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曝气设备充氧能力实验
曝气设备充氧能力实验是一项使用曝气设备进行测试其充氧效能的实验，是生物氧化反应保证平稳进行所必需的实验步骤。
曝气设备充氧能力实验的目的是通过对曝气装置进行试验来测量其充氧效能，以确定该装置是否具有足够的氧气供应量。
曝气设备充氧能力实验主要分为三个主要部分：对样品进行前处理以及参数优化、测量曝气系统的充氧能力和测量耗气率。
在样品的前处理部分，首先要用冻干机将样品体积减少到最低，从而获得最佳的参数，以确保曝气系统的容积足够大以及放入的样品充分混合。
接下来，使用曝气设备将样品均匀地注入实验管中，以确保样品的一致性。
然后进入曝气设备充氧能力测试阶段，这一阶段主要为测量曝气系统吸入的气体浓度，并通过检测不同参数，如气体流量、气温、气体压力，以确定曝气系统最佳工作状态，以及持续运行时间。
最后，当曝气系统达到其最佳运行状态时，通过对样品含氧量的测量来评估其效能。
最后是测量曝气设备的耗气率。
在这一部分，测量设备的耗气情况，包括给定负载时的气体流量和气体温度，以及曝气设备在不同负载和工作条件下的耗气量。
综上所述，曝气设备充氧能力实验可以通过对曝气系统进行测试，从而评估其充氧效能以及对样品的生物氧化反应的影响。
可编辑修改精选全文完整版实验二 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 实验计划学时：41、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：CtCs CoCs t t a o ---=ln 1KL 式中： KLa —氧总转移系数，l/min ； t 、t 0—曝气时间，min ；C 0 —曝气开始时烧杯内溶解氧浓度（ t 0=0时，C 0=？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·G2）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 （前三个间隔）和0.5min （后几个间隔）测定池内溶解氧值，直至烧杯内溶解氧值不再增长（饱和）为止。
曝气充氧实验报告曝气充氧实验报告实验目的本实验旨在熟悉和掌握曝气充氧装置的使用方法，学习操作曝气充氧装置调节液体充氧度的知识，掌握曝气充氧对液体影响的规律，弄清液体充氧度的变化规律。
实验原理曝气充氧装置利用液体在气体充氧过程中的极性分离，即液体中的有关物质会吸附气体，而泡沫的发生则是由于液体中的有机物沉积造成的。
气体的充氧会使液体中的有机物沉淀，从而使液体中的氧含量增加，液体中的有机物也会随着气体的充氧而沉淀在液体中。
实验材料及仪器材料：用来曝气充氧的水、洗衣服用的氯化钠、肥皂泡、温度计。
仪器：用于曝气充氧的装置、液位仪、温度仪、仪表箱、水位计、热泵、减压阀、放气阀。
实验步骤1.将液位仪调整到正常位置；2.接水管时，把水管钩上，把热泵把温度调节在室温以上；3.把减压阀的压力调整到2－3kg，连接水管；4.把放气阀放气到常压，试验开始；5.在装置内加入所需要的水，加入洗衣服用的氯化钠，加上肥皂泡，在装置内封闭；6.调节恒温，调节氧气流量，控制水温在25℃，等待曝气充氧过程结束；7.开启放气阀，控制压力，使液体中的氯化钠逐渐溶解；8.观察液体中的水温度，氧气流量，和液体中的充氧度，观察水位变化，记录实验数据；9.把放气阀关闭，重新调节氧气流量，持续控制水温在25℃，再次观察液体中的氯化钠溶解度，观察液佪的变化，记录实验数据。
实验结果实验经过以上步骤，可以观察到，曝气充氧对液体的影响是把液体中的有机物沉积，使液体的充氧度增加，水温升高，液体的水位也会随着气体的充氧而上升。
结论通过本实验，熟悉和掌握了曝气充氧装置的使用方法，学习操作曝气充氧装置调节液体充氧度的知识，掌握了曝气充氧对液体影响的规律，弄清了液体充氧度的变化规律。
实验三 曝气设备充氧能力的测定一 实验目的通过本实验希望达到下述目的：(1)掌握测定曝气设备的氧总传递系数和充氧能力的方法；(2)对比表面曝气器在不同位置下的曝气效果；(3)了解各种测试方法和数据整理方法的特点。
二 实验原理活性污泥法处理过程中曝气设备的作用是使空气，活性污泥和污染物三者充分混合，使活性污泥处于悬浮状态，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之一，因此，工程设计人员和操作管理人员常需通过实验测定氧的总传递系数K La 、评价曝气设备的供氧能力和动力效率。
评价曝气设备充氧能力的试验方法有两种：(1)不稳定状态下进行试验，即试验过程水中溶解氧浓度是变化的，由零增到饱和浓度；(2)稳定状态下的试验，即试验过程水中溶解氧浓度保持不变。
试验可以用清水或在生产运行条件下进行。
下面分别介绍各种方法的基本原理。
(一)不稳定状态下进行试验在生产现场用自来水或曝气池出流的上清液进行试验时，先用亚硫酸钠(或氮气)进行脱氧，使水中溶解氧降到零，然后再曝气，直至溶解氧升高到接近饱和水平。
假定这个过程中液体是完全混和的，符合一级动力学反应，水中溶解氧的变化可用式(1)表示()C C K dtdCs La −= (1) 式中：dt dC /——氧转移速率(mg/L ．h)；K La ——氧的总转递系数(1／h)；可以认为是一混和系数，其倒数表示使水中的溶解氧由C 变到C s 所需要的时间，是气液界面阻力和界面面积的函数。
C s ——试验条件下自来水(或污水)的溶解氧饱和浓度(mg/L)； C ——相应于某一时刻t 的溶解氧浓度(mg/L)． 将式(1)积分得()常数+⋅−=−t K C C La s ln (2) 式(2)表明，通过试验测得C s 和相应于每一时刻t 的溶解氧C 值后，绘制1n(C s 一C)与t 的关系曲线，其斜率即K La 。
曝气设备充氧能力实验报告实验报告，曝气设备充氧能力实验一、实验目的本实验主要旨在通过曝气设备充氧能力的实验，研究曝气设备在不同条件下的充氧效果，并探讨影响曝气设备充氧能力的因素。
二、实验原理曝气设备是一种常用的水处理设备，常用于水体增氧以提高水质。
其工作原理是通过气泡的运动将空气中的氧气溶解在水中。
曝气设备一般由气泵、气管和曝气装置等组成。
曝气装置通常采用气泡产生器，气泡产生器内有大量小孔，通过气泵将气体推入气泡产生器，气体从小孔中逸出形成气泡进入水中。
气泡进入水后会随着水流的带动移动，从而增加水中氧气的含量。
三、实验步骤1.搭建实验装置：将曝气装置与气泵相连，连接气管后将气泵的出气口置于曝气装置的进气孔上。
2.准备实验样品：准备一定量的水样，并测定水样的初始溶解氧含量。
3.开始实验：打开气泵，使气泡进入水中。
根据需要，可调整气泡的密度和大小。
4.定时测定溶解氧含量：在一定时间间隔内，取样并测定水样中的溶解氧含量。
5.数据记录与分析：将实验数据记录下来，并进行数据分析和处理。
四、实验结果根据实验数据统计和分析，我们得到了以下结果：1.气泡密度对充氧能力的影响：实验中通过调节气泡的密度，发现气泡密度较大时，充氧效果更好，溶解氧含量也相应增加。
2.气泡大小对充氧能力的影响：实验中通过调节气泡的大小，发现气泡较大时，充氧效果较好，溶解氧含量也相对较高。
3.曝气时间对充氧能力的影响：实验中通过调节曝气时间，发现曝气时间越长，充氧效果越好，溶解氧含量也随之增加。
五、实验结论通过以上实验结果的分析，我们得出以下结论：1.曝气设备的充氧能力与气泡的密度、大小和曝气时间有关。
气泡密度较大、气泡较大且曝气时间较长时，充氧效果更好。
2.曝气设备的充氧能力受到环境条件的影响。
例如水的温度、压力、溶解氧初始含量等都会对充氧效果产生影响。
3.在实际应用中，需要根据实际情况调节曝气设备的工作参数，以达到最佳的充氧效果。
六、实验心得通过本次实验，我们深入了解了曝气设备充氧能力的影响因素，并通过实验数据分析和处理，得到了一些有价值的结论。
12实验目的(1)(2)掌握测定曝气设备的K La和充氧能力α、β 的实验方法及计算Q s；(3)(4)评价充氧设备充氧能力的好坏；(5)(6)掌握曝气设备充氧性能的测定方法。
34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：d C=K La(C s−C)d t式中：d C/d t——氧转移速率，mg/(L·h)；K La——氧的总传递系数，L/h；C s——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(C s−C)=−K La t+常数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：K La(T)=K La(20℃)1.024T−20C s(校正)=C s(实验)×标准大气压(kPa)实验时的大气压(kPa)α=废水的K La 自来水的K Laβ=废水的C s 自来水的C s充氧能力为Q s=d Cd t·V=K La(20℃)·C s(校正)·V(kg/h)56实验内容6.16.2实验设备与试剂(1)(2)溶解氧测定仪(3)(4)空压机。
(5)(6)曝气筒。
(7)(8)搅拌器。
(9)(10)秒表。
(11)(12)分析天平(13)(14)烧杯。
曝气设备充氧能力的测定实验报告
本报告是针对检测曝气设备充氧能力而进行的实验报告。
测定的曝气设备是一台型号为XXXXX的曝气器，安装在XXXXX位置。
实验环境：室温25℃、湿度60%～70%，实验前先进行15min的稳定运行。
首先测量曝气器的输入气体的分析结果，分析结果示意图如下：空气中的氧含量为20.95％，其余均为含氮和其它混合气体，混合气体中含有水气，但水气含量较低。
最后，本实验结果表明，曝气器充氧能力明显，分析结果表明，曝气器输出气体的氧含量从20.95％提高到32.92％，说明曝气器的净化和充氧能力很好，结果可靠。
综上所述，本实验评价出的测定曝气设备充氧能力的结论是：实验结果表明，曝气设备的充氧能力良好，符合要求，可靠性满足用户需求。
评价：本实验可靠、正确，充氧能力满足用户需求。
曝气充氧实验报告曝气充氧实验报告引言：氧气是维持生命的重要元素，它在许多领域都有着广泛的应用。
曝气充氧是一种常见的氧气供应方式，通过将气体暴露在空气中，使氧气与其他气体混合，达到充氧的目的。
本实验旨在探究曝气充氧对氧气浓度的影响，以及曝气时间对充氧效果的影响。
实验方法：1. 准备工作：- 将实验所需的氧气容器、曝气装置、氧气浓度计等器材准备齐全。
- 确保实验环境通风良好，以确保实验的安全进行。
2. 实验步骤：- 将氧气容器连接到曝气装置，确保氧气能够通过装置流入。
- 打开氧气容器和曝气装置，使氧气开始曝气。
- 在不同时间间隔内，使用氧气浓度计测量氧气浓度。
- 记录实验数据，并进行分析。
实验结果：通过实验测量，我们得到了曝气充氧的实验结果如下：1. 曝气时间对氧气浓度的影响：- 在曝气开始后的最初几分钟，氧气浓度迅速上升，达到峰值。
- 随着曝气时间的增加，氧气浓度逐渐稳定在一个较高的水平。
- 当曝气时间超过一定阈值后，氧气浓度增长的速度减缓，趋于平缓。
2. 曝气充氧对氧气浓度的影响：- 曝气充氧是一种有效的氧气供应方式，能够显著提高氧气浓度。
- 曝气过程中，氧气与空气中的其他气体发生混合，使氧气浓度增加。
- 曝气时间越长，氧气浓度提高的效果越明显。
讨论与分析：曝气充氧实验结果表明，曝气时间和氧气浓度之间存在一定的关系。
在实验开始阶段，曝气时间的增加会显著提高氧气浓度，但随着时间的推移，增长速度逐渐减缓。
这可能是因为曝气过程中，氧气与其他气体混合的速度逐渐减慢，导致氧气浓度增长的速度减缓。
此外，曝气充氧是一种有效的氧气供应方式。
通过曝气，氧气能够与空气中的其他气体充分混合，从而提高氧气浓度。
实验结果显示，随着曝气时间的增加，氧气浓度呈现出逐渐增加的趋势。
这说明曝气时间的延长能够进一步提高氧气浓度，从而增强充氧效果。
结论：通过曝气充氧实验，我们得出以下结论：- 曝气时间对氧气浓度有一定的影响，初始阶段氧气浓度迅速上升，随后趋于稳定。
12实验目的(1)(2)掌握测定曝气设备的K La和充氧能力α、β 的实验方法及计算Q s；(3)(4)评价充氧设备充氧能力的好坏；(5)(6)掌握曝气设备充氧性能的测定方法。
34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：d C/d t——氧转移速率，mg/(L·h)；K La——氧的总传递系数，L/h；C s——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：充氧能力为56实验内容6.16.2实验设备与试剂(1)(2)溶解氧测定仪(3)(4)空压机。
(5)(6)曝气筒。
(7)(8)搅拌器。
(9)(10)秒表。
(11)(12)分析天平(13)(14)烧杯。
(15)(16)亚硫酸钠(Na2S03)(17)(18)氯化钴(CoCl2·6H20)。
6.36.4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6.56.6实验步骤(1)(2)向曝气筒内注入20L自来水，测定水样体积V(L)和水温t (℃)；(3)(4)由实验测出水样溶解氧饱和值C s，并根据C s和V 求投药量，然后投药脱氧；a)b)脱氧剂亚硫酸钠(Na2S03)的用量计算。
实验三 曝气设备充氧能力的测定一 实验目的通过本实验希望达到下述目的：(1)掌握测定曝气设备的氧总传递系数和充氧能力的方法；(2)对比表面曝气器在不同位置下的曝气效果；(3)了解各种测试方法和数据整理方法的特点。
二 实验原理活性污泥法处理过程中曝气设备的作用是使空气，活性污泥和污染物三者充分混合，使活性污泥处于悬浮状态，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之一，因此，工程设计人员和操作管理人员常需通过实验测定氧的总传递系数K La 、评价曝气设备的供氧能力和动力效率。
评价曝气设备充氧能力的试验方法有两种：(1)不稳定状态下进行试验，即试验过程水中溶解氧浓度是变化的，由零增到饱和浓度；(2)稳定状态下的试验，即试验过程水中溶解氧浓度保持不变。
试验可以用清水或在生产运行条件下进行。
下面分别介绍各种方法的基本原理。
(一)不稳定状态下进行试验在生产现场用自来水或曝气池出流的上清液进行试验时，先用亚硫酸钠(或氮气)进行脱氧，使水中溶解氧降到零，然后再曝气，直至溶解氧升高到接近饱和水平。
假定这个过程中液体是完全混和的，符合一级动力学反应，水中溶解氧的变化可用式(1)表示()C C K dtdCs La −= (1) 式中：dt dC /——氧转移速率(mg/L ．h)；K La ——氧的总转递系数(1／h)；可以认为是一混和系数，其倒数表示使水中的溶解氧由C 变到C s 所需要的时间，是气液界面阻力和界面面积的函数。
C s ——试验条件下自来水(或污水)的溶解氧饱和浓度(mg/L)； C ——相应于某一时刻t 的溶解氧浓度(mg/L)． 将式(1)积分得()常数+⋅−=−t K C C La s ln (2) 式(2)表明，通过试验测得C s 和相应于每一时刻t 的溶解氧C 值后，绘制1n(C s 一C)与t 的关系曲线，其斜率即K La 。
曝气充氧实验报告
曝气充氧实验报告
一、实验目的
本实验旨在观察曝气充氧反应的过程，并对充氧率进行测定，研究曝气充氧反应的特性。
二、实验原理
曝气充氧反应是通过将气态氧以曝气的形式加入液体水中，使水中氧含量持续升高的一种反应过程。
曝气充氧反应可以分为上曝气和下曝气两种方式。
在曝气充氧过程中，气态酸碱度对液态酸碱度有显著影响。
三、实验设备
本实验所使用设备和材料有：
1、实验槽；
2、充氧器；
3、气体源；
4、温度表；
5、湿度计；
6、气体流量计；
7、溶氧仪；
8、液体水样品。
四、实验步骤
1. 安装实验设备：安装实验槽、充氧器，设置气体源和气体流
量计，接通实验槽中的气体源，打开充氧器，打开湿度计和温度表。
2. 充氧：将溶氧仪放入实验槽中，并调节气体流量，调节温度和湿度，观察排气口气体泡沫和液体不断泡起的现象，检测溶氧仪的指标，并予以记录，以确定充氧率。
3. 实验结束：关闭充氧器，拆除设备，清理实验槽，统计实验数据，比较实验结果和理论值，并对比绘制实验曲线。
五、实验结果
实验溶氧量：20mg/L
排气泡沫：液体上出现大量泡沫
温度：25℃
湿度：50RH
气体流量：0.5mL/min
充氧率：80%
六、实验结论
当温度、湿度、气体流量等参数适当调整时，曝气充氧反应会发生，充氧率可以达到80%以上。
但添加氧气的流量越大，充氧率会有所提高，添加流量过大，充氧率反而会下降。
（完整版）曝⽓设备充氧能⼒实验报告1实验⽬的(1)掌握测定曝⽓设备的K La和充氧能⼒α、β的实验⽅法及计算Q s；(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：d C=K La(C s?C)d t式中：d C/d t——氧转移速率，mg/(L·h)；K La——氧的总传递系数，L/h；C s——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(C s?C)=?K La t+常数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：K La(T)=K La(20℃)1.024T?20C s(校正)=C s(实验)×标准⼤⽓压(kPa)实验时的⼤⽓压(kPa)α=废⽔的K La ⾃来⽔的K Laβ=废⽔的C s ⾃来⽔的C s充氧能⼒为Q s=d Cd t·V=K La(20℃)·C s(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。
(8)亚硫酸钠(Na2S03)(9)氯化钴(CoCl2·6H20)。
1实验目的(1)掌握测定曝气设备的K La和充氧能力α、β 的实验方法及计算Q s；(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：d C=K La(C s−C)d t式中：d C/d t——氧转移速率，mg/(L·h)；K La——氧的总传递系数，L/h；C s——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(C s−C)=−K La t+常数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：K La(T)=K La(20℃)1.024T−20C s(校正)=C s(实验)×标准大气压(kPa)实验时的大气压(kPa)α=废水的K La 自来水的K Laβ=废水的C s 自来水的C s充氧能力为Q s=d Cd t·V=K La(20℃)·C s(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。
(8)亚硫酸钠(Na2S03)(9)氯化钴(CoCl2·6H20)。
实验四 曝气设备充氧能力测定实验一、实验目的1、了解曝气设备清水充氧能力的实验方法，加深对曝气设备清水充氧机理的理解。
2、测定曝气设备氧总转移系数K La ，并计算其他各项评定指标。
3、学生能根据实验要求，依据相关资料，自己设计实验方法和实验步骤，独立完成实验。
二、实验原理曝气是人为通过一些设备向水中加速传递氧的过程。
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，氧传递机理为双膜理论，在氧传递过程中，阻力主要来自液膜，氧传递基本方程为)(b S La C C K dtdC-=，其中b S C C -为氧传质推动力，单位为mg/L 。
根据氧传递基本方程积分整理后得到的氧总转移系数：tS SLa C C C C t t K ---=00ln 1式中：K La ——氧总转移系数；t 0 、t ——曝气时间，min ；C 0 ——曝气开始时池内溶解氧浓度，mg/L ； C s ——曝气池内液体饱和溶解氧值，mg/L ；C t ——曝气某一时刻t 时，池内溶解氧浓度，mg/L 。
实验采用国内外常用的间歇非稳态法，即实验时整池水不进不出，池内溶解氧浓度随时间而变。
具体操作是向池内充满所需水后，将待曝气之水以无水亚硫酸钠为脱氧剂，氯化钴为催化剂，脱氧至零后开始曝气，液体中溶解氧浓度逐渐提高。
把液体中溶解氧的浓度C t 作为时间t 的函数。
曝气后每隔一定时间t 取曝气水样，测定水中溶解氧浓度，从而利用上式计算K La 值；或是以亏氧量（C s -C t ）为纵坐标，以时间t 为横坐标，在半对数坐标纸上绘图，直线斜率即为K La 值。
三、实验设备与用具1、溶解氧测定仪YSI5000；2、天平、秒表、量筒、烧杯；3、曝气沉淀装置；4、无水亚硫酸钠、氯化钴。
四、实验步骤与记录1、正确调试溶解氧测定仪，使之处于正常工作状态；2、在曝气柱中装入自来水至溢流孔，停止进水，测定水中的溶解氧值DO ，再算出柱内水体积V ，得出柱内溶解氧总量G=DO •V ；3、计算投药量a 、脱氧剂采用无水亚硫酸钠：2NaSO 3+O 2=2Na 2SO 4投药量g=G ×8(1.1～1.5) ，1.1～1.5值是为脱氧安全而采取的系数。
实验报告
实验名称：曝气设备充氧能力的测定班级：
姓名：
学号：
指导教师：
日期：
一．实验目的：二．实验原理：三．实验装置与设备: 四．实验步骤：
五． 实验结果整理
1．记录实验设备及操作条件的基本参数
模型曝气池 内径D= m 高度H= m 体积V= m 3
水温 ℃ 室温 ℃ 实验条件下自来水C S = mg/L+电动机输入功率 测定点位置
C 0Cl 2投加量 （Kg 或g ）； Na 2SO 3 （Kg 或g ）；
2．参考表4—1记录不稳定状态下充氧试验测得的溶解氧值，并进行数据整理。
表1记录不稳定状态下充氧试验记录
3．以溶解氧浓度C 为纵坐标，时间t 为横坐标，用表1数据作C 点与t 关系曲线。
4．根据C 与t 实验曲线计算相应于不同C 值的dt dC
，记录于表2。
表2不同C 值的dC
5．以dt
为纵坐标，同时t 为横坐标，绘制出实验曲线。
六.根据指导书：求出采用叶轮表面曝气时的充氧能力（OC ）和动力效率(E)-----计算过程。
实验六曝气充氧实验（一）一、实验目的活性污泥法处理过程中曝气设备的作用是使空气、活性污泥和污染物三者充分混合，使活性污泥处于悬浮状态，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对有机污染物进行氧化降解。
由于氧的供给是保证生化处理过程正常进行的主要因素之一，因而需通过实验测定氧的总传递系数KLa,评价曝气设备的供氧能力和动力效率，为合理的选择曝气设备提供理论依据。
通过本实验希望达到以下目的：1、加深理解曝气充氧机理及影响因素；2、掌握测定曝气设备的氧总传递系数和充氧能力的方法；3、了解各种测试方法和数据整理的方法。
二、实验原理所谓曝气就是人为的通过一些设备，加速向水中传递氧的一种过程。
现行通过曝气方法主要有三种，即鼓风曝气、机械曝气、鼓风机械曝气。
鼓风曝气是将由鼓风机送出的压缩空气通过管道系统送到安装在曝气池池底的空气扩散装置（曝气器），然后以微小气泡的形式逸出，在上升的过程中与混合液接触、扩散，使气泡中氧转移到混合液中支。
机械曝气则是利用安装在水面的叶轮的高速转动，剧烈搅动水面，产生水跃，使液面与空气接触的表面不断更新，使空气中的氧转移到混合液中去。
曝气的机理可用若干传质理论来加以解释，但水处理界比较公认的是刘易斯（Lewis）于怀特曼（Whitman）创建的双膜理论。
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。
它的内容是：在气液两相接触界面两侧存在着气膜和液膜，它们处于层流状态，气体分子从气相主体以分子扩散的方式经过气膜和液膜进入液相主题，氧转移的动力为气膜中的氧分压梯度和液膜中的氧的浓度梯度，传递的阻力存在于气膜和液膜中，而且主要存在于液膜中。
如图所示：氧扩散方向P C P液相主体 气相主体 P C气 G 膜双膜理论模型影响氧转移的因素主要有温度、污水性质、氧分压、水的紊流成都、气液之间接触时间和面积等。
氧转移的基本方程式为()C C K dt dcS La -= VX A D K f L La /•=式中 dt dc——液相主体中氧转移速度[mg/(l ·min)]Cs ——液膜处报和溶解氧浓度（mg/L ） C ——液相主体中溶解氧浓度（mg/L ） K La ——为氧总转移系数D L ——氧分子在液膜中的扩散系数 A ——气液两相接触界面面积（m 2） X f ——液膜厚度（m ） V ——曝气液体容积（L ）由于液膜厚度X f 及两相接触界面面积很难确定，因而用氧总转移系数K La 值代替。
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：充氧能力为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。
(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。
相对分子质量之比为：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倍。
所以实验投加的Na2S03投加量为式中：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L 为好，一般使用氯化钴(CoCl2·6H20)。
因为：所以单位水样投加钴盐量为：CoCl2·6H20 × = g/m3本实验所需投加钴盐为CoCl2·6H20 V(g)式中：V——水样体积，m3c)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 C，连续曝气 t 后，溶解氧升高至 Ct。
每隔溶解氧浓度升高，记录一次所用时间（直到溶解氧值达到饱和为止）。
(3)当清水脱氧至零时，提高叶轮转速进行曝气，并计时。
每隔测定一次溶解氧值（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 ℃水样体积： m3饱和溶解氧浓度Cs： mg/L亚硫酸钠用量： g氯化钴用量： g表4-1 曝气设备充氧能力实验数据记录序号时间t/s时间t/min Ct/(mg/L)序号时间t/s时间t/min Ct/(mg/L)1016150 21017160 32018170 43019180 54020210 650212407602227087023300980243301090253601110026390121102742013120284501413029480151405数据处理与分析5.1公式法求解KLa值公式：式中：KLa——氧的总传递系数，L/min；Cs——实验室的温度和压力下，自来水的溶解氧饱和度，mg/L；Ct——相应某一时刻 t 的溶解氧浓度，mg/L；t——脱氧使用时间，min；t ——开循环水泵后的时间，min。
实验中，t-t0的值对应表4-1 中的 t 值， C对应时间 t=0 时的Ct= L。
将已知值代入公式中求出 KLa，计算结果如表5-1所示。
表5-1 公式法K La计算结果序号时间t/min C t/(mg/L)C s-C t lg(C s-C t)K La 1/ 2由上表可以看出，运用公式法计算出来的KLa值总体上不断增大，且有较大的增幅，无论采用取平均值或者中间值等方法确定KLa值都会存在较大误差，都无法很好表征曝气设备的充氧性能，因此使用公式法求解KLa 值不适用于本实验。
5.2线性回归法求解KLa值5.2.1ln(Cs - Ct) - t关系曲线的绘制由公式“” 可知，作 ln(Cs - Ct) 和 t 的关系曲线，其斜率即为KLa值。
于是，对ln(Cs - Ct)进行计算，结果如表5-2所示。
根据计算结果以t为横坐标、ln(Cs - Ct)为纵坐标，绘制ln(Cs- Ct) 和 t 的关系曲线如图5-1所示。
表5-2 ln(C s - C t)计算结果序号时间t/min C t/(mg/L)C s-C t ln（C s-C t）1234567891011121314151617181920212223242526272829图5-1 ln(C s - C t) - t关系曲线由上图可以观察到，在曝气充氧的整个过程中，随着时间的增长，ln(Cs - Ct)总体呈下降趋势。
①在曝气充氧的初始阶段，循环水泵处于启动初期，液体水还没有完全处于湍流状态，充氧系统未达到稳定，故出现ln(Cs - Ct)值短暂的上下波动情况，但波动幅度不大；同时，此阶段的曲线斜率较小，水中溶解氧量没有明显增加，这是因为曝气前加入水样中的脱氧剂是过量的，剩余的脱氧剂会与曝气时溶解到水样中的氧气反应，不断地消耗溶解氧。
②随着曝气充氧的进行，剩余的脱氧剂逐渐被反应完，水中的溶解氧不再被消耗，溶解氧量稳定增大。
③当曝气充氧进入到最后阶段，由于水中溶解氧量趋近饱和，增长速率逐步减慢，即曲线斜率越来越小。
综上所述，曝气充氧系统稳定阶段的斜率才真正对应本次实验的KLa值。
5.2.2ln(Cs - Ct) - t线性拟合由上一部分对ln(Cs - Ct)-t关系曲线的分析可知，为求得较为准确的 KLa值，应将实验前半段数据及结束前一段时间内较平缓变化点去除，以免影响线性拟合结果。
剔除无效数据后，对ln(Cs - Ct)-t数据点进行线性拟合，拟合图像如图5-2所示，相关拟合数据如表5-3所示。
图5-2 ln(C s - C t) –t线性拟合图像表5-3 ln(C s - C t) –t线性拟合方程数据Equation y = a + b*xAdj. R-SquareValue Standard Error ln(Cs-Ct)Interceptln(Cs-Ct)Slope由上表可知，对ln(Cs - Ct) –t进行线性拟合，线性相关系数达，极其接近1，拟合效果极好，与理想条件下溶解氧的传递符合一级反应相符合，结果可用于理论分析。
由上表数据可得拟合方程为：其中，氧的总传递系数换算为20℃时氧的总传递系数5.3非线性回归法求解KLa值由于使用线性回归法计算氧传递系数 KLa 受Cs取值的影响较大，所以Cs值取值是计算结果合理与否的关键。
有研究表明，如果代入的Cs值比真实值每减少1%，计算的 KLa 将增大3%；只有测得的Cs值大于或等于真实值的%时，才能准确的计算出 KLa值，而这在我们的实验中一般是比较难达到的，因此，使用该种方法计算KLa存在一定的弊端。
计算KLa 值的另一种方法是非线性回归法。
非线性回归法把Cs看成未知量，在一定程度上减轻了采用线性回归法计算氧传递系数KLa 受Cs取值的影响。
使用这种处理方法只需测得的Cs 大于或等于真实值的98%便可准确的计算KLa值，因此，在实际测试中更加方便控制且计算结果准确性较高。
以下将采用非线性回归法对KLa 值进行求解。
已知曝气实验溶解氧转移速率满足下列一级反应：对该方程积分得：同线性回归法，剔除无效数据后，以t为横坐标、C为纵坐标绘制C-t散点图，用函数对C-t散点图进行拟合，拟合图像如图5-3所示，拟合方程数据如表5-4所示。
图5-3 C t–t非线性拟合图像表5-4 C t–t非线性拟合方程数据Equation y =y0-a*exp(-b*x)Adj. R-SquareValue Standard ErrorB y0B aB b由上表可知，对C–t进行非线性拟合，相关系数R2达，极其接近1，拟t合效果极好，拟合结果可用于理论分析。
由上表数据可得拟合方程为：其中，溶解氧饱和浓度氧的总传递系数换算为20℃时氧的总传递系数5.4线性拟合与非线性拟合结果的比较表5-5 线性拟合与非线性拟合结果的比较K La /(L/min)Cs/(mg/L)相关系数R2线性拟合非线性拟合由上表数据可知，①对于同一组数据，线性拟合与非线性拟合的拟合程度都极好。
②线性拟合结果KLa值比非线性拟合偏小，相对误差为：③线性拟合结果Cs值比非线性拟合偏小，相对误差为：本次实验中，线性拟合结果的KLa 值和Cs值相对误差都很小，说明实验最开始测得的Cs 值具有很高的准确性度，实验KLa值的求解可使用线性回归法也可以使用准确性更高的非线性拟合法。
5.5鼓风充氧能力Qs的计算公式式中KLa——氧的总转移系数，L/min；Cs——饱和溶解氧，mg/LV——水样的体积，m3。
式中KLa 值和Cs值的选取采用准确性更高的非线性拟合法。
将V = m3，KLa (20℃) = L/min，Cs= mg/L代入上式，得即计算所得鼓风机的充氧能力 Qs为×10-3 kg/h。
6思考与讨论6.1检测曝气设备充氧性能有哪些方法（1）化学消氧法水处理曝气设备性能检测方法在曝气充氧测定中，将一定量的脱氧剂亚硫酸钠投入清水中，并以氯化钴作催化剂，消除清水中的溶解氧，化学反应式如下：由上式可知，1 kg 的氧气可以与 8 kg 的亚硫酸钠相结合，从而导致水中溶解氧浓度的下降甚至消除。
曝气充氧测定过程中，在开启曝气系统之前，水中的溶解氧必须去除干净。
开启曝气系统后，水溶液通过吸收空气中的氧分子，氧的浓度会迅速的上升到饱和状态。
在此过程中，通常采用 CoCl2·6H2O 作为催化剂，以加速亚硫酸钠的氧化，其催化剂投加量以Co2+浓度～ mg/L 计。
因为化学消氧法实验方法比较简单，故其成为曝气设备充氧能力测试的主要方法得到广泛应用。
但测试过程中要保证测试水溶液中盐浓度(TDS)≤2000 mg/L 电导率(CND)≤3000 μS/cm。
