1 实验目的
(1) 掌握测定曝气设备的 KLa和充氧能力 α、β 的实验方法及计算 Qs； (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：dC/dt——氧转移速率，mg/(L·h)；
KLa——氧的总传递系数，L/h；
Cs——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
ln(???????)=?????????+常数
0
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：
??????(T)=??????(20℃)1.024????(校正)=????(实验)×
??=
T?20
标准大气压(kPa)实验时的大气压(kPa)
废水的??????自来水的??????废水的????自来水的????β=
充氧能力为
????????=·V=??????(20℃)·????(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。
1
(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。
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Cs，并根据 Cs 和 V 求投药量，然后投药脱
氧；
a) 脱氧剂亚硫酸钠(Na2S03)的用量计算。在自来水中加入 Na2S03还原剂
来还原水中的溶解氧。
2Na2S03+O2→ 2Na2S04
相对分子质量之比为：
Na2S03
2
CoCl2
??2=
321≈ 1268故Na2S03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1.5倍。
所以实验投加的Na2S03投加量为
W=1.5×8????·V=12????·V
式中：W——亚硫酸钠投加量，g；
Cs——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 0.4mg/L 为好，一般使用氯化钴(CoCl2·6H20)。因为：
CoCl2·6H2O
Co2?所以单位水样投加钴盐量为：
CoCl2·6H20 0.4×4.0 = 1.6 g/m3
本实验所需投加钴盐为
CoCl2·6H20 1.6 V(g)
式中：V——水样体积，m3
c) 将Na2S03用煮沸过的常温水化开，均匀倒入曝气筒内，溶解的钴盐倒入
水中，并开动循环水泵，小流量轻微搅动使其混合（开始计时），进行脱氧。搅拌均匀后（时间 t0），测定脱氧水中溶解氧量 C0，连续曝气 t 后，溶解氧升高至 Ct。每隔溶解氧浓度升高 0.01，记录一次所用时间（直到溶解氧值达到饱和为止）。
=
238≈4.0 593
(3) 当清水脱氧至零时，提高叶轮转速进行曝气，并计时。每隔 0.5min测定一
次溶解氧值（用碘量法每隔1min 测定一次），知道溶解氧值达到饱和为止。
4 数据记录与整理
水温：28 ℃
饱和溶解氧浓度Cs：8.00 mg/L 氯化钴用量：0.0288 g
表4-1 曝气设备充氧能力实验数据记录
水样体积：0.018 m3 亚硫酸钠用量：1.8 g
序号 时间t/s 时间t/min Ct/(mg/序号 L) 0.53 0.98 0.61 0.58 0.81 1.49 1.69 2.09 2.46 2.86 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 150 160 170 180 210 240 270 300 330 360 时间t/s 时间t/min 2.50 2.67 2.83 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 Ct/(mg/L) 4.84 5.05 5.29 5.49 6.02 6.44 6.78 7.03 7.21 7.37 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0.00 0.17 0.33 0.50 0.67 0.83 1.00 1.17 1.33 1.50 4
曝气设备充氧能力实验报告材料
