曝气器清水充氧性能测定

　　1主题内容与适用范围

　　本标准规定了曝气器清水充氧性能测定原理、方法、装置、仪器、步骤及结果分析。 本标准适用于各类曝气器清水充氧性能测定。

　　2引用标准

　　GB5749生活饮用水卫生标准。

　　3术语

　　3.1 曝气器 aerator 用于水中充氧兼搅拌的基本器具或设备。

　　3. 2 标准状态充氧性能 oxygen transfer performance under standard conditions 指单个曝气器在大气压0. IMPa、水温20C时,对清水(符合GB5749生活饮用水卫生 标准)的充氧性能。

　　3. 3 曝气器充氧测试(工作)条件measurment conditions

　　指单个曝气器充氧测试时所服务的面积/(m2).曝气水深或淹没水深A(m),通气量q (m3/h)。

　　3. 4 曝气器充氧性能评定指标 performance parameters of aeratoro xygen transfer 指用于评定曝气器充氧性能的指标。

　　3. 4. 1 氧总转移系数 Kia, (l/min)overal oxygen transfer coefficient

　　曝气器在标准状态、测试条件下，在单位传质推动力作用时，单位时间向单位体积水中 传递氧的数量。

　　3. 4. 2 充氧能力 g°(kg/h)oxygen transfer rate

　　曝气器在标准状态、测试条件下，单位时间向溶解氧浓度为零的水中传递的氧量。

　　3. 4. 3 氧利用率 e(%) oxygen utilization efficiency 曝气器在标准状态、测该条件下，传递到水中的氧量占曝气器供氧量的百分比。

　　3. 4. 4 理论动力效率 E[kg/(kW • h)]theoretical power efficiency 曝气器在标准状态、测试条件下消耗lkW • h有用功所传递到水中的氧量。

　　4原理、方法

　　4.1测定原理

　　曝气充氧过程属传质过程，氧为难溶于水的气体。在氧由气相向液相转移过程中,'阻力 主要来自液膜。液膜内氧传递微分方程式为：

　　^=Kg(C，-C) (1)

　　将上式积分整理后有

　　ln(Cs—C)=lnC—• t (2)

　　式中 Cs——水中饱和溶解氧浓度(mg/L);

　　C——与曝气时间t相应的水中溶解氧浓度(mg/L);

　　t 曝气时间(min);

　　&a——曝气器在测试条件下氧总转移系数(1/min)。

　　由式(2)可见，当将待曝气之水脱氧至零后开始曝气，水中溶解氧浓度C是曝气时间， 的函数。曝气开始后，记录溶解氧浓度C随曝气时间/的变化，并利用上式即可计算出该曝 气器氧总转移系数。

　　4.2测试方法

　　间歇非稳态法是测试水池的水不进不出，在曝气过程中，水中溶解氧浓度C随曝气时 间t而变的方法。

　　该法又分为静态启动与曝气启动两种测试法。

　　静态启动是指测试时先投药脱氧，在水中溶解氧降至零后开始曝气，记录水中溶解氧浓 度随曝气时间的变化，而后计算出KLa值。本法适用于完全混合式池型清水充氧试验。

　　动态启动法是在启动曝气器曝气的同时投加脱氧剂。池内溶解氧浓度先降至零然后又 回升。本法适用于推流式和循环式池型清水充氧测定。

　　5药剂

　　5.1脱氧剂：工业用亚硫酸钠。

　　5.2催化剂:氯化钻或其它钻盐(化学纯)。

　　6测试装置

　　6. 1测试水池

　　测定用水池为不同服务面积的一组曝气试验池，池形以方形为宜,池内不宜有影响曝气 充氧的其它构件。池深应满足不同曝气水深的要求。

　　生产验证测定可在实际生产池内进行。

　　6.2主要仪器设备

　　6. 2. 1流量计:精度士2%。

　　6. 2.2气温、水温测定仪:精度±0.1C。

　　6. 2.3压力表:精度±2%。

　　6. 2.4溶解氧测定仪:不得少于3台,精度士5%,响应时间应小于45s(2(TC90%响应)。

　　6. 2. 5记录仪:记录仪的输入信号与溶解氧测定仪的输出信号相匹配，精度±3%。

　　6. 2.6风速仪:精度士3%。

　　6.2.7风机。

　　6. 2* 8 水泵。

　　7测试步骤及说明(以气泡曝气器静态启动为例)。

　　7.1提前0.5h开启溶解氧测定仪进行预热。测定前按仪器说明书对每台溶解氧测定仪进 行标定(应在装配的记录仪上进行)。

　　7.2将调试后的探头装到指定测点，其测点位置为：

　　测点1池内水面下0. 5m处左右

　　测点2池内1/2水深处

　　测点3池底以上0.5m处左右

　　各测点距池壁至少为0. 6m(池宽小于1. 2m时，测点位于池中)

　　7.3向池内注入清水至所需高度，测试用水水温应在10-30-C范围内，最好在20C左右， 测试过程中水温变化不应大于2C ,每池水重复测定不应超过两次。

　　7.4测定并记录水温、水中溶解氧浓度。

　　7.5计算加药量

　　7. 5.1计算静态启动试验时亚硫酸钠投加量公式

　　G=8 • C • V • K (3)

　　式中G——亚硫酸钠投加量(g);

　　C——水中溶解氧浓度(mg/L);

　　V 曝气池内水的体积(n?);

　　8——理论上消耗lg氧所需亚硫酸钠量(g/g);

　　K一•考虑药剂中杂质等而采用脱氧安全系数,一般取L 2〜L 5。

　　7. 5. 2钻投量以Co+z浓度0. 3〜0. 5(mg/L)计算。

　　7.6药剂投加

　　用温水溶解氯化钻后再溶解亚硫酸钠,并搅拌均匀。将药剂溶液由池面均匀撒入水中， 然后开启记录仪走纸开关。

　　7.7当水中溶解氧浓度降为零时，启动风机,调节气体流量计阀门至所需气量进行曝气，直 至水中溶解氧达饱和浓度G止。

　　a. 要有专人负责随时调整气量。气量、气温、气压记录取测试开始、中间和结束前的三 次测定。

　　b. 达到饱和浓度是指记录仪上20min内溶解氧浓度增加值小于0. Img/L或15min 内溶解氧浓度基本保持不变时的浓度值。