KLa(20℃)——水温为2O℃时的总传递系数(h-1)。
饱和溶解氧值最好用实测值,即曝气池内的溶解氧达到稳定时的数值。
(二)充氧能力
充氧能力可以用表示为:
也可以表示为: QC?KLa(20)?CS标?V V——曝气池体积(m或L); QC——充氧能力(gO2/h);
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CS标——标准条件下氧的饱和度(mg/L),CS标?9.17mg/L。
三、实验装置与设备
1.电动机,泵形叶轮,溶解氧测定仪,水槽,秒表,卷尺; 2.装置图
1.水槽 2.叶轮 3.电机 4.探头 5.溶解氧测定仪
四、实验步骤
1.水槽内注入自来水,测量水深及水槽表面积,计算出水的有效体积V(L)。
2.接通电源,使叶轮快速旋转,对水进行充分曝气,测定试验条件下自来水的溶解氧饱和度CS和水温。
3.计算CoCl2和Na2SO3的需要量,Na2SO3是脱氧剂,CoCl2是催化剂。
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催化剂氯化钴的投加量W(mg或g): Na2S03的投加量W应为理论值的150~200%: W=V·CS·7.9×(150~200%) W——Na2SO3的实际投加量(kg或g); V——曝气池体积(m或L)。
4.将Na2SO3和CoCl2溶解后直接加入水槽,减慢叶轮转速,使药品迅速扩散,进行脱氧。 5.待溶解氧降到零或接近零时,升高叶轮转速,对水中曝气充氧,并定时测定水槽中溶解氧浓度,直到溶解氧达饱和值时结束实验。
注意事项:
1.叶轮的转速通过调节变压器的电压控制; 2.对水中曝气充氧时,要保证叶轮的转速恒定;
3.记录水的复氧过程时,开始的时间间隔应很短(10秒左右),随时间的延续,记录间隔可以相应延长(30秒、1分钟)。
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,
五、实验结果整理
1.记录基本参数:
曝气池(水槽)体积V= L;水温T= ℃;室温 ℃; 实验条件下自来水的CS= mg/L;
CoCl2投加量 (mg); Na2SO3投加量 (g)。 2.记录不稳定状态下充氧试验测得的溶解氧值,并进行整理。
表1 溶解氧随时间变化的数据记录与整理
t (s) C (mg/L) CS-C (mg/L) t (s) C (mg/L) CS-C (mg/L) t (s) C (mg/L) CS-C (mg/L) 3.以溶解氧浓度C为纵坐标,时间t为横坐标,用上表数据描点作C与t关系曲线。 4.根据C与t实验曲线计算相应于不同C值的dC/dt记录于下表。 C (mg/L) dC/dt(mg/(L·s)) 5.分别以ln(CS-C)和dC/dt为纵坐标,分别以时间t和C为横坐标,绘制出二条曲线。 6.计算KLa(20℃)和充氧能力Qc。
六、实验结果与讨论。
1.氧的传递速率受哪些因素影响?
2.比较两种数据整理方法,哪一种误差小些? 3.CS值偏大或偏小对实验结果的影响如何?
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实验五 活性污泥法处理有机废水
一、实验目的
1. 通过实验加深对活性污泥法的理解和认识;
2. 通过实验了解活性污泥法的操作指标及监测方法。
二、实验原理
活性污泥法是利用人工培养和驯化的微生物群体去分解氧化废水中可生物降解的有机物,通过生物化学反应,改变这些有机物的性质,再把它们从污水中分离出来,从而使污水得到净化的方法。所谓活性污泥,是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。微生物以细菌为主,包括真菌、藻类,原生动物及后生动物等。细菌是净化功能的主体。污水中的溶解性有机物,是透过细胞膜而被细菌吸收的;固体和胶体状态的有机物是先由细菌分泌的酶分解为可溶性物质,再渗入细胞而被细菌利用的。
有机物在有氧条件下,通过好氧微生物的代谢作用被分解氧化,从不稳定需要耗氧的状态转化为不再需要耗氧的状态,最终生成CO2和水。按照代谢产物,微生物的代谢作用分成:合成代谢和分解代谢两部分。
微生物以废水中的有机物为底物,将一部分合成新细胞,而另一部分氧化分解以获得能量,与此同时,一部分微生物细胞物质自身也在氧化分解供应能量,叫做微生物的内源呼吸作用,它在有机物接近耗尽时,成为微生物获取能量的重要方式。这一系列生物化学反应,可用物料平衡关系图表示:
三、实验设备与材料
1. 空气泵、真空泵、烘箱、水槽、恒温水浴锅;
2. 分析天平,全玻璃回流装置。
四、实验装置
本实验采用活性污泥法处理有机废水的模拟装置,见下图。
五、实验步骤
1.从污水厂取回性能良好的活性污泥,测定温度。将污泥装入水槽中,并调节温度与污泥
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温度一致。打开气泵,进行闷曝12小时。
2.停止曝气,使污泥自由沉降至液面高度的1/2以下,吸出上清液。
3.测定所取原污水的COD值,然后污水加入水槽内,至原液面高度,同时开始曝气。 4.用100mL量筒取100mL水槽内混合液,静止30分钟测污泥沉降比SV30,记录。 5.将测完SV30的量筒内的污泥抽滤,烘干2小时,测污泥浓度X,根据所测数值,计算污泥容积指数SVI。
6.每隔四十分钟(或一小时)从取样口取样,静止1.5h,吸出上清液,测定出水的COD浓度,得到一系列ti-Ci。 注意事项:
1.水槽内混合液的温度须保持基本稳定,变化幅度不得超过1℃/h。 2.水槽内混合液中的营养配比要保持在C:N:P=100:5:1。
六、实验结果整理
污泥性能指标测定结果如表1所示。
表1 实验数据记录与整理
项目 处理水量(L) 水温(℃) SV30 SVI 数据 项目 COD进水(mg/L) pH值 X(mg/L) 容积负荷 去除负荷 **数据 *:利用本组实验实际所测出水浓度来计算。
随着曝气时间,出水COD以及COD去除率整理在表2中,绘制出水COD以及COD去除率随时间的变化曲线。
表2 实验数据记录与整理
曝气时间(min)
COD出水(mg/L)
COD去除率(%)
数据分析:从上图可以看出出水COD随曝气时间逐渐减小,COD去除率逐渐增加,当曝
气时间180分钟后,COD去除率趋于稳定,说明可生化有机物基本已去除完毕。
七、问题讨论
1.SVI的正常值在什么范围内,其值不同表示污泥性能如何? 2.容积负荷、污泥负荷是怎样定义的?
3.曝气槽混合液中营养比为多少?比例失调会有什么后果? 4结合本实验结果,讨论该曝气槽中的活性污泥性能如何?
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