武理工水污染控制原理实验理论指导第4章 传质及曝气对实验的指导.docx

第四章传质及曝气对实验的指导4.1 曝气设备充氧能力理论基础曝气设备是为了充氧。应具有下列三种功能：产生并维持有效的气水接触作用，并且在水中由于生物氧化作用不断消耗氧气的情况下，所供给的氧气量足以保持水中的溶解氧浓度不变；(b)在曝气区内产生足够的混合作用和水的循环流动；(C)维持液体的足够速度眦使水中生物固体处于悬浮状态。由4-8可得%=NOa=KLa(PPb)(4-1)式中，Mo为传氧速率，即在单位时间内，单位容积水中所传递的氧气量，单位为摩尔/体积时间；P*为氧在水中的饱和浓度，外为水中氧的残余浓度。假定在时刻I，水中的氧气浓度为P，每秒传递进水中的氧气为Mo,则在出时间内，由于传质所增加的氧量为Modt,这个扩散的氧量使水中的溶解氧浓度增加了加，因此得dp=Kla(p9-p)dt理后得:令Po及0分别代表t=0及t=t时水中溶解氧的浓度,由上式得工勺=£KLadi积分整P-P12,303(4-1)由4-1可绘制图4-1的直线，由直线的斜率求出KLa,此值应为一个平均值，反应了试验下的水中不同点的KLa变化。图4-12Kia的计算但是，同一曝气设备的KLa值和饱和的溶解氧浓度p*随水质和温度变化，故一般规定在0.1MPa大气压下，用溶解氧浓度为O的自来水，并在20温度下进行试验，所求得的KLa值称为标准传氧速率，此种试验的条件为标准状态。故同一-曝气设备用于实际废水时造成的差异用经验系数表示如下：(K”(K*K1.O2"2o(4-2)(K)w="(K/),(4-3)(P*).=Xp*),(4-4)式中，t代表摄氏温度；下标W及t分别表示废水及自来水；a表示KLa的水质修正系数；表示溶解氧浓度炉的修正系数。式(4-60)为ECken-felder的公式。在标准状态时，4-58可简化为：Mo标=(Qa)标6(4-5)在实际状态下4-58可写成：Mo实=(4)=(K,a)标%*-夕J(4-6)由式4-63和4-64得：M=(%=MO标一凡)(4-7)dt)实p4.2 理论对实验的指导4.2.1 试验测试曝气设备性能对不同型号曝气器的充氧性能进行比较研究，实验组织为清水条件下对曝气器的氧总转移系数、充氧能力、氧的利用率、理论动力效率进行测试，并从实验中得出各种曝气器充氧性能从优到劣排列顺序。4.2.2 理论对实验指导轨总转移系数KjIl=K(-C,),m庐/(Lh)经积分得：In(G-G)=InG-Kic(1)在煲马金山测彳导K即J为清水中的氧总车专移系数，如果水濡A不I司，按卜式;进7了K1,的抽皮变换计算I"：KI-r=KI2o×1.024r-2°(2)KI20一水温为2OeC时氯总转移系数：KI«r水温为Z'P日寸氮总转手多系数：T实聆时水温.Po实验日寸的换算纳里详见表2内存。<2)充氧能力N2充氧能力是指某曝气装置在实验体积内单位时间的充氧量(kg/h)：N=O.55K,kg/h(3)氧的利用率Eul氧的利用率是充氧能力占供氧量的百分比。充氧能力N,、E性氧工100%=100%kgh(4)1八科可供氧量动力效率EP,即每度电的充氧能力Ep=N/即，kg(kWh)(5)