了解曝气装置在清水中的充氧率和动力效率。

    二、实验原理

空气中的氧向水中转移的理论，一般用双膜理论来解释。当气水两相作相对运动时，气水两相接触面(界—面)的两侧分别存在着气体边界层(气膜)和水边界层(水膜)，氧在气相主体内以对流扩散方式到达气膜，以分子扩散通过气膜，最后以对流扩散方式转移到水相主体。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。

根据传质原理，氧向水中转移速率与水中亏氧量及水、气接触面积成正比。

      (mg/L·水)                  (1)

    式中：K_L——氧转移系数(m/min)

    a=A/V , m²/m³

          C_s——水中饱和溶解氧，mg/L。

          C_t——t时间水中实际溶解氧，mg/L。

    (1)式中，氧转移系数K_L及接触界面积A难于计量，实验上采用总转系数K_La。将(1)式积分可求得：

(1/min)              (2)

    式中：t_l、t₂——氧转移过程中任意两个时间(min)

    C_l、C₂——对应于t_l、t₂时水中的溶解氧量(mg/L)

    充氧量用下式计量：

(Kg／h)                  (3)

    式中：0.55——单位换算系数。0.55＝(C_ss—C₀)60/1000

            C_ss——标准状态下的饱和溶解氧(mg/L)。

            C₀——测定开始时间的溶解氧，对于脱氧清水，C₀=0

            60——充氧时间，由分化为时。

          1000——C_ss单位由mg/L化为Kg/m³。

             b——K_La的修正系数，即将测定条件下的溶解氧换算成标准状态下的溶解氧。可查下表。

氧的利用系数按下式计算：

                           （4）

式中，   Q——充气量(m³／h)

0.298——在标准状态下 lm³空气含氧0.298Kg。

    动力效率按下式计算：

           E=O₂/N               (Kg／Kw·h)                   （5）

式中：N—输入功率(Kw)

评价曝气设备的好坏应以充氧能力和动力效率两项指标综合衡量。

    在活性污泥法中，空气在混合液中扩散供氧给微生物，氧向污水中的转移速率表示为：

式中α——污水的氧转移系数。

       β——污水的氧饱和系数，根据无菌的泥合液水样测定，一般为0.9左右。

    在活性污泥系统中，在氧转移的稳定条件下运转时，氧的转移速率(dc/dt)等于微生物对氧的利用率γ(mg/L·h)

(7)

  三、实验设备及流程

平板叶轮表面曝气装置(如图)