成信工水污染控制工程实验指导03清水充氧（曝气）实验（氧转移系数KLa的测定）.docx

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1、实验三清水充氧（r曝气）实验（氧转移系数KLa的测定）一、实验目的1、掌握曝气装置的充氧机理2、学会测定曝气装置的氧总转移数。3、掌握影响氧总转移数几的主要因素二、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。气膜和液膜对气体分子的转移产生阻力。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。单位体积内氧转速度率为：（公式Ddc/dt一一单位体积内氧转速率（公斤/米J时）Kla一一液相中以浓度差为动力的总

2、转移系数（时Cs一一液相氧的饱和浓度（公斤/米3）C一一液相内氧的实际浓度（公斤/米3）对公式1进行积分得C-C1KLa=2.31log-Xc5ar1-t2G、C2为在匕、七时所测得的溶解氧浓度（公斤/米3）本实验既是对清水进行曝气充氧，从而得到和Cs0清水（在现场用自来水或曝气池出流的清液）一般含有溶解氧，通过加入无水亚硫酸钠（或氮气）在氯化钻的催化作用下，能够把水体中的溶解氧消耗掉，使水中溶解氧降到零,其反应式为：Na2SO3+；O2Na2SO4通过使用空气压缩机或充氧泵把空气中的氧气打入水体，使水体系的溶解氧逐渐提高,直至溶解氧升高到接近饱和水平。三、实验设备和试剂1、2、3、4、5、6

3、、7、8、9、氧传递系数KLH测定实验装置1套；空气压缩机或充氧泵1台；秒表1只；1升量筒、长玻棒、虹吸管、洗耳球各1只；无水亚硫酸钠1瓶；氯化钻1瓶；溶解氧测定装置（DO测定仪）1台或碘量法测定溶解氧装置一套（含相关试剂）；台式天平（OJg）1个。脱氧水的配制：于IOoolnl自来水中加入0.8mllO%Na2SO3配制而成。四、实验步骤1、测定在非稳态条件下氧的转移系数(1)于混合反应器中注入脱氧水IOoOm1。(2)将转速控制器旋扭调到5档。(3)调气体流量计，通入气体流量LOL/min。(4)调整随时间而变化的溶解氧浓度。于0、1、5、15min时各取样IOomL。每取样一次后需将水排

4、空，重新注入脱氧水。(5)测量并记录水温以及水样的D0。2、测定搅拌对总转移系数KL、的影响。(1)于混合反应器中重新注入脱氧水IOoOm1。一定要保证水温、水量与实验步骤1相同。(2)调气体流量计，通入气体流量LOL/min。(3)将转速控制器旋扭分别调整到3、6、9档。(4)反应时间为5min,取水样，测Do值。3、测定气体流量对总转移系数KUI的影响。(1)于混合反应器中重新注入脱氧水IOOOn1。一定要保证水温、水量与实验步骤1相同。(2)将转速控制器旋扭调整到5档。(3)调气体流量计,通入气体流量分别为0.1、0.51.5Lmin0(4)反应时间为2min,取水样，测DO值。I.高位

5、水槽；2.自控调温加热器；3.气泵：4.电动机：5.调速控制器：6.混合反应器：7.微孔曝气头；8.取样口；9.气体流量计；10.空气管:11.进水管；12.进水阀门；13.排水阀门图1充氧(曝气)实验装置图五、实验记录(见附表)实验时间：，水温:，水样体积:表1实验记录表实验项目Cs(mg/L)Cs-Ct(mg/L)Ig(Cs-Ct)KLa测定在非稳态条件下氧的转移系数时间(t/min)01515测定搅拌对总转移系数KLa的影响转速档位369测定气体流量对总转移系数IC的影响空气流量(Lmin)0.10.51.5Cs=mg/L,无水亚硫酸钠用量:g,氯化钻用量:,go六、数据处理1、以充氧时

6、间t为横坐标，水中溶解氯浓度变化为纵坐标作图绘制充氧曲线，任取两点；点坐标为(t1,C1),B点坐标为(t2,C2),计算Kla=2.3logCC|(分T)C-Gt2-t式中CS为水温t摄氏度时饱和溶解氧的理论值，查表可得。C-C2、以充氧时间为横坐标，log十V为纵坐标作图，从其宜线的斜率上求出KL2Cv-C2七、注意事项1、认真调试仪器设备，特别是溶解氧测定仪，要定时更换探头内溶解液，使用前标定零点及满度。2、严格控制各项基本实验条件，如水温、搅拌强度等，尤其是对比实验更应严格控制。3、所加试剂应溶解后，再均匀加入曝气筒内。八、思考题1、氧总转移系数队的意义是什么?怎样计算？2、曝气设备充氧性能指标为何均是清水？3、鼓风曝气设备与机械曝气设备充氧性能指标有何不同？