式曝气池，电动搅拌机调速器 溶解氧测定仪、记录仪 污水充氧修正系数的测定设备及用具 曝气罐：有机玻璃内径25cm，容积10L，内设工字形布气管，孔径0.75mm，热电偶测温计，搅拌叶片，溶解氧测定仪探头等。 仪器控制箱：装有溶解氧测定仪转子流量计、电压表、温度表、可控硅电压调整器等。溶解氧记录仪。 小型空气压缩机 1 2 3 1 2 1 2 3 四、结果讨论
曝气是活性污泥系统的一个重要环节，它的作用是向池内充氧，保证微生物作用 所需之氧，同时保持池内微生物、有机物、溶解氧，即泥、水、气三者的充分混合，为微 生物降解创造有利条件。因此了解掌握曝气设备充氧性能，不通污水充氧修正系数α、 β值及其测定方法，不仅对工程设计人员、而且对污水处理厂运行管理人员也至关重要。 此外，二级生物处理厂中，曝气充氧电消耗占全厂动力消耗的60—70%，因而高效省 能型曝气设备的研制是当前污水生物处理技术领域面临的一个重要课题。