后进行。
5．水温、风温（送风管内空气温度）宜取开始、中间、结束时实测值的平均值。 [成果整理] 1．参数选用
因清水充氧实验给出的是标准状态下氧总转移系数KLas。，即清水（本次实验用的是自来水）在一个大气压，20℃下的充氧性能，而实验过程中曝气充氧的条件并非是一个大气压，20℃，但这些条件都对充氧性能有影响，故引入了压力、温度修正系数。 （1）温度修正系数
K?1.024 修正后的氧总转移速率为
KLas?K?KLa?1.02420?T?KLa （3-61） 此为经验式，它考虑了水温对水的粘滞性和饱和溶解氧值的影响，国内外大多采用此式，本次实验也以此进行温度修正。 （2）水中饱和溶解氧值的修正
由于水中饱和溶解氧值受其中压力和所含无机盐种类及数量的影响，所以式（3－59）中的饱和溶解氧值最好用实测值，即曝气池内的溶解氧达到稳定时的数值。另外也可以用理论公式对饱和溶解氧标准值进行修正。 用埃肯费尔德公式进行修正。
PQ P?b?t （3－62）
0.20642式中 Pb——空气释放点处的绝对压力； Pb?Pa?HMPa (3-63) 10?1020?T (3-60)
Pa——0.1MPa
H——空气释放点距水面高度，m； Qt——空气中氧的克分子百分比；
21(1??%)?100 Qt? (3-64)
79?21(1??%) η％——曝气设备氧的利用率，％。
则式（3－59）中饱和溶解氧值CS应用下式求得：
CSm＝CS·P （3-65） 式中 CSm——清水充氧实验池内经修正后的饱和溶解氧值，mg／L； CS——1个大气压下某温度下氧饱和浓度理论值，mg／L； P——压力修正系数。
有实测饱和溶解氧值用实测值，无实测值可采用理论修正值。 2．氧总转移系数KLas
氧总转移系数KLas是指在单位传质推动力的作用下，在单位时间、向单位曝气液体中所充入的氧量。它的倒数1/KLas单位是时间，表示将满池水从溶解氧为零充到饱和值时所用时间，因此KLas是反映氧传递速率的一个重要指标。
KLas的计算首先是根据实验记录，或溶解氧测定记录仪的记录和式（3-59），按表3-41计算，或者是在半对数坐标纸上，以（CSm－Ct）为纵坐标，以时间t为横坐标绘图求KLa值。
表3－41 氧总转移系数KLa计算表 t-t0(min) Ct(mg/L) CS-Ct(mg/L) CS CS?CtCSlg CS?Ct2.303KLa(min) tga? t?t0 求得KLa值后，利用式（3-61）求得KLas值。 3．充氧能力Qc
充氧能力是反映曝气设备在单位时间内向单位液体中充入的氧量。
Qc＝KLas·CS kg（O2）/h·m3 （3-66）
式中 KLas——氧总转移系数（标准状态）1/h或l/min；
CS——l个大气压，20℃时氧饱和值，CS＝9.17mg／L。
4．动力效率E
Q?W E?ckg(O2)/kW?h (3-67)
N E是指曝气设备每消耗一度电时转移到曝气液体的氧量。由此可见，动力效率将曝气供氧与所消耗的动力联系在一起，是一个具有经济价值的指标，它的高低将影响到活性污泥处理厂（站）的运行费用。
式中 N——理论功率，即不计管路损失，不计风机和电机的效率，只计算曝气充氧所耗有
用功。
QH N?bb (3-68)
102?3.6式中 Hb——风压，m； Qb——风量，m3／h。 Qb?Qb0Pb0?Tb （3-69）
Pb?Tb0由于供风时计量条件与所用转子流量计标定时的条件相差较大，而要进行如上修正。 式中 Qb0——仪表的刻度流量m3／h；
Pb0——一标定时气体的绝对压力，0.1MPa；
Tb0———标定时气体的绝对温度，293°T Pb——气体的实际绝对压力MPa；
Tb——被测气体的实际绝对温度，273°＋t℃； Qb——修正后的气体实际流量，m3／h。 5．氧的利用率
??Qc?W?100% (3-70)
Q?0.28Qb?Pb?Ta （3-71）
Tb?Pa式中 Q——标准状态下（1atmi、293°T时）的气量。 Q? Qb、Tb、Pb——意义同前； Pa——1atm；
Ta——293°T；
0． 28kg/m3——标准状态下一立方米空气中所含氧的重量。 思考题
1．论述曝气在生物处理中的作用。 2．曝气充氧原理及其影响因素是什么？
3．温度修正、压力修正系数的意义如何？如何进行公式推导？
4．曝气设备类型、动力效率、优缺点是什么？ 5．氧总转移系数KLa的意义是什么？怎样计算？
6．曝气设备充氧性能指标为何均是清水？标准状态下的值是多少？ 7．鼓风曝气设备与机械曝气设备充氧性能指标有何不同？ 二、污水充氧修正系数α、β值的测定 目的
l．了解测定α、β值的实验设备、掌握测试方法。
2．进一步加深理解生物处理曝气过程及α、β值在设计选用曝气设备时的意义。 原理
由于氧的转移受到水中溶解有机物、无机物等的影响，造成同一曝气设备在同样曝气条件下清水与污水中氧的转移速率不同，水中氧的饱和浓度不同，而曝气设备充氧性能指标又均为清水中之值，为此引人修正系数α、β值。 ?? ??KLaw （3-72） KLaCsw （3-73） CS 式中 KLaw、KLa——在曝气设备相同的条件下，污水和清水中暖气充氧肘氧总转移系数， 1/min或1/h；
Csw、CS——曝气设备向污水中充氧时水中氧的饱和浓度值，同温度下清水中氧饱和浓度理论值，mg／L。
由此可知，α、β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。
1．对曝气液体内无生物耗氧物质的清水、曝气池的上清液等，曝气池内存在如下关系式，
dc?KLa(CS?C) dtdc?KLaw(Csw?C)?rx （3-74）dt 2．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 式中
dc——曝气液体内溶解氧浓度随时间的变化率； dt KLaw——污水中曝气设备氧总转移系数；
Csw、C——污水中氧饱和浓度及t时刻的氧的浓度； r——单位污泥耗氧速率； 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KLa、CS和污水中充氧的
KLaw、Csw，并按式（3-72）、（3-73）求出α、β值。 当水样为曝气池内混合液肘，除在同一条件下先进行数组清水充氧实验，求得曝气设备清水充氧的KLa、CS外，对混合液的实验要利用式（3-74）进行测定。
首先向曝气罐内曝气到池内溶解氧达到稳定后停止曝气，同时开启搅拌装置，此时由于不曝气，故
KLaw?(CS?C)?0 式（374）有如下形式
dc??rx (3-75)dt由于罐内活性污泥不断消耗溶解氧，造成溶解氧值的降低，其变化如图卜48（1）由式 （3-75）可见，直线斜率即为rx值，在内源呼吸期，污泥耗氧速率r值可看为一常量。 当罐内溶解氧值降到DO=1～2mg/L时，再次曝气，并测定罐内溶解氧值随时间的变化，如图3-48（2）所示，将式（3-74）变换后得 C?Csw??以
?dc?1?rx? （3-76） dtK??Law1dc，截距为Csw，如图3-49?rx为横坐标，以C为纵坐标绘图，直线斜率为
KLawdt示。或用数理统计方法进行回归，求解KLaw与Csw值。
设备及用具
实验设备如图3-50示。
1．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。
2．仪器控制箱：装有溶解氧测定仪（上海第M分析仪器厂STG－203型）转子流量计，电压表（控制叶片转速），温度表、可控硅电压调整器（控制恒温装置）等。溶解氧记录仪。 3．小型空气压缩机。 步骤及记录 1．方法
采用间歇非稳态的测试法。这是一种较为普遍、简单的实验方法。
2．步骤
2.1 α值测定步骤
（1）自来水、初次沉淀池进水、出水、二次沉淀池出水的测试。 1）预热溶解氧测定仪一小时，调整溶解氧仪零度、满度。 2）向曝气罐内投加待测曝气液体。
3）测定液体溶解氧值并计算投加无水亚硫酸钠和氨化钻的数量，以消除水中溶解氧。 4）调节叶片转速以满足溶解氧探头所需流速，而后开动风机，充氧，由转子流量计调整所需风量。打开记录仪开关。
5）当溶解氧测定仪指针从零点启动，开始计时，至溶解氧达饱和指针稳定不动为止。 （2）曝气池内混和液的测试 1）预热溶解氧测定仪一小时。
2）取生产或实验曝气池内混合液，其中污泥浓度X和停留时间t要尽量与生产运行结果一致，注入曝气柱或罐内，并测定混合液浓度X（g/L）。 3）开动空压机充氧至溶解氧量稳定时，停止供风。 4）在有搅拌的条件下，测混合液污泥耗氧速率r值
5）当溶解氧值下降至1.0～2.0mg/L时，再曝气记录溶解氧随时间变化过程。 2.2 β值的测定
1）预热溶氧仪一小时。 2）加入待测液体。
3）开动风机，曝气至溶解氧达饱和稳定止。 实验记录
本处只给出混合液无溶解氧记录仪时的测试记录，见表3-42，3-43。