实验二 曝气设备充氧能力的测定实验.doc

实验二曝气设备的充氧能力的测定实验

实验项目性质：验证性
所属课程名称：水污染控制工程/排水工程
实验计划学时：3

1、实验目的
（1）加深理解曝气充氧的机理及影响因素。
（2）掌握曝气设备清水充氧性能测定的方法。
（3）测定曝气设备的氧的总转移系数KLa（20）、氧利用率EA、动力效率Ep。
2、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。
曝气设备氧总转移系数KLa的计算式：

式中：KLa—氧总转移系数，l/min；
t、t0—曝气时间，min；
C0—曝气开始时烧杯内溶解氧浓度（t0=0时，C0=？mg/L），mg/L；
Cs—烧杯内溶液饱和溶解氧值，mg/L；
Ct—曝气某时刻t时，烧杯内溶液溶解氧浓度，mg/L
3、实验设备与试剂
（1）曝气装置，1个；
（2）大烧杯；1000mL，1个；
（3）溶解氧测定仪，1台；
（4）电子天平，1台；
（5）无水亚硫酸钠；
（6）氯化钴；
（7）玻璃棒1根。
4实验步骤
（1）用1000mL烧杯加入清水，测定水中溶解氧值，计算池内溶解氧含量G=DO·V。
（2）计算投药
1）脱氧剂（无水亚硫酸钠）用量：
g=（1.1~1.5）×8·G
2）催化剂（氯化钴）用量：投加浓度为0.1mg/L
（3）将药剂投入烧杯内，至烧杯内溶解氧值约为0后，启动曝气装置，向烧杯曝气，同时开始计时。
（4）每隔1min（前一个间隔）和0.5min（后几个间隔）测定烧杯内溶解氧值，直至烧杯内溶解氧值不再增长（饱和）为止。随后关闭曝气装置。
5实验记录
原始实验记录表
水样体积V：L；水温：℃；初始溶解氧浓度C0，mg/L无水亚硫酸钠用量：g；氯化钴用量：g测量时间
（min）11.522.53.03.54.0……溶解氧浓度
（mg/L）……6、实验结果整理
（1）计算氧总转移系数KLa（T）。
1）氧总转移系数KLa（T）计算表
t–t0
（min）Ct
（mg/L）Cs-Ct
（mg/L）1/t-t0KLa（T）
(min)-12)充氧时间t为横坐标，水中溶解氧浓度变化为纵坐标，作图绘制充氧曲线，所得直线的斜率即为KLa。
（2）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）
（3）计算充氧设备充氧能量EL。
EL=KLa（20）·CskgO2/h·m3
式中：Cs—1atm下，20℃时溶解氧饱和值，Cs=9.17mg/L
（4）计算曝气设备动力效率Ep。
kg/kW·h
式中：N—理论功率，只计算曝气充氧所耗有用功；
V——曝气用烧杯有效体积。
7、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）。
8、思考题
（1）曝气充氧原理及其影响因素是什么？
（2）温度修正、压力修正系数的意义如何?
（3）氧总转移系数KLa的意义是什么？