【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 求得值后，利用式（）求得值。 ．充氧能力 充氧能力是反映曝氣設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)向單位液體中充入的氧量。 ＝ （） （） 式中 ——氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）或； ——個(gè)大氣壓，20℃時(shí)氧飽和值，＝／。．動(dòng)力效率 () 是指曝氣設(shè)備每消耗一度電時(shí)轉(zhuǎn)移到曝氣液體的氧量。由此可見(jiàn)，動(dòng)力效率將曝氣供氧與所消耗的動(dòng)力聯(lián)系在一起，是一個(gè)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的指標(biāo)，它的高低將影響到活性污泥處理廠（站）的運(yùn)行費(fèi)用。式中 ——理論功率，即不計(jì)管路損失，不計(jì)風(fēng)機(jī)和電機(jī)的效率，只計(jì)算曝氣充氧所耗有用功。 ()式中 ——風(fēng)壓，； ——風(fēng)量，／。 （）由于供風(fēng)時(shí)計(jì)量條件與所用轉(zhuǎn)子流量計(jì)標(biāo)定時(shí)的條件相差較大，而要進(jìn)行如上修正。式中 ——儀表的刻度流量／； ——一標(biāo)定時(shí)氣體的絕對(duì)壓力，；———標(biāo)定時(shí)氣體的絕對(duì)溫度，176?！?dú)怏w的實(shí)際絕對(duì)壓力； ——被測(cè)氣體的實(shí)際絕對(duì)溫度，176。＋℃； ——修正后的氣體實(shí)際流量，／。 ．氧的利用率 ()式中 ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（、176。時(shí)）的氣量。 （） 、——意義同前； ——； ——176。；0． 28kg——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下一立方米空氣中所含氧的重量。思考題 ．論述曝氣在生物處理中的作用。 ．曝氣充氧原理及其影響因素是什么？ ．溫度修正、壓力修正系數(shù)的意義如何？如何進(jìn)行公式推導(dǎo)？．曝氣設(shè)備類型、動(dòng)力效率、優(yōu)缺點(diǎn)是什么？．氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)的意義是什么？怎樣計(jì)算？ ．曝氣設(shè)備充氧性能指標(biāo)為何均是清水？標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的值是多少？ ．鼓風(fēng)曝氣設(shè)備與機(jī)械曝氣設(shè)備充氧性能指標(biāo)有何不同？二、污水充氧修正系數(shù)α、β值的測(cè)定 目的．了解測(cè)定α、β值的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、掌握測(cè)試方法。．進(jìn)一步加深理解生物處理曝氣過(guò)程及α、β值在設(shè)計(jì)選用曝氣設(shè)備時(shí)的意義。原理由于氧的轉(zhuǎn)移受到水中溶解有機(jī)物、無(wú)機(jī)物等的影響，造成同一曝氣設(shè)備在同樣曝氣條件下清水與污水中氧的轉(zhuǎn)移速率不同，水中氧的飽和濃度不同，而曝氣設(shè)備充氧性能指標(biāo)又均為清水中之值，為此引人修正系數(shù)α、β值。 （） （） 式中 、——在曝氣設(shè)備相同的條件下，污水和清水中暖氣充氧肘氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)， 或； 、——曝氣設(shè)備向污水中充氧時(shí)水中氧的飽和濃度值，同溫度下清水中氧飽和濃度理論值，／。由此可知，α、β的測(cè)定實(shí)際上就是分別測(cè)定同一曝氣設(shè)備在清水和污水中充氧的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)及飽和溶解氧值。 ．對(duì)曝氣液體內(nèi)無(wú)生物耗氧物質(zhì)的清水、曝氣池的上清液等，曝氣池內(nèi)存在如下關(guān)系式， ．對(duì)曝氣池混合液曝氣充氧時(shí)，由于有生物耗氧物質(zhì)，池內(nèi)存在如下關(guān)系式 （）式中 ——曝氣液體內(nèi)溶解氧濃度隨時(shí)間的變化率； ——污水中曝氣設(shè)備氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)； 、——污水中氧飽和濃度及時(shí)刻的氧的濃度； ——單位污泥耗氧速率； ——污泥濃度。實(shí)驗(yàn)采用間歇非穩(wěn)態(tài)方法進(jìn)行，當(dāng)水樣為污水或曝氣池上清液時(shí)，在相同條件下按照清水充氧實(shí)驗(yàn)方法，分別進(jìn)行清水與污水充氧實(shí)驗(yàn)，求出清水充氧的、和污水中充氧的、并按式（）、（）求出α、β值。 當(dāng)水樣為曝氣池內(nèi)混合液肘，除在同一條件下先進(jìn)行數(shù)組清水充氧實(shí)驗(yàn)，求得曝氣設(shè)備清水充氧的、外，對(duì)混合液的實(shí)驗(yàn)要利用式（）進(jìn)行測(cè)定。首先向曝氣罐內(nèi)曝氣到池內(nèi)溶解氧達(dá)到穩(wěn)定后停止曝氣，同時(shí)開啟攪拌裝置，此時(shí)由于不曝氣，故 式（）有如下形式 ()由于罐內(nèi)活性污泥不斷消耗溶解氧，造成溶解氧值的降低，其變化如圖卜（）由式（）可見(jiàn)，直線斜率即為值，在內(nèi)源呼吸期，污泥耗氧速率值可看為一常量。 當(dāng)罐內(nèi)溶解氧值降到～時(shí)，再次曝氣，并測(cè)定罐內(nèi)溶解氧值隨時(shí)間的變化，如圖（）所示，將式（）變換后得 （）以為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)繪圖，直線斜率為，截距為，如圖示。或用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行回歸，求解與值。 設(shè)備及用具 實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖示。 ．曝氣罐：有機(jī)玻璃內(nèi)徑25cm，容積10L，內(nèi)設(shè)工字形布?xì)夤?，熱電偶測(cè)溫計(jì)，攪拌葉片，溶解氧測(cè)定儀探頭等。 ．儀器控制箱：裝有溶解氧測(cè)定儀（上海第分析儀器廠－型）轉(zhuǎn)子流量計(jì)，電壓表（控制葉片轉(zhuǎn)速），溫度表、可控硅電壓調(diào)整器（控制恒溫裝置）等。溶解氧記錄儀。 ．小型空氣壓縮機(jī)。 步驟及記錄 ．方法 采用間歇非穩(wěn)態(tài)的測(cè)試法。這是一種較為普遍、簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法。．步驟 α值測(cè)定步驟 （）自來(lái)水、初次沉淀池進(jìn)水、出水、二次沉淀池出水的測(cè)試。 ）預(yù)熱溶解氧測(cè)定儀一小時(shí)，調(diào)整溶解氧儀零度、滿度。 ）向曝氣罐內(nèi)投加待測(cè)曝氣液體。 ）測(cè)定液體溶解氧值并計(jì)算投加無(wú)水亞硫酸鈉和氨化鉆的數(shù)量，以消除水中溶解氧。 ）調(diào)節(jié)葉片轉(zhuǎn)速以滿足溶解氧探頭所需流速，而后開動(dòng)風(fēng)機(jī)，充氧，由轉(zhuǎn)子流量計(jì)調(diào)整所需風(fēng)量。打開記錄儀開關(guān)。 ）當(dāng)溶解氧測(cè)定儀指針從零點(diǎn)啟動(dòng)，開始計(jì)時(shí)，至溶解氧達(dá)飽和指針?lè)€(wěn)定不動(dòng)為止。 （）曝氣池內(nèi)混和液的測(cè)試 ）預(yù)熱溶解氧測(cè)定儀一小時(shí)。 ）取生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)曝氣池內(nèi)混合液，其中污泥濃度和停留時(shí)間要盡量與生產(chǎn)運(yùn)行結(jié)果一致，注入曝氣柱或罐內(nèi)，并測(cè)定混合液濃度（）。 ）開動(dòng)空壓機(jī)充氧至溶解氧量穩(wěn)定時(shí)，停止供風(fēng)。 ）在有攪拌的條件下，測(cè)混合液污泥耗氧速率值 ）當(dāng)溶解氧值下降至～時(shí)，再曝氣記錄溶解氧隨時(shí)間變化過(guò)程。 β值的測(cè)定 ）預(yù)熱溶氧儀一小時(shí)。 ）加入待測(cè)液體。 ）開動(dòng)風(fēng)機(jī)，曝氣至溶解氧達(dá)飽和穩(wěn)定止。 實(shí)驗(yàn)記錄本處只給出混合液無(wú)溶解氧記錄儀時(shí)的測(cè)試記錄，見(jiàn)表。 表活性污泥耗氧速率表 序 號(hào)時(shí)間()柱內(nèi)()備注應(yīng)在～左右 表 曝氣充氧記錄 序號(hào)時(shí)間()池內(nèi)溶解氧（）備注注意事項(xiàng) ．認(rèn)真調(diào)試儀器設(shè)備，特別是溶解氧測(cè)定儀，要定時(shí)更換探頭內(nèi)溶解液，使用前定零點(diǎn)及滿度。 ．溶解氧測(cè)定儀探頭的位置對(duì)實(shí)驗(yàn)影響較大，要保證位置的固定不變，探頭應(yīng)保持與被測(cè)溶液有一定相對(duì)流速，一般在～30cm，測(cè)試中應(yīng)避免氣池和探頭直接接觸，引起表針跳動(dòng)影響讀數(shù)。 ．應(yīng)嚴(yán)格控制各項(xiàng)基本實(shí)驗(yàn)條件，如水溫、攪拌強(qiáng)度、供風(fēng)風(fēng)量等，尤其是對(duì)比實(shí)驗(yàn)更應(yīng)嚴(yán)格控制。 ．所取曝氣池混合液濃度，應(yīng)為正常條件（設(shè)計(jì)或正常運(yùn)行）下的污泥濃度。 ．罐內(nèi)液體攪動(dòng)強(qiáng)度應(yīng)盡可能與生產(chǎn)池相一致。 成果整理 ．利用清水充氧計(jì)算方法，分別計(jì)算自來(lái)水、初次沉淀池進(jìn)、出水，二次沉淀池出水的與值。 ．計(jì)算混合液中曝氣時(shí)的及值。 （）以時(shí)間為橫坐標(biāo)，溶解氧值為縱坐標(biāo)，將關(guān)閉風(fēng)機(jī)后罐內(nèi)溶解氧值與相應(yīng)時(shí)間—一點(diǎn)繪，如圖（）示，直線斜率為值。 （）將再次曝氣后，各不同時(shí)間和相應(yīng)溶解氧值點(diǎn)繪在上圖中，如圖（）并用作圖法求定曲線上各點(diǎn)的切線斜率值，最少個(gè)點(diǎn)以上。 （）以為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)繪圖，直線斜率即為，縱軸截距即為值，如圖示。 ．根據(jù)清水充氧求得的，和各水樣充氧求得的值，可求得 思考題 ．α、β值的測(cè)定有何意義？影響α、β的因素有哪些？ ．測(cè)定時(shí)，為何使用的混合液濃度及它們的停留時(shí)間，要與生產(chǎn)池盡量一致？ ．比較同一曝氣池混合液及其混合液的上清液所得的。、產(chǎn)值是否相同？為什么？ ．有機(jī)物為何影響α值，無(wú)機(jī)鹽類為何影響β值？、推流式曝氣池內(nèi)α值沿池長(zhǎng)如何變化？實(shí)驗(yàn)四 混凝沉淀實(shí)驗(yàn)混凝沉淀實(shí)驗(yàn)是給水處理的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之一，被廣泛地用于科研、教學(xué)和生產(chǎn)中。通過(guò)混凝沉淀實(shí)驗(yàn)，不僅可以選擇投加藥劑種類，數(shù)量，還可確定其它混凝最佳條件。 目的 ．通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，確定某水樣的最佳投藥量。 ．觀察礬花的形成過(guò)程及混凝沉淀效果。 原理 天然水中存在大量膠體顆粒，是使水產(chǎn)生渾濁的一個(gè)重要原因，膠體顆?？孔匀怀恋硎遣荒艹サ摹? 水中的膠體顆粒，主要是帶負(fù)電的粘土顆粒。膠粒間的靜電斥力，膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)及膠粒表面的水化作用，使得膠粘具有分散穩(wěn)定性，三者中以靜電斥力影響最大。向水中投加混凝劑能提供大量的正離子，壓縮膠團(tuán)的擴(kuò)散層，使ξ電位降低，靜電斥力減小。此時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)由穩(wěn)定因素轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定因素，也有利于膠粒的吸附凝聚。水化膜中的水分子與膠粒有固定聯(lián)系，具有彈性和較高的粘度，把這些水分子排擠出去需要克服特殊的阻力，阻礙膠粒直接接觸。有些水化膜的存在決定于雙電層狀態(tài)，投加混凝劑降低ξ電位。有可能使水化作用減弱?；炷齽┧夂笮纬傻母叻肿游镔|(zhì)或直接加入水中的高分子物質(zhì)一般具有鏈狀結(jié)構(gòu)在膠粒與膠粒間起吸附架橋作用，即使ξ電位沒(méi)有降低或降低不多，膠粒不能相互接觸，通過(guò)高分子鏈狀物吸附膠粒，也能形成絮凝體。 消除或降低膠體顆粒穩(wěn)定因素的過(guò)程叫做脫穩(wěn)。脫穩(wěn)后的膠粒，在一定的水力條件下，才能形成較大的絮凝體，俗稱礬花。直徑較大且較密實(shí)的礬花容易下沉。 自投加混凝劑直至形成較大礬花的過(guò)程叫混凝?；炷x不開投混凝劑。混凝過(guò)程見(jiàn)表。表 混凝過(guò)程階 段凝 聚絮凝過(guò) 程混合脫 穩(wěn)異向絮凝為主同向絮凝為主作 用藥劑擴(kuò)散混凝劑水解雜質(zhì)膠體脫穩(wěn)脫穩(wěn)膠體聚集微絮凝體的進(jìn)一步碰撞聚集動(dòng) 力質(zhì)量遷移溶解平衡各種脫穩(wěn)機(jī)理分子熱運(yùn)動(dòng)（布朗擴(kuò)散）液體流動(dòng)的能量消耗處理構(gòu)筑物混合設(shè)備反應(yīng)設(shè)備膠體狀態(tài)原始膠體 脫穩(wěn)膠體 絮凝膠體 礬花膠體粒徑～μ 約～μ ～2mm由于布朗運(yùn)動(dòng)造成的顆粒碰撞絮凝，叫“異向絮凝”。由機(jī)械運(yùn)動(dòng)或液體流動(dòng)造成的顆粒碰撞絮凝，叫“同向絮凝”。異向絮凝只對(duì)微小顆粒起作用，當(dāng)粒徑大于～μ時(shí)。布朗運(yùn)動(dòng)基本消失。 從膠體顆粒變成較大的礬花是一連續(xù)的過(guò)程，為了研究的方便可劃分為混合和反應(yīng)兩個(gè)階段?；旌想A段要求渾水和混凝劑快速均勻混合，一般說(shuō)來(lái)，該階段只能產(chǎn)生用眼睛難以看見(jiàn)的微絮凝體；反應(yīng)階段則要求將微絮凝體形成較密實(shí)的大粒徑礬花。 混合和反應(yīng)均需消耗能量，而速度梯度值能反映單位時(shí)間單位體積水耗能值的大小，混合的值應(yīng)大于～，時(shí)間一般不超過(guò)，值大時(shí)混合時(shí)間宜短。水泵混合是一種較好的混合方式，本實(shí)驗(yàn)水量小便可采用機(jī)械攪拌混合。由于粒徑大的礬花抗剪強(qiáng)度低，易破碎，而值與水流剪力成正比，故反應(yīng)開始至反應(yīng)結(jié)束，隨著礬花逐漸增大，值宜逐漸減小。從理論上講反應(yīng)開始時(shí)的值宜接近混合設(shè)備出口的值，反應(yīng)終止時(shí)的值宜接近沉淀設(shè)備進(jìn)口的值，但這樣會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。例如反應(yīng)設(shè)備構(gòu)造較復(fù)雜，在沉淀設(shè)備前產(chǎn)生沉淀。實(shí)際設(shè)計(jì)中值在反應(yīng)開始時(shí)可采用左右，反應(yīng)結(jié)束時(shí)可采用 左右。整個(gè)反應(yīng)設(shè)備的平均值約為～ ，反應(yīng)時(shí)間約～，本實(shí)驗(yàn)采用機(jī)械