实验六 曝气充氧实验
实验六曝气充氧实验
一、实验目的
活性污泥法处理过程中曝气设备的作用是使空气、活性污泥和污染物三者充分混合，使活性污泥处于悬浮状态，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对有机污染物进行氧化降解。由于氧的供给是保证生化处理过程正常进行的主要因素之一，因而需通过实验测定氧的总传递系数KLa,评价曝气设备的供氧能力和动力效率，为合理的选择曝气设备提供理论依据。通过本实验希望达到以下目的：
1、加深理解曝气充氧机理及影响因素；
2、掌握测定曝气设备的氧总传递系数和充氧能力的方法；
3、了解各种测试方法和数据整理的方法。
二、实验原理
所谓曝气就是人为的通过一些设备，加速向水中传递氧的一种过程。现行通过曝气方法主要有三种，即鼓风曝气、机械曝气、鼓风机械曝气。鼓风曝气是将由鼓风机送出的压缩空气通过管道系统送到安装在曝气池池底的空气扩散装置（曝气器），然后以微小气泡的形式逸出，在上升的过程中与混合液接触、扩散，使气泡中氧转移到混合液中支。机械曝气则是利用安装在水面的叶轮的高速转动，剧烈搅动水面，产生水跃，使液面与空气接触的表面不断更新，使空气中的氧转移到混合液中去。曝气的机理可用若干传质理论来加以解释，但水处理界比较公认的是刘易斯（Lewis）于怀特曼（Whitman）创建的双膜理论。双膜理论是基于在气液两相界面存在着两层膜（气膜和液膜）的物理模型。它的内容是：在气液两相接触界面两侧存在着气膜和液膜，它们处于层流状态，气体分子从气相主体以分子扩散的方式经过气膜和液膜进入液相主题，氧转移的动力为气膜中的氧分压梯度和液膜中的氧的浓度梯度，传递的阻力存在于气膜和液膜中，而且主要存在于液膜中。如图所示：
氧扩散方向
P C P
液相主体 气相主体 P C
气 G 膜
双膜理论模型
影响氧转移的因素主要有温度、污水性质、氧分压、水的紊流成都、气液之间接触时间和面积等。
氧转移的基本方程式为
()C C K dt
dc
S La -= V X A D K f L La /?=
式中
dt
dc
——液相主体中氧转移速度[mg/(l ·min)] Cs ——液膜处报和溶解氧浓度（mg/L ） C ——液相主体中溶解氧浓度（mg/L ） K La ——为氧总转移系数
D L ——氧分子在液膜中的扩散系数 A ——气液两相接触界面面积（m 2） X f ——液膜厚度（m ） V ——曝气液体容积（L ）
由于液膜厚度X f 及两相接触界面面积很难确定，因而用氧总转移系数K La 值代替。K La 值与温度、水紊动性、气液接触面面积等有关。它指的是在单位传质动力下，单位时间内向单位曝气液体中充氧量，它是反映氧转移速度的重要指标。
t
s o s t t a o ρρρρ---=
ln 1KL 式中： KLa —氧总转移系数，l/min ； t 、t 0—曝气时间，min ；
ρ0—曝气开始时烧杯内溶解氧浓度（t0=0时，C0=？mg/L），mg/L；
ρs —烧杯内溶液饱和溶解氧值，mg/L；
ρt —曝气某时刻t 时，烧杯内溶液溶解氧浓度，mg/L
评价曝气设备充氧能力的方法有两种：⑴不稳定状态下的曝气试验，即试验过程中溶解氧浓度是变化的，由零增加到饱和浓度；⑵稳定状态下的试验,即试验过程中溶解氧浓度保持不变。本实验仅进行在实验室条件下进行的清水和污水在不稳定状态下的曝气试验。
三、实验设备及仪器
1、实验装置如图
2、卷尺
3、溶解氧测定仪
4、烧杯（100mL）配玻棒
5、计时表
6、无水亚硫酸钠
7、催化剂：氯化钴
8、电子天平
四、实验步骤
1、向模型曝气池注入自来水至曝气叶轮表面稍高处，用卷尺测出模型曝气池内水的高度H（m）和模型曝气池的直径D（m），进而计算出模型曝气池的容积（V，m3或L）。
注意：注水时水的流速不能过大，应避免模型曝气池中注入的原水含有气泡。
2、认真预习溶氧仪的使用方法，用胶带将极化校正过的溶氧仪探头捆绑在大玻棒上，并将探头伸入水下1/2处。
注意：在实验过程中，探头伸入水下的深度应尽量保持一致，并要避免溶氧仪探头与曝气头相接触。
3、启动曝气叶轮，使其缓慢转动（注意：仅使水流流动，不能产生气泡），用溶氧仪测定自来水水温和水中溶解氧值，当溶氧仪数值稳定时记录其为初始溶解氧浓度ρ0。
4、根据ρ0计算实验所需要的消氧剂Na2SO3和催化剂CoCl2的量，并称取。
Na2SO3+1/2O2=Na2SO4
1）脱氧剂（无水亚硫酸钠）用量：
从上面的反应式可以知道，每去除1mg溶解氧，需要7.9mgNa2SO3。根据池子的容积和自来水的溶解氧浓度，可以算出Na2SO3的理论需要量。实际投加量应为理论值的150%-200%。
计算方法如下：W1=V×ρ0×7.9×（150%-200%）
式中W1为Na2SO3的实际投加量，mg。
2）催化剂（氯化钴）用量：
催化剂氯化钴的投加量按维持池子中的钴离子浓度为0.05-0.5mg/L左右计算。
计算方法如下：W2=V×0.5×129.9/58.9
式中W2为CoCl2的实际投加量，mg。
5、将Na2SO3和CoCl2用蒸馏水样溶解后投放在曝气叶轮处。
注意：因Na2SO3和CoCl2称取量较少，应多次冲洗称量瓶，并将冲洗水倒入模型池内。
6、待溶解氧读数为零时，加快叶轮转速，使模型池内呈现曝气充氧状态，此时开始计时，每隔1min测定池内溶解氧值，直至溶解氧值不再增长为止，此时即为饱和溶解氧浓度ρs。随后关闭曝气装置。
注意：因记录时间间隔较短，两人应充分合作。一人控制溶解氧探头，避免溶氧仪探头和曝气盘接触，一人记录。
五、实验数据及结果整理
1、测定并记录实验基本参数，记录格式如下：
实验日期年月日
模型曝气池内径D= m，高度H= m
实验条件下自来水的ρs= mg/L
表1原始实验记录表
水样体积V ： L ； 水温： ℃；初始溶解氧浓度ρ0： mg/L 无水亚硫酸钠用量： g ；氯化钴用量： g 测量时间 t （min ） 1 2 3 3.5 4.0 4.5 5 …… 溶解氧浓度 ρ（mg/L ） …… ρs - ρ （mg/L ）
2、数据整理。
1) 以溶解氧浓度ρ为纵坐标、时间t 为横坐标，作ρ与t 的关系曲线。 2) 根据ρ-t 曲线计算相应于不同ρ值的d ρ/dt ，记录于表2中。
表2 不同ρ值的d ρ/dt
ρ（mg/L ） …… d ρ /dt （mg/（L ·min ））
3）以d ρ/dt 为纵坐标、ρs-ρ为横坐标，绘制出d ρ/dt 与ρ的关系曲线，得到直线的斜率为所求的KLa 。（或充氧时间t 为横坐标，水中溶解氧浓度变化Ct
Cs Cs
-ln 为纵坐标，作图绘
制充氧曲线，所得直线的斜率即为KLa 。）
4）计算温度修正系数K ，根据KLa （T ），求氧总转移系数KLa （20）
K=1.024（20-T ）
KLa （20）=K· KLa （T ）= 1.024（20-T ）× KLa （T ）
5）计算充氧设备充氧能力OC ：单位时间内转移到液体中的氧量。 表面曝气时OC= KLa （20）·ρs·V kgO 2/h 式中：ρs —1atm 下，20℃时溶解氧饱和值，ρs=9.17mg/L V —曝气池有效体积，m 3. 6）计算曝气设备动力效率Ep 。 N
OC
=
Ep kg/kW·h 式中：N —理论功率，只计算曝气充氧所耗有用功；
V ——曝气池有效体积。
六、实验结果分析与小结
对整理得到的实验结果进行分析，并对本次实验进行小结（体会、心得）。
七、思考题
1.简述曝气在活性污泥生物处理法中的作用
2.简述曝气充氧原理及影响氧转移因素
3.氧总转移系数KLa的意义是什么？
实验四 曝气充氧
实验四 曝气充氧 一、实验目的 1．测定曝气设备(扩散器)氧总转移系数K La 值； 2．加深理解曝气充氧机理及影响因素； 3．了解掌握曝气设备清水充氧性能的测定方法、评价氧利用率E A 和动力效率E p 。 二、实验原理 根据氧转移基本方程 )-c (c K dt dc s La =积分整理后，所得到的氧总转移系数表达式为， t c c l c c l K t s g s g La )] ()([303.20---= (4-1) 式中 La K —— 总转移系数，h -1； t —— 曝气时间，h ； C s —— 饱和溶解氧浓度； C 0 —— 曝气池内初始溶解氧浓度，本实验中t=0时，C 0=0 。 曝气是人为通过一些设备加速向水中传递氧的过程，常用的设备分为机械曝气和鼓风曝气两大类，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。实验是采用非稳态测试方法，即注满所需水后，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渐提高，液体中溶解氧的浓度C 是时间t 的函数，曝气后每隔一段时间t 取曝气水样，测其中的溶解氧浓度，从而利用上式计算K La 或以)(0t s s g c c c c l --为纵坐标、以时间t 为横坐标，如下式所示， =--)( t s s g c c c c l t 303 .2a ?L K (4-2) 在半 坐标纸上绘图，所得直线斜率为 303 .2La K 值。 三、实验设备及仪器 1．曝气筒Φ120cm ，H=2.0m ； 2．扩散器(穿孔管或扩散板)； 3．转子流量计； 4．秒表、压力表、真空表； 5．空压机、贮气罐； 6．溶解氧测定仪(或用碘量法)。 四、实验耗材 无水亚硫酸钠；氯化钴；清水或自来水。
生态毒理学报告_6 实验六
实验六硫氰酸钠对斑马鱼的蓄积毒性实验 硫氰酸钠对斑马鱼的蓄积毒性实验 一、实验目的 1、了解蓄积毒性实验方法 2、评价硫氰酸钠对斑马鱼的蓄积作用强度。 二、实验原理 蓄积毒性作用(cumulative coefficient action)是当低于中毒剂量的环境毒物或外来化合物反复多次的与生物体持续接触，经一定时间后使生物体出现明显的中毒表现。 蓄积毒性实验分为：蓄积系数法、20天蓄积试验法和受试物生物半衰期测定法。 蓄积系数法(cumulative coefficient method)是一种常用来评价环境污染物蓄积作用的方法。 1、蓄积系数法 蓄积系数法是一种用来评估毒物和污染物蓄积作用的方法。 蓄积系数(comulative coefficient,K)，是分次给予受试物后引起50％受试动物出现某种毒效应的总剂量(以ED 50(n))表示)，与一次给予受试物后引起50％受试动物出现同一毒效应的剂量(以ED 50(1)表示)的比值，即K＝ED 50(n)/ED 50(1) 若以死亡为毒效应指标，上式为K越小，受试化合物的蓄积毒性越大。 测定方法： 固定剂量每天连续染毒法 剂量定期递增染毒法 1）固定计量法 固定每天染毒剂量为1/20—1/5 LD50，连续染毒，直至实验动物半数死亡。如果染毒剂量累计已达5个LD50动物死亡仍末达半数，实验均可告结束，计算蓄积系数，作出评价。 2）递增剂量法 2、先测定LC50，然后对另一组动物每天染毒，以4天为一期，开始给予0.1LC50。 以后每期按1.5倍递增剂量，直至动物半数死亡，或实验已达20天，可结束实验，计算系数。 染毒时间/天每日染毒剂量 /mg/L 每四天染毒总剂量 /mg/L 累计染毒总剂量 /mg/L
实验八 表面曝气充氧实验 2
水污染控制工程实验 实验报告 姓名： 专业年级： 试验日期： 环境科学与工程学院 中国海洋大学
实验八表面曝气充氧实验 一、实验目的 通过实验了解空气扩散过程中氧的转移规律，以及确定该表曝器的总转移系数la K值。 二、实验原理 曝气的作用是向液相供给溶解氧。氧由气相转入液相的机理常用双膜理论来解释。双膜理论是基于在气液两相界面存在着两层膜（气膜和液膜）的物理模型。氧在膜内总是以分子扩散方式转移的，其速度总是慢于在混合液内发生的对流扩散方式的转移。所以只要液体内氧未饱和，则氧分子总会从气相转移到液相的。 Cs —液相氧的饱和浓度（kgO2/m3) C1、C2—在t1、t2 时所测得的溶解氧浓度 清水（在现场用自来水）一般含有溶解氧，通过加入无水亚硫酸钠（或氮气）在氯化钴的催化作用下，能够把水体中的溶解氧消耗掉，使水中溶解氧降到零，其反应式为： 通过使用空气压缩机或充氧泵把空气中的氧气打入水体，使水体系的溶解氧逐渐提高，直至溶解氧升高到接近饱和水平。
三、实验设备及药剂 1、模型曝气池（桶或玻璃缸）； 2、空气压缩机或充氧泵； 3、秒表； 4、1L 量筒、长玻棒、虹吸管； 5、无水亚硫酸钠； 6、氯化钴； 7、溶解氧测定装置（DO测定仪或碘量法测定DO所需的仪器试剂） 四、实验步骤 1、将水箱洗净放自来水至指定的叶轮浸没设定深度处，计算水的体积。 2、用溶解氧探测仪测量水样中的溶解氧和温度。 3、投加亚硫酸钠和氯化钴分别溶解后进行脱氧，投加亚硫酸钠按每1mg/L 的溶解氧需投加9mg/L，计算亚硫酸钠的数量。 4、将亚硫酸钠和约1g 的氯化钴分别溶解后投入水箱，打开搅拌器，经1～2min，即把溶解氧脱掉。 5、把充氧装置的探头放入曝气池内开始曝气，计时，在稳定曝气的条件下，每隔一段时间（根据溶解氧的变化大小来去顶）测定一次水中的溶解氧，并作记录，曝气至溶解氧不再明显增长为止（达到近似饱和）。 五、实验数据记录
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谢。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： 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 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：
充氧能力为 3实验内容 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)向曝气筒内注入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。 相对分子质量之比为： 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倍。 所以实验投加的Na 2S0 3 投加量为 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L 为好，一般使用氯化钴 (CoCl 2·6H 2 0)。因为：
曝气充氧实验指导书
曝气充氧实验 曝气是活性污泥系统的一个重要环节。它的作用是向池充氧，保证微生物生化作用所需之氧，同时保持池微生物、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，不同污水充氧修正系数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和管理人员也至关重要。此外，二级生物处理厂中，曝气充氧电耗占全厂动力消耗的60-70%，因此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。因此本实验是水处理实验中的一个重要项目，一般列为必开实验。 一、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K Las ，氧利用率η %,动力效率 E 等，并进行比较 二、原理 曝气是人为的通过一些设备加速向水中加氧的过程。常用的曝气设备分为机械曝气与鼓风曝气两大类，无论是哪种曝气设备，其充氧传递过程均属传质过程，在现场用自来水实验时，先用Na2SO3（或N2）进行脱氧，然后在溶解氧等于或接近零的条件下再曝气，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下式表示
dc K La (C s C t ) dt
式中——氧转移速率，dt K La——氧的总传递系数， C s——实验室的温度和压力下，自来水的溶解氧饱和浓度， C t——相应某一时刻的溶解氧浓度， 将上式积分，得ln C S C t K La t 常数 测得C s 和相应于每一t 时刻的C t后绘制ln（C s –C t）与t 的关系曲线， 的关系曲线便可得到K La ，C=C s –C t. 三、实验设备及用具（一）实验装置 1、曝气充氧装置技术参数： （1）、穿孔曝气柱：φ 150×1200 ㎜，有机玻璃制成，便于学生的观察，增加感性认识。 （2）、平板叶轮曝气池：φ 600mm，有机玻璃制成。配有钢制叶轮、轴。 （3）、串激电机及减速器：功率为90W，减速比为1：5。 （4）、空气压缩机，功率为105W、最大压力：0.04Mpa、最大排气量： （5）、输送泵：1WZB－35A 型自吸泵，额定流量1m3/h、额定扬程 1 率370W。 （6）、液体流量计：LZB-10 型，流量：16-160L/h 。 （7）、气体流量计：LZB-4型，流量：60-600L/h 。 （8）、外形尺寸：1500×750×1800mm。 2 、溶解氧测定仪 3 、电磁搅拌器d d c t与C 对曝气 85L/min 、额定功
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谢。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Na2S03(或N2)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： 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 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：
校正实验 标准大气压实验时的大气压 废水的 自来水的 废水的 自来水的 充氧能力为 校正3实验内容 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(Na2S03) (9)氯化钴(CoCl2·6H20)。 3.2实验装置 实验装置如图3-1所示。
最新a环境工程学实验指导书
a环境工程学实验指 导书
《环境工程学实验》 指导书 杨红刚 刘艳丽 武汉理工大学资环学院 2007年2月
目录 实验一曝气设备充氧性能测定实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3实验二混凝实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3实验三有害固体废物固化实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅9实验四可燃固体废物热值的测定┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅11实验五天然及污染水体综合处理分析技术┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅13实验六空气中总悬浮微粒测定┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅15 实验七碱液吸收气体中SO2实验┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅19 实验八环境噪声测试（由杨红刚老师提供）
实验一曝气设备充氧性能测定实验 一、实验目的 1.加强理解曝气充氧的原理及影响因素； 2.了解掌握曝气设备清水充氧性能的测定方法； 3.测定曝气设备氧的总转移系数Kl a。计算充氧能力Q s。 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。空气中的氧向水中转移的机理为双膜理论。当气液两相作相对运动时，其接触面（界面）的两侧分别存在着气体边界层（气膜）和液膜边界层（液膜）。氧在气相主体内以对流扩散方式通过气膜，最后以对流扩散方式转移到液相主体—水中，由于对流扩散的阻力比分子扩散的阻力小得多，所以氧的转移阻力集中在双膜上（主要来自液膜）。 根据传质原理，氧向水中转移的速率与水中亏氧量及气液接触面面积呈正比。其基本方程式为： dc/dt=-KL a(C s-C) 变量分离积分整理后，得曝气设备总转移系数： KL a＝-2.303/(t-t0)*lg(C s-C0)/(C s-C t) 式中：KL a—氧总转移系数（1/分或1/时） t、t0—曝气时间（分） C0—曝气初时池内溶解氧浓度实验时使C0＝0 C s—曝气池内液体饱和溶解氧值（mg/l）
实验六 曝气充氧实验
实验六曝气充氧实验 一、实验目的 活性污泥法处理过程中曝气设备的作用是使空气、活性污泥和污染物三者充分混合，使活性污泥处于悬浮状态，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对有机污染物进行氧化降解。由于氧的供给是保证生化处理过程正常进行的主要因素之一，因而需通过实验测定氧的总传递系数KLa,评价曝气设备的供氧能力和动力效率，为合理的选择曝气设备提供理论依据。通过本实验希望达到以下目的： 1、加深理解曝气充氧机理及影响因素； 2、掌握测定曝气设备的氧总传递系数和充氧能力的方法； 3、了解各种测试方法和数据整理的方法。 二、实验原理 所谓曝气就是人为的通过一些设备，加速向水中传递氧的一种过程。现行通过曝气方法主要有三种，即鼓风曝气、机械曝气、鼓风机械曝气。鼓风曝气是将由鼓风机送出的压缩空气通过管道系统送到安装在曝气池池底的空气扩散装置（曝气器），然后以微小气泡的形式逸出，在上升的过程中与混合液接触、扩散，使气泡中氧转移到混合液中支。机械曝气则是利用安装在水面的叶轮的高速转动，剧烈搅动水面，产生水跃，使液面与空气接触的表面不断更新，使空气中的氧转移到混合液中去。曝气的机理可用若干传质理论来加以解释，但水处理界比较公认的是刘易斯（Lewis）于怀特曼（Whitman）创建的双膜理论。双膜理论是基于在气液两相界面存在着两层膜（气膜和液膜）的物理模型。它的内容是：在气液两相接触界面两侧存在着气膜和液膜，它们处于层流状态，气体分子从气相主体以分子扩散的方式经过气膜和液膜进入液相主题，氧转移的动力为气膜中的氧分压梯度和液膜中的氧的浓度梯度，传递的阻力存在于气膜和液膜中，而且主要存在于液膜中。如图所示：
曝气设备充氧能力的测定
实验三 曝气设备充氧能力的测定 一 实验目的 通过本实验希望达到下述目的：(1)掌握测定曝气设备的氧总传递系数和充氧能力的方法；(2)对比表面曝气器在不同位置下的曝气效果；(3)了解各种测试方法和数据整理方法的特点。 二 实验原理 活性污泥法处理过程中曝气设备的作用是使空气，活性污泥和污染物三者充分混合，使活性污泥处于悬浮状态，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谢。由于氧的供给是保证生化处理过程正常进行的主要因素之一，因此，工程设计人员和操作管理人员常需通过实验测定氧的总传递系数K La 、评价曝气设备的供氧能力和动力效率。 评价曝气设备充氧能力的试验方法有两种：(1)不稳定状态下进行试验，即试验过程水中溶解氧浓度是变化的，由零增到饱和浓度；(2)稳定状态下的试验，即试验过程水中溶解氧浓度保持不变。试验可以用清水或在生产运行条件下进行。下面分别介绍各种方法的基本原理。 (一)不稳定状态下进行试验 在生产现场用自来水或曝气池出流的上清液进行试验时，先用亚硫酸钠(或氮气)进行脱氧，使水中溶解氧降到零，然后再曝气，直至溶解氧升高到接近饱和水平。假定这个过程中液体是完全混和的，符合一级动力学反应，水中溶解氧的变化可用式(1)表示 ()C C K dt dC s La ?= (1) 式中：dt dC /——氧转移速率(mg/L ．h)； K La ——氧的总转递系数(1／h)；可以认为是一混和系数，其倒数表示使水中的溶解氧由C 变到C s 所需要的时间，是气液界面阻力和界面面积的函数。 C s ——试验条件下自来水(或污水)的溶解氧饱和浓度(mg/L)； C ——相应于某一时刻t 的溶解氧浓度(mg/L)． 将式(1)积分得 ()常数+??=?t K C C La s ln (2) 式(2)表明，通过试验测得C s 和相应于每一时刻t 的溶解氧C 值后，绘制1n(C s 一C)与t 的关系曲线，其斜率即K La 。另一种方法是先作C 与t 关系曲线，再作对应于不同C 值的切线得到相应的dC ／dt ，最后作dC ／dt 与C 关系曲线，也可以求得K La 。 (二)稳定状态下进行试验 如果能较正确地测定活性污泥的呼吸速率，也可以在现场生产运行条件下，通过稳定状态下的充氧试验测定曝气设备的充氧能力。试验时先停止进水和回流污泥，使溶解氧浓度稳定不变，并取出混合液测定活性污泥的呼吸速率，由于溶解氧浓度稳定不变，dC/dt=0，即
实验六-曝气充氧实验
实验六-曝气充氧实验
实验六曝气充氧实验 一、实验目的 活性污泥法处理过程中曝气设备的作用是使空气、活性污泥和污染物三者充分混合，使活性污泥处于悬浮状态，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对有机污染物进行氧化降解。由于氧的供给是保证生化处理过程正常进行的主要因素之一，因而需通过实验测定氧的总传递系数KLa,评价曝气设备的供氧能力和动力效率，为合理的选择曝气设备提供理论依据。通过本实验希望达到以下目的： 1、加深理解曝气充氧机理及影响因素； 2、掌握测定曝气设备的氧总传递系数和充氧能力的方法； 3、了解各种测试方法和数据整理的方法。 二、实验原理 所谓曝气就是人为的通过一些设备，加速向水中传递氧的一种过程。现行通过曝气方法主要有三种，即鼓风曝气、机械曝气、鼓风机械曝气。鼓风曝气是将由鼓风机送出的压缩空气通过管道系统送到安装在曝气池池底的空气扩散装置（曝气器），然后以微小气泡的形式逸出，在上升的过程中与混合液接触、扩散，使气泡中氧转移到混合液中支。机械曝气则是利用安装在水面的叶轮的高速转动，剧烈搅动水面，产生水跃，使液面与空气接触的表面不断更新，使空气中的氧转移到混合液中去。曝气的机理可用若干传质理论来加以解释，但水处理界比较公认的是刘易斯（Lewis）于怀特曼（Whitman）创建的双膜理论。双膜理论是基于在气液两相界面存在着两层膜（气膜和液膜）的物理模型。它的内容是：在气液两相接触界面两侧存在着气膜和液膜，它们处于层流状态，气体分子从气相主体以分子扩散的方式经过气膜和液膜进入液相主题，氧转移的动力为气膜中的氧分压梯度和液膜中的氧的浓度梯度，传递的阻力存在于气膜和液膜中，而且主要存在于液膜中。如图所示：
实验四 水中充氧
实验四 水中充氧 一、实验目的 1.了解实验室利用清水测定氧转移系数的方法； 2.掌握试验的方法步骤及数据的整理。 二、实验原理 先用还原剂亚硫酸钠将清水中的氧消除，用氯化钴作催化剂。当水中氧的浓度为零后，测出不同时间水中的复氧浓度。 空气中的氧向水中转移的理论，一般用双膜理论来解释。当气水两相作相对运动时，气水两相接触面(界面)的两侧分别存在着气体边界层(气膜)和水边界层(水膜)(图1)，氧在气相主体内以对流扩散方式到达气膜，以分子扩散通过气膜，最后以对流扩散方式转移到水相主体。由于对流扩散的阻力比分子扩散的阻力小得多，所以氧的转移阻力集中在双膜上。 根据传质原理，氧向水中转移速率与水中亏氧量及水、气接触面积成正比。 图1 双膜理论示意图 )(L S L C C a K dt dc -?=(毫克／升·分) (1) 式中：K L ——氧转移系数(米／分)； a ＝A ／V ，米2 ／米3 ； C s ——水中饱和溶解氧，毫克／升； C L ——t 时间水中实际溶解氧，毫克／升。 (1)式中，氧转移系数K L 及接触界面积A 难于计量，实验上采用总转移系数K L α。 即： )(L S a L C C K dt dc -= (2) 分离变量积分，得：1n(C s -C t )＝1n(Cs —C 0)- K L αt
或t K C C C C La S t S 3 .2)lg()lg(0- -=- (3) (3)式是关于(C s —C t )与t 的单对数直线方程，K La /2.3为直线的斜率，所以可以通过实测的一组不同时间复氧浓度数据，来求出K La 等参数。 三、实验仪器及设备 1.穿孔管鼓风曝气机或平板叶轮表曝机。 2.溶解氧测定仪。 3.水槽。 4.量筒。 四、实验步骤 1.在水槽中装入一定量的清水，用量筒测定其体积。用溶氧仪测定清水中的溶解氧含量。 2.计算并加入一定量的还原剂亚硫酸钠和氯化钴。 计算方法： 据反应式：4223221 SO Na O SO Na →+ 则有 9.716/1262 1 /232==O SO Na 一般在20℃水温时，氧的饱和浓度是9.17mg ／Ｌ，而每还原１mg 的氧需7.9mg 的Na 2SO 3。所以亚硫酸钠用量为72.4mg ／Ｌ，一般实用量为100mg/L 。 氯化钴的用量按8mg/L 计算。 根据水槽中水体积计算出用药量，并加入水中搅拌、混和。一般1-2分钟即可将氧全部消除掉。 3.当水中氧显示为零时，开动曝气装置，并用溶氧仪每隔一段时间测定水中的溶解氧(5分钟以前半分钟或一分钟测一次，5分钟以后，5分钟或10分钟测一次)。溶氧仪的探头应放置在水一半深处。 4.实验过程中，应测定清水溶解氧、温度、空气溶解氧、室温等有关数据。 图2 直线图解示意图
实验四曝气设备充氧能力测定实验
实验四 曝气设备充氧能力测定实验 一、实验目的 1、了解曝气设备清水充氧能力的实验方法，加深对曝气设备清水充氧机理的理解。 2、测定曝气设备氧总转移系数K La ，并计算其他各项评定指标。 3、学生能根据实验要求，依据相关资料，自己设计实验方法和实验步骤，独立完成实验。 二、实验原理 曝气是人为通过一些设备向水中加速传递氧的过程。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，氧传递机理为双膜理论，在氧传递过程中，阻力主要来自液膜，氧传递基本方程为)(b S La C C K dt dC -=，其中b S C C -为氧传质推动力，单位为mg/L 。 根据氧传递基本方程积分整理后得到的氧总转移系数： t S S La C C C C t t K ---= 00ln 1 式中：K La ——氧总转移系数； t 0 、t ——曝气时间，min ； C 0 ——曝气开始时池内溶解氧浓度，mg/L ； C s ——曝气池内液体饱和溶解氧值，mg/L ； C t ——曝气某一时刻t 时，池内溶解氧浓度，mg/L 。 实验采用国内外常用的间歇非稳态法，即实验时整池水不进不出，池内溶解氧浓度随时间而变。具体操作是向池内充满所需水后，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渐提高。把液体中溶解氧的浓度C t 作为时间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K La 值；或是以亏氧量（C s -C t ）为纵坐标，以时间t 为横坐标，在半对数坐标纸上绘图，直线斜率即为K La 值。 三、实验设备与用具 1、溶解氧测定仪YSI5000； 2、天平、秒表、量筒、烧杯； 3、曝气沉淀装置； 4、无水亚硫酸钠、氯化钴。 四、实验步骤与记录 1、正确调试溶解氧测定仪，使之处于正常工作状态； 2、在曝气柱中装入自来水至溢流孔，停止进水，测定水中的溶解氧值DO ，再算出柱内水体积V ，得出柱内溶解氧总量G=DO ?V ；
实验二 充氧实验和曝气设备效率测定
实验二充氧实验和曝气设备效率测定 1、实验目的 2、实验原理 3、实验步骤 4、数据分析与处理 曝气充氧实验的操作流程和虚拟设备界面如图4.5、图4.6所示。 虚拟仪器的面板大致可分成左、右两个区域。右侧是一个纪录仪，模拟由溶解氧测定仪取得的随时间变化的充氧池中溶解氧的连续纪录。按照充氧速度的不同可以指定不同的测定时间，设置的测定时间以充分展示变化曲线为原则（例如选40分钟）。左侧上部是选择充氧方式，使用鼓风曝气方式指定风量、风压和设备安装水深，使用叶轮曝气方式指定叶轮直径和转速。左侧下部是选择清水实验和污水实验。首先输入实验的环境参数：地区的大气压、水温以及充氧池的基本参数（直径、水深）输入对话框。充氧池的水深影响全池容积，曝气设备安装水深则影响曝气压强。 图4.5曝气充氧仿真实验的操作流程图
图4.6曝气充氧实验的虚拟设备界面 清水实验要制取无氧水，手工计算CoCl 2和Na 2SO 3的投加量。Na 2SO 3投量会表现在充氧曲线上。过量的Na 2SO 3会导致充氧曲线起始段为零。CoCl 2是催化剂，不适当的投量会导致仪器示警。进行污水实验需指定污水水质和耗氧速率，污水耗氧速率由其他实验确定后在对话框写入。 例4.2 旋转叶轮的充氧过程和测定氧的总传递系数K La 选择叶轮为曝气设备,无氧清水实验选择“Y”，地区大气压维持1.013 kPa 和水温15℃默认值，这时显示饱和溶解氧浓度为10.15mg/L 。设置叶轮直径18cm 和转速100rpm ；指定水池的直径0.3 m 、水深0.3 m ，容积显示为21.21 L 。计算CoCl 2和Na 2SO 3的投加量。CoCl 2用量按1.5mg/L 浓度计算（原有CoCl 2投量0.04g 导致仪器示警）。真实实验的Na 2SO 3用量按每1mg 氧消耗7.9mg Na 2SO 3计算后放大1.5倍投加，即： 1.5mg/L×21.21L≈32 mg=0.032 g 10.15mg/L×21.21L×7.9×1.5≈2550 mg =2.5 g 设置测定时间20分钟，测得无氧水的充氧过程如表4.2所示。改变转速和叶轮直径可得到新的充氧过程记录表。虽然计算机能产生函数，但从练习要求出发，用建立数据纪录表和测算充氧速度的方法，求出氧的总传递系数。 由于溶解氧升高的过程符合一级动力学反应，溶解氧的变化： )(C C K dt dC s La -=
曝气设备充氧能力实验报告
1 2实验目的 (1) (2)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； (3) (4)评价充氧设备充氧能力的好坏； (5) (6)掌握曝气设备充氧性能的测定方法。 3 4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谢。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Na2S03(或N2)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：
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 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： 充氧能力为
5 6实验内容 6.1 6.2实验设备与试剂 (1) (2)溶解氧测定仪 (3) (4)空压机。 (5) (6)曝气筒。 (7) (8)搅拌器。 (9) (10)秒表。 (11) (12)分析天平 (13) (14)烧杯。 (15) (16)亚硫酸钠(Na2S03) (17) (18)氯化钴(CoCl2·6H20)。
实验一 曝气设备充氧能力的测定实验
实验一曝气设备充氧能力的测定实验 一、实验目的： 1.研究探讨空气中的氧向液体中的转移规律，以及相应充氧过程的物理和化学参数。 2.掌握曝气设备充氧性能的测定方法，根据氧向液体转移的速率方程式，通过实验求曝气设备在水中的的总的氧传递系数K La、充氧能力 Q s。 二、实验原理： 活性污泥的正常运行，除有良好的活性污泥外，还必须有充足的溶解氧（dissolved oxygen，DO）。通常氧的供应是将空气中的氧强制溶解到混合液中去的曝气过程。曝气的过程除供氧外，还起搅拌混合作用，使活性污泥在混合液中保持悬浮状态，与污水充分接触混合。这样氧气、活性污泥、营养物三者充分混合，保证微生物有足够的氧进行物质代谢。 常用的曝气方法有鼓风曝气、机械曝气和两者联合使用的鼓风机械曝气。 1.脱氧剂亚硫酸钠的计算： 按化学反应式计算，还原1mg氧约需用7.9mg亚硫酸钠（或16mg七水亚硫酸钠），通常过量约50%，最后可根据水样体积和溶解氧饱和值 C s算出实验投加的亚硫酸钠用量。 2.根据水样体积确定催化剂（钴盐）的投加量：用量按有效Co2+浓度0.05~0.5mg·L－1来计算。清水中钴离子浓度约0.4mg·L－1为好，因此CoCl2·6H2O用量约为0.4×4.0＝1.6mg·L－1。 三、实验设备及材料 1.设备：便携式溶解氧测定仪；TG-109曝气充氧装置，上海同广科教仪器有限公司同济大学电机厂；FA2004N电子天平，上海精密科学仪器有限公司。
2.实验器皿：2个200mL烧杯/组；秒表；玻棒；洗瓶；卷尺。 3.药剂：Na2SO3；CoCl2·6H2O 四、实验步骤 1.向曝气筒内注入自来水，测量水体积V（L）、水温t（℃）及溶解氧值。要学会便携式溶氧仪的安装、调试及使用。 2.查表，确定本实验条件下自来水的溶解氧饱和值C s(ρsO)。根据C s值和水体积V计算Na2SO3投加量，每1 mg·L－1的氧约需12 mg·L－1的Na2SO3（或24 mg·L－1的Na2SO3·7H2O）；CoCl2·6H2O用量约为1.6 mg·L－1。 3.将Na2SO3用热水化开，均匀倒入曝气筒，溶解的CoCl2倒入水中，开搅拌器混匀去除溶解氧。 4.使用溶氧仪测溶解氧，从其降为0开始计时，提高叶轮转速进行曝气。每隔5~10s，测溶解氧，至平衡点（1.中所测），继续曝气至饱和，每隔5min测一次溶解氧。 5.按步骤3.、4.再做一次平行实验（不要再投加催化剂氯化钴）。 另：实际测量中，由于氧化沟较大，应该按一定采样点来同时测量溶解氧的变化，最后按每个采样点的平均值计算。下面是圆形曝气的采样点分布。 五、实验数据处理和分析 1.K la值：绘制ln(C s-C)~t关系曲线，求K la值（氧的总传递系数）。要采用曲线中的直线部分。 2.充氧能力Q s： 六、思考题 1.氧总转移系数K La的意义是什么？怎样计算？ 2.曝气设备充氧性能指标为何均是清水？ 3.鼓风曝气设备和机械曝气设备充氧性能指标有何不同？
水污染控制工程实验指导书精品文档26页
水污染控制工程实验指导书 单位：地理与环境学院适用专业：环境工程 指导教师：XXX
目录 实验一颗粒自由沉淀实验 (2) 实验二水污染处理设备及工艺演示实验 (3) 实验三混凝实验 (4) 实验四活性污泥性质的测定 (6) 实验五水中氨氮的测定验 (7) 实验六离子交换实验 (9) 实验七加压溶气气浮实验 (10) 实验八曝气设备充氧能力的测定实验 (11) 实验一颗粒自由沉淀实验 一、实验目的 加深对自由沉淀、基本概念以及沉淀规律的理解。掌握颗粒自由沉淀实验的方法，并能对实验数据进行分析、整理、计算和绘制颗粒自由沉淀曲线。
二、实验原理 沉淀是指从液体中借重力作用去除固体颗粒的一种过程。根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉淀过程分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀等四类。当废水中的悬浮物浓度不高时，在静沉过程中颗粒之间互不干扰、碰撞，呈单颗粒状态下沉，这种沉淀属于自由沉淀。 自由沉淀时颗粒是等速下沉，下沉速度与沉淀的高度无关，因而自由沉淀可在一般的沉淀柱内进行。为使沉淀颗粒不受器壁的干扰，沉淀柱的直径一般应不小于100mm 。 如果沉淀柱的有效水深为H ，如图1-1所示，通过不同的沉淀时间t ，可求得不同的沉速u ，u=H/t 。如沉淀时间为t ，相应的沉速为u 0，则颗粒 的去除率由两部分构成：沉速u ≥u0颗粒能全部去除，去除率为E 1；所有沉速小于u 0的颗粒能部分去除，去除率为E 2，则E=E 1+E 2。设所有沉速小于 u 0的颗粒占总颗粒数的百分数为P 0，其中某一种沉速为u i 的颗粒的去除百 分数为u x /u 0，则所有沉速小于u 0的颗粒u i 的去除百分数即 E 2= 沉速u ≥u0颗粒所占的百分数为1―P 0，E 1=1―P 0，则总去除率： 但沉速小于u0的颗粒占总颗粒数的百分数P 0不易统计，故E 2较难计算。 实验中可按以下方法进行去除率的计算。 经研究，可以从有效水深内的上、中、下部取相同数量的水样混匀后求出有效水深内（污泥层以上）的平均悬浮物浓度。或者，为了简化，可以假定悬浮物浓度沿深度呈直线变化，这样，将取样口设在沉淀柱中部0.5H 处，则该处水样的悬浮物浓度可近似地代表整个有效水深内的平均浓 00p i i u dp ?00000000111p p i i i i u p (p )dp (p )u dp u u =-+=-+??
实验一 曝气设备清水充氧实验
实验一 曝气设备清水充氧实验 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，保证微生物生化作用所需之氧，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，不同污水充氧修正系数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和管理人员也至关重要。此外，二级生物处理厂中，曝气充氧电耗占全厂动力消耗的60-70%，因此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。因此本实验是水处理实验中的一个重要项目，一般列为必开实验。 一、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K Las ，氧利用率η%,动力效率E 等，并进行比较 二、原 理 曝气是人为的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，氧传递机理为双膜理论，如图3所示在氧传递过程中，阻力主要来自液膜，氧传递基本方程式为： )(C Cs K dt dc La -= 式中： dt dc mg/L ·min ； C Cs -――氧传质推动力，mg/L Cs ——液膜处饱和溶解氧浓度，C ——液相主体中溶解氧浓度，
W Y A D K L L La ??= La K ——氧总转移系数，1/min ； D L ——液膜中氧分子扩散系数； Y L ——液膜厚度； A ——气液两相接触面积； W ——曝气液体体积； 由于液膜厚度Y L 和液体流态有关，而且实验中无法测定与计算，同样气液接触面积A 的大小也无法测定与计算，故用氧总传递系数K La 代替。 将上式积分整理后得曝气设备氧总传递系数K La 计算式。 Ct Cs C Cs t t K La ---?= 0lg 3032 式中： K La ——氧总转移系数，1/min ； t 0、t ——曝气时间，min ； C 0——曝气开始时池内溶解氧浓度，t 0＝0时，C 0＝0，mg/L ； Cs ——曝气池内液体饱和溶解氧值，mg/L ； Ct ——曝气某一时刻t 时，池内液体溶解氧浓度，mg/L 。 由式中可见，影响氧传递K La 的因素很多，除了曝气设备本身结构尺寸，运行条件而外，还与水质水温等有关。为了进行互相比较，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200C 下的充氧性能，常用指标有氧的总转移系数K Las ，充氧能力Q C 、动力效率E 和氧利用率η%。 曝气设备充氧性能测定实验，一种是间歇非稳态性，即实验时一池水不进不出，池内溶解氧浓度随时间而变；另一种是连续稳态测定法，即向池内注满进出水，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渐提高。液体中溶解氧的浓度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K La 值，或是以亏氧量(Cs －Ct )为纵坐标，在半对数坐标纸上绘
水处理实验指导书讲解
给水排水工程专业 水处理实验指导书 姓名 学号
目录 混凝实验 (2) 絮凝沉淀实验 (6) 滤料筛分级配实验 (12) 过滤与反冲洗实验 (15) 曝气充氧实验 (19) 化学需氧量COD的测定（Cr法） (23) 生化需氧量BOD的测量 (26) 离心泵性能曲线测试，水泵单泵与并联运行工况点综合实验 (29) 总氮的测定 (34) 总磷的测定 (37) 三相生物流化床演示实验 (40) 加压溶气气浮实验演示 (42) 电解—电渗析实验演示 (45) 反渗透实验演示 (49) 氧化沟式微型污水处理系统演示实验 (52)
一、实验目的 1．进行原水混凝实验操作，了解混凝的现象、过程以及净水作用。 2．确定混凝剂的最佳用量。 二、实验原理 硫酸铝加入原水之后，产生离解和水解作用，其产物为Al 3+、Al(OH)2+、 +2Al(OH)、Al(OH)3等。它们一方面通过压缩胶体的扩散层降低ξ电位，可减小 胶粒之间的斥力，从而使胶粒脱稳互相聚合成大颗粒；另一方面，Al(OH)2+、 +2Al(OH)、Al(OH)3 对大小胶粒有强烈吸附作用。因此在胶粒之间进行架桥，颗 粒逐渐变大形成细矾花，细矾花能粘结悬浮物质、吸附溶解杂质，与其他矾花粘结成粗矾花，从水中分离出来，使浑水得到澄清。 由于原水的水质复杂，影响因素多，故在混凝过程中，对于混凝剂品种的选用和最佳投药量的决定，必须依靠原水混凝实验来决定。混凝实验的目的：在于利用少量原水、少量药剂并模拟生产中的混凝处理过程，解决上述问题，提供设计及生产上的依据。实验设备是一台具有六个转轴的同步变速搅拌机，可以定时、变换转速。实验时用六个烧杯盛等量水样，分别加入不同用量的药剂，经快速混合、慢速反应及沉淀，比较不同烧杯中水样的处理效果。由于六个水样是在完全相同的条件下进行混凝的，所以根据它们之间效果的差异，经过分析比较就可以确定最佳投药量。改变搅拌机的转速及控制搅拌时间，可以达到模拟水厂的混凝过程，因此，所得的投药量即为接近水厂生产运转中最佳的投药量。 三、实验设备与器材 1．六联混凝搅拌机1台 2．浊度仪1台 3．1000毫升烧杯、100毫升烧杯各6个 4．秒表、温度计、10毫升移液管各1个 5．1%硫酸铝或1%三氯化铁或1%聚合聚化铝溶液1瓶
实验2-曝气充氧实验
实验七 曝气设备充氧能力的测定实验 1.实验目的 （1） 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氧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谢。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。 在现场用自来水实脸时，先用Na 2SO 3（或N 2）进行脱氧，然后在溶解氧等于或接近零的状况下再曝气，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下式表示： ()C C K dt dc S L a -= (4-6-1) 式中 dt dc ——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 ()()常数+-=-t K C C Ln L a S (4-6-2) 测得C S 和相应干每一时刻的C 后绘。In(C S -C)与t 的关系曲线，或dt dc 与c 的关系曲线便可得到K La ，c= C S - C 。 由于溶解氧饱和浓度，温度、污水性质和紊乱程度等因素均影响氧的传递速率，因此应进行温度、压力校正，并测定校正污水性质影响的修正系数α、β。所采用的公式如下： ()()20 La K 20 1.024T La T K -=?℃ (4-6-3) ()()() () kPa kPa C C 实验时大气压标准大气压实验校正? = (4-6-4) La La K K 自来水的废水的α= (4-6-5)
曝气设备充氧能力实验报告
1实验目得 (1)掌握测定曝气设备得ＫLa与充氧能力α、β得实验方法及计算Q s; (2)评价充氧设备充氧能力得好坏; (3)掌握曝气设备充氧性能得测定方法。 2实验原理 活性污泥处理过程中曝气设备得作用就是使氧气、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,保证微生物有足够得氧进行物质代谢、由于氧得供给就是保证生化处理过程正常进行得主要因素,因此工程设计人员通常通过实验来评价曝气设备得供氧能力。 在现场用自来水实验时,先用Ｎa2Ｓ03(或N２)进行脱氧,然后在溶解氧等于或接近零得状态下再曝气,使溶解氧升高趋于饱与水平、假定整个液体就是完全混合得,符合一级反应此时水中溶解氧得变化可以用以下式子表示: d C d t =K La(C s?C) 式中:d Ｃ /d t—-氧转移速率,mg/(L·h); K La——氧得总传递系数,L／h; C s--实验室得温度与压力下,自来水得溶解氧饱与浓度,mg/L; C——相应某一时刻t得溶解氧浓度,ｍg／Ｌ。 将上式积分,得 ln(C s?C)=?K La t+常数 由于溶解氧饱与浓度、温度、污水性质与混乱程度等因素影响氧得传递速率,因此应进行温度、压力校正,并测定校正废水性质影响得修正系数α、β。所采用得公式如下: K La(T)=K La(20℃)1.024T?20 C s(校正)=C s(实验)× 标准大气压(kPa)实验时的大气压(kPa)
α= 废水的K La 自来水的K La β= 废水的C s 自来水的C s 充氧能力为 Q s=d C d t ·V=K La(20℃)·C s(校正)·V(kg/h) 3实验内容 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(Nａ2S03) (9)氯化钴(CoCl２·６Ｈ20)、3.2实验装置 实验装置如图3－１所示。