曝氣充氧實(shí)驗(yàn)

浙江海洋學(xué)院水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：曝氣充氧實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師：陳慶國(guó)專業(yè)：環(huán)境工程班級(jí)：A11環(huán)工學(xué)生姓：楊平同組者姓：姚燁亮實(shí)驗(yàn)日：2013年11月15日氣壓：溫度：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、測(cè)定曝氣設(shè)備(擴(kuò)散器)氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa值。，2、加深理解曝氣充氧機(jī)理及影響因素。3、了解掌握曝氣設(shè)備清水充氧性能的測(cè)定方法，評(píng)價(jià)氧轉(zhuǎn)移效率EA和動(dòng)力效率EP。實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)氧轉(zhuǎn)移基本方程式積分整理后可得氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)曝氣是人為通過一些設(shè)備加速向水中傳遞氧的過程。常用曝氣設(shè)備分為機(jī)械曝氣與鼓風(fēng)曝氣兩大類，無論哪種曝氣設(shè)備，其充氧過程均屬傳質(zhì)過程，氧傳遞機(jī)理為雙膜理論。實(shí)驗(yàn)是采用非穩(wěn)態(tài)測(cè)試方法，即注滿所需水后，將待曝氣之水以亞硫酸鈉為脫氧劑、氯化鈷為催化劑脫氧至零后開始曝氣，液體中溶解氧濃度逐漸提高，液體中溶解氧的濃度c是時(shí)t的函數(shù)，曝氣后每隔一定時(shí)間t取曝氣水樣，測(cè)定水中的溶解氧濃度，從而利用上式計(jì)算KLa即以為縱坐標(biāo)，以時(shí)間t為橫坐標(biāo)，如下式所示l在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪圖，所得直線斜率為KLa/2.303。曝氣充氧裝置如示意圖：實(shí)驗(yàn)儀器與藥品：1、曝氣筒￠12cm，H=2.0m；2、擴(kuò)散器(穿孔管、擴(kuò)散板)；3、轉(zhuǎn)子流量計(jì)；4、秒表、壓力表；5、空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐；6、溶解氧測(cè)定儀；7、碘量法測(cè)溶解氧的設(shè)備、天平、溶解氧瓶、滴定管、各種藥品。實(shí)驗(yàn)步驟：、計(jì)算投藥量。脫氧劑采用結(jié)晶亞硫酸鈉投藥量=1.5×1.58g式中，1．5為安全系數(shù)1、本試驗(yàn)投藥量為1.5～2.5g結(jié)晶亞硫酸鈉。將所稱藥劑用溫水溶解、待用。2、關(guān)閉所有開關(guān)，向曝氣池內(nèi)注入清水(自來水)至1.9m。3、將用溫水溶解的藥由筒頂?shù)谷?，使其混合反?yīng)10min后取水樣測(cè)溶解氧(DO)。4、當(dāng)水樣脫氧至零后，開始正常曝氣，曝氣后第1、5、10、15、20、25、30、40、50、60min取樣現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定DO值，直至DO為95％的飽和值為止。(曝氣量為0.2-0.3m3/h)5、同時(shí)計(jì)量空氣流量(務(wù)必穩(wěn)定)、溫度、壓力、水溫等。6、水樣的采集，用碘量法測(cè)定溶解氧，水樣需采集到溶解氧瓶中。采集水樣時(shí)，要注意不使水樣曝氣或有氣泡殘存在采樣瓶中，可用水樣沖洗溶解氧瓶后，沿瓶壁直接傾注水樣或用虹吸法將細(xì)管插入溶解氧瓶底部，注入水樣至溢流出瓶容積的1／3～1／2左右。7、碘量法DO的測(cè)定。⑴溶解氧的固定。用吸管插入溶解氧瓶的液面下，加入lmL硫酸錳溶液，2mL堿性碘化鉀溶液，蓋好瓶塞，顛倒混合數(shù)次，靜止。⑵析出碘。輕輕打開瓶塞，立即用吸管插入液面下加入2.0mL硫酸。小心蓋好瓶塞，顛倒混合搖勻，至沉淀物全部溶解為止，放置暗處5min。⑶滴定。吸取50．OmL上述溶液于250mL錐形瓶中，用硫代硫酸鈉滴定至溶液呈淡黃色，加入lmL淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去為止，記錄硫代硫酸鈉用量。⑷溶解氧濃度的計(jì)算。式中：M―硫代硫酸鈉溶液濃度，mol/L；V―滴定時(shí)消耗硫代硫酸鈉溶液的體積，ml。結(jié)果與討論：1、數(shù)據(jù)記錄水體中溶解氧隨時(shí)間變化數(shù)據(jù)時(shí)間t/min12345671015平均體積0.20.370.4150.4250.770.910.951.2451.36DO/(mg/L)0.841.561.751.793.243.834.005.245.72時(shí)間t/min202530354050607080平均體積1.9952.212.22.262.2852.412.4052.4152.485DO/(mg/L)8.399.309.269.519.6210.1410.1210.1610.46實(shí)驗(yàn)水溫為21℃，查表得水中的飽和溶解氧為9.17mg/L。可得以下數(shù)據(jù)：氧轉(zhuǎn)移系數(shù)時(shí)間t/min1.002.003.004.005.006.007.0010.015.00.841.561.751.793.243.834.005.245.721.101.201.241.241.551.721.772.332.660.0420.0810.0920.0940.190.230.250.370.42時(shí)間t/min20.025.030.035.040.050.060.070.080.08.399.309.269.519.6210.110.110.210.511.75-72.54-101.89-26.97-20.38-9.45-9.65-9.26-7.111.07#NUM!#NUM!#NUM!#NUM!#NUM!#NUM!#NUM!#NUM!由于25分鐘時(shí)，水中的溶解氧達(dá)到過飽和。以至于的結(jié)果為負(fù)。不滿足計(jì)算要求，所以取0—20分鐘的數(shù)據(jù)可以做圖像如下：由圖可知斜率為0.0471，=0.108=0.105(單位：1/h)計(jì)算氧轉(zhuǎn)移效率：=71.8%=0.105*9.17*0.25*3.14*（0.15）^2*1.9=0.0323(單位：mg/h)20℃時(shí)的供氧量：=0.045—標(biāo)態(tài)下的供氧量，=0.15式中—20℃時(shí)空氣量，m3／h；Qt—轉(zhuǎn)子流量計(jì)上讀數(shù)，m3／h；Po—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)空氣壓力，1atm；To—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)空氣絕對(duì)溫度；(373±20)℃；P—實(shí)驗(yàn)條件下空氣壓力；T—實(shí)驗(yàn)條件下空氣的絕對(duì)溫度。動(dòng)力效率：*100%=87.3%式中—?jiǎng)恿π?，KgO2/(kw.h);N—輸入功率，KW。式中L—將1立方米空氣從1atm壓縮到P2所消耗的功，，W；P2=進(jìn)入