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1、实验六清水充氧实验一、实验目的2、强化对曝气充氧原理及影响因素的理解;2、了解掌握曝气设备清水充氧性能测定的方法;3、测定曝气设备氧的总转移系数K段、计算充氧能力Qs。二、实验设备1、表面曝气机1套2、曝气筒二个次搅棒工根4、小烧杯2个5、粗天平X台6、秒表工块7、溶解氧测定装置工套三、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。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)和液体边界层(液膜)。氧 在气相主体内以对流扩
2、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界面面积成正 比。其基本方程式为:dC/dt=-Kta(Cs-C)变量分离积分整理后,得曝气设备总转移系数:KLa=2.3O3/(t-to)-lg(Cs-Co)/(Cs-Ct)由上式可看出,影响氧速率KLa的因素很多,除了曝气设备本身结构尺寸, 运行条件之外,还与水质、水温有关。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
3、)一个大气压20C下的充氧性能。实验是采用静态(非稳态)测试方法,即向曝气桶内注满所需水后,将待曝 气之水以亚硫酸钠为脱氧剂,氯化钻为催化剂,脱氧至零后开始曝气,向水中充 氧,液体中溶解氧浓度逐渐提高,液体中溶氧的浓度C是时间t的函数。曝气后 每隔一定t时间取曝气水样,测定水中溶解浓度,从而利用上式计算KLa值或以 亏氧量(Cs-Ct)为纵坐标,t时间为横坐标在半对数格纸上绘图,其直线之斜率 即为KLa值。四、实验步骤工、向曝气筒内注入清水(自来水),测定水样体积M )和水温方(C);2、由水温查出实验条件下水样溶解氧饱和值CS,并根据CS和V求投药量, 然后投药脱氧;(工)脱氧剂亚硫酸钠(N
4、aS。用量计算。在清水中加入NwS。h7H2。还原剂来夺取水中的溶解氧;*。于7H2。理论用量为水样溶解氧含量的X6倍,考虑到水中有部分杂质消耗了一部分亚硫 酸钠,为了使水中溶解氧全部消除,实际用量为理论的2.5倍。故本实验投加的Na2s用量为:G = 1.5xKV=24 GM式中:G一亚硫酸钠投加量(g)G实验时水温条件下水中饱和溶解氧值(r/L)M水样体积(加3)(2)根据水样体积M确定催化剂(钻盐)的投加量。本实验所需投加钻盐为:COSOVHzO:工SV (g)C。02GH2O:1.6V (g)式中:M水样体积(鹏3)(3)将N2SO3用热水化开,均匀倒入曝气筒内,溶解的钻盐倒入水中, 并开动搅拌叶轮轻微搅动使其混合,进行脱氧。3、当清水脱氧至零时,提高叶轮转速进行曝气,并计时。每隔半分钟测定 一次溶解氧值(用碘量法每隔1分钟测定一次),直到溶解氧达到饱和为止。