實(shí)驗(yàn)二曝氣設(shè)備充氧能力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)二曝氣設(shè)備的充氧能力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：驗(yàn)證性所屬課程名稱(chēng)：水污染控制工程實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：41、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）加深理解曝氣充氧的機(jī)理及影響因素。（2）掌握曝氣設(shè)備清水充氧性能測(cè)定的方法。（3）測(cè)定曝氣設(shè)備的氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa（20）、氧利用率EA、動(dòng)力效率Ep。2、實(shí)驗(yàn)原理曝氣的作用是向液相供給溶解氧。氧由氣相轉(zhuǎn)入液相的機(jī)理常用雙膜理論來(lái)解釋。雙膜理論是基于在氣液兩相界面存在著兩層膜（氣膜和液膜）的物理模型。氧在膜內(nèi)總是以分子擴(kuò)散方式轉(zhuǎn)移的，其速度總是慢于在混合液內(nèi)發(fā)生的對(duì)流擴(kuò)散方式的轉(zhuǎn)移。所以只要液體內(nèi)氧未飽和，則氧分子總會(huì)從氣相轉(zhuǎn)移到液相的。曝氣設(shè)備氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa的計(jì)算式：式中：KLa—氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，l/min；t、t0—曝氣時(shí)間，min；C0—曝氣開(kāi)始時(shí)燒杯內(nèi)溶解氧濃度（t0=0時(shí)，C0=？mg/L），mg/L；Cs—燒杯內(nèi)溶液飽和溶解氧值，mg/L；Ct—曝氣某時(shí)刻t時(shí)，燒杯內(nèi)溶液溶解氧濃度，mg/L3、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與試劑（1）曝氣裝置，1個(gè)；（2）大燒杯；1000mL，1個(gè)；（3）溶解氧測(cè)定儀，1臺(tái)；（4）電子天平，1臺(tái)；（5）無(wú)水亞硫酸鈉；（6）氯化鈷；（7）玻璃棒1根。4實(shí)驗(yàn)步驟（1）用1000mL燒杯加入清水，測(cè)定水中溶解氧值，計(jì)算池內(nèi)溶解氧含量G=DO·V。（2）計(jì)算投藥1）脫氧劑（無(wú)水亞硫酸鈉）用量：g=（1.1~1.5）×8·G2）催化劑（氯化鈷）用量：投加濃度為0.1mg/L（3）將藥劑投入燒杯內(nèi)，至燒杯內(nèi)溶解氧值為0后，啟動(dòng)曝氣裝置，向燒杯曝氣，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。（4）每隔1min（前三個(gè)間隔）和0.5min（后幾個(gè)間隔）測(cè)定池內(nèi)溶解氧值，直至燒杯內(nèi)溶解氧值不再增長(zhǎng)（飽和）為止。隨后關(guān)閉曝氣裝置。5實(shí)驗(yàn)記錄原始實(shí)驗(yàn)記錄表水樣體積V：L；水溫：℃；初始溶解氧濃度C0，mg/L無(wú)水亞硫酸鈉用量：g；氯化鈷用量：g測(cè)量時(shí)間（min）1233.54.04.55……溶解氧濃度（mg/L）……6、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理（1）計(jì)算氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa（T）。1）氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa（T）計(jì)算表t–t0（min）Ct（mg/L）Cs-Ct（mg/L）1/t-t0KLa（T）(min)-1

2)充氧時(shí)間t為橫坐標(biāo)，水中溶解氧濃度變化為縱坐標(biāo)，作圖繪制充氧曲線(xiàn)，所得直線(xiàn)的斜率即為KLa。（2）計(jì)算溫度修正系數(shù)K，根據(jù)KLa（T），求氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa（20）K=1.024（20-T）KLa（20）=K·KLa（T）=1.024（20-T）×KLa（T）（3）計(jì)算充氧設(shè)備充氧能量EL。EL=KLa（20）·CskgO2/h·m3式中：Cs—1atm下，20℃時(shí)溶解氧飽和值，Cs=9.17mg/L（4）計(jì)算曝氣設(shè)備動(dòng)力效率Ep。kg/kW·h式中：N—理論功率，只計(jì)算曝氣充氧所耗有用功；V——曝氣池有效體積。7、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與小結(jié)對(duì)整理得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并對(duì)本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行小結(jié)（體會(huì)、心得）。8、思考題（1）曝氣充氧原理及其影響因素是什么？（2）溫度修正、壓力修正系數(shù)的意義如何?（3）氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa的意義是什么？附錄溶解氧的測(cè)定方法（碘量法）一、實(shí)驗(yàn)原理水樣中加入MnSO4和堿性KI生成Mn（OH）2沉淀，Mn（OH）2極不穩(wěn)定，與水中溶解氧反應(yīng)生成堿性氧化錳MnO（OH）2棕色沉淀，將溶解氧固定（DO將Mn2＋氧化為Mn4＋）MnSO4+2NaOH=Mn（OH）2↓+Na2SO4，2Mn（OH）2+O2=2MnO（OH）2↓（棕），再加入濃H2SO4，使沉淀溶解，同時(shí)Mn4+被溶液中KI的I-還原為Mn2+而析出I2，即：MnO（OH）2+2H2SO4+2KI=MnSO4+I2+K2SO4+3H2O，最后用Na2S2O3標(biāo)液滴定I2，以確定DO，2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI。二、實(shí)驗(yàn)試劑MnSO4溶液；稱(chēng)480gMnSO4·4H2O或360gMnSO4·H2O溶液水，用水、稀釋至1000mL，此液加入酸化過(guò)的KI溶液中，遇淀粉不變藍(lán)。堿性KI溶液：稱(chēng)500gNaOH溶于300~400mL水中，另稱(chēng)取150gKI(或135gNaI)溶于200mL水中，待NaOH冷卻后，將兩溶液合并、混勻用水稀釋到1000mL如有沉淀，放置過(guò)夜，傾出上清液，貯于棕色瓶中，用橡皮塞塞緊，避光保存，此溶液酸化后，遇淀粉不變藍(lán)。1%（m/v）淀粉溶液：稱(chēng)取1g可溶性淀粉，用少量水調(diào)成糊狀，用剛煮沸的水沖稀到1000mL.0.02500mol/L(1/6K2Cr2O7）：稱(chēng)取于105~1100C烘干2h并冷卻的K2Cr2O71.2259g溶于水，移入1000mL容量瓶0.0125mol/LNa2S2O3溶液：稱(chēng)取3.1gNa2S2O35H2O溶于煮沸放冷的水中，加入0.1Na2CO3用水稀至1000mL，貯于棕色瓶中。使用前用0.02500mol/LK2Cr2O7標(biāo)定，于250mL碘量瓶中，加入100mL水和1gKI，加入10.00mL0.02500mol/LK2Cr2O7標(biāo)液，8mL(1+5)H2SO4溶液密塞，搖勻，于暗處?kù)o置5min，用待標(biāo)定的Na2S2O3溶液滴定至溶液呈淡黃色，加入1mL淀粉，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去。Na2S2O3濃度=三、測(cè)定步驟1、用移液管插入瓶?jī)?nèi)液面以下加入1mLMnSO4和2mL堿性KI溶液，有沉淀生成。2、顛倒搖動(dòng)溶解氧瓶，使沉淀完全混合，靜置等沉淀降至瓶底。3、加入2mL濃H2SO4蓋緊，顛倒搖動(dòng)均勻，待沉淀全部溶解后（不溶則多加濃H2SO4）至暗處五分鐘。4、用移液管取100.0mL靜置后的水樣于250mL碘量瓶中，用0.0