发布时间:2016-09-20 来源:本站 浏览次数:0次
[实验目的]
1、加深理解曝气充氧的机理及影响。
2、了解掌握曝气设备清水充氧性能测定的方法。
[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与鼓风曝气两大类,无论那种曝气设备,其充氧过程均属传质过程,氧传递机理为双膜理论,氧传递基础方程式为:
(1)
积分整理后得曝气设备氧总转移系数kLa计算式
(2)
式中kLa——氧总转移系数,1/min或1/h。
t0,t——曝气时间,min
C0——曝气开始时池内溶解氧浓度,t0=0时,C0=0mg/L。
Cs——曝气池内液体饱和溶解氧值。
Ct——曝气某一时刻t时,池内液体日溶解氧浓度,mg/l。
由式中可见,影响氧传递速率KLa的因素有很多,除了曝气设备本身结构尺寸,运行条件而外,还与水质水量等有关。为了进行相互比较,以及向设计、使用部门提供产品性能,故产品给出的充氧性能均为清水,标准状态下,即清水(一般多为自来水)一个大气压下的充氧性能。
曝气设备充氧性能测定实验,一种是间歇非稳态法,即实验时一池水不进不出,池内溶解氧随时间而变,另一种是连续稳态测定法,即实验时池内连续进出水,池内溶解氧浓度保持不变。目前国内外多用间歇非稳态测定法,即向池内注满所需水后,将待曝气之水以无水亚硫酸钠为脱氧剂,氯化钴为催化剂,脱氧至零后开始曝气,液体中溶解氧浓度逐步提高。液体中溶解氧浓度C是时间t的函数,曝气后每隔一定时间t取曝气水样,测定水中溶解氧浓度,从而利用上式计算KLa值,或是以亏氧量(Cs-Ct)为纵坐标,在半对数坐标纸上绘图,直线斜率即为KLa值。
[实验设备及用具]
1、穿孔管鼓风曝气清水充氧设备
2、溶解氧测定仪
3、量筒等
[实验步骤]
1、曝气池内加入适量的水,记录加入清水的体积,测定水中溶解氧值。
2、计算投药量:
a、 脱氧剂采用无水亚硫酸钠。
根据2NaSO3+O2=2NaSO4
则每次投药量(g)=G×8×(1.1~1.5)
G——水量(L)×DO(mg/L)
b、 催化剂采用氯化钴,投加浓度为0.1mg/L。
3、将称得药剂用温水化开,倒入池中,约10分钟后,测定水中溶解氧值。
4、当水中溶解氧为零后,打开空压机,开始曝气,记录时间,同时每隔一定时间(1min)取一次样,测定溶解氧值,连续取样8个,而后,拉长间隔,直至水中溶解氧不再增长(达到饱和)为止,随后,关闭空压机。
5、实验中计量风量,室外温度。
[实验数据及成果整理]
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 20 -T
修正后氧总转移速率为
KLas=K·KLa=1.02420 -T×KLa (3)
此为经验式,它考虑了水温对水的粘滞性和饱和溶解氧的影响,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(2)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。
2、氧总转移系数KLas
氧总转移系数KLas是指在单位传质推动下,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。
氧总转移系数KLa计算表
t-t0 (min) |
Ct (mg/l) |
Cs-Ct (mg/l) |
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lg |
tgα= |
KLa (min)-1 |
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求得值后,利用式(3)求得KLas值。
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