曝氣裝置的充氧性能可采用對曝氣器性能參數進行測試的方法衡量。吉化股份有限公司污水處理廠(以下簡稱污水廠)采用A/O工藝處理化工廢水，曝氣器的選擇對處理效果至關重要。本實驗對污水廠提供的五種型號剛玉曝氣器進行清水區充氧參數測試實驗，為污水廠曝氣器的選型、更新提供參考依據。
1 計算 公式
曝氣器性能主要由氧轉移系數K1a、充氧能力N、氧利用率E、動力效率Ep四個主要參數來衡量。
①氧總轉移系數K1adc/dt=K1a(Cs—Ct)，mg/( L·h)
經積分得：1n(Cs—Ct)=1nCs一K1a (1)
在實驗中測得K1a即為清水中的氧總轉移系數，如果水溫不同，按下式進行K1a的溫度變換計算：
K1aT=K1a20×1.024T-20 (2)
K1a20——水溫為20℃時氧總轉移系數;
K1aT——水溫為T℃時氧總轉移系數;
T一實驗時水溫，℃。
實驗時的換算結果詳見表2 內容 。
②充氧能力N充氧能力是指某曝氣裝置在實驗體積內單位時間的充氧量(kg/h)：N=0.55K1aV，kg/h (3)
③氧的利用率E氧的利用率是充氧能力占供氧量的百分比。E充氧能力/供氧量***=N/供氧量***，kg/h (4)
④動力效率Ep，即每度電的充氧能力
Ep=N/W，kg/(kw·h) (5)
2 實驗裝置
曝氣裝置高5 m、直徑0.75 m。
實驗裝置詳見圖1。
3 曝氣器型號
參加測試的剛玉中微孔曝氣器共五種型號，分別為：
河南山水環保微孔棕剛玉曝氣器，其曝氣膜片和支承托盤呈球冠形結構，特性參數為：直徑(Φ)240 mrn、厚度(δ)38 mm、氣孔率30%-35%、氣孔直徑250μm。另外四種為吉化污水廠自行研制的剛玉中微孔曝氣器，分別稱為A型、B型、C型、D型，其外型構造、脫氣材料等與WZP型曝氣器相仿，只是曝氣頭擴散盤直徑和微孔材料厚度略有不同，分別為 A型：Φ=178 mm、δ=19mm;B型：Φ=178 mm、δ=35 mm人型：C型：Φ=230 mm、δ=19 mm;D型：Φ=240 mm、δ=20 mm。
4 試驗步驟
①按圖1連接好試驗裝置
②調整氣體流量為2.07 m3/h，壓力為0.18MPa，但先不連到曝氣裝置上。
③裝置充上清水，水面距設備上沿64 cm，曝氣裝置有效容積V為 1.925 m3。
④將脫氧劑無水亞硫酸鈉、催化劑二氯化鈷加入清水裝置中，充分人工攪拌后，反應靜止10 min。
⑤DO在線測定儀讀數由高往低迅速下降達到0以下，反應10 min。連氣(儀表壓縮空氣)充氧，當溶解氧為0時計時，先半分鐘計一次，隨著DO的升高適當延長計時時間直至飽和。
⑥對水溫、風壓、氣量進行測量，注意調節氣量。
⑦無機鹽的加入會 影響 水的充氧效率，因此重復做兩次后，要重新換水。
⑧每個曝氣器進行兩組測試。
5 測試結果 計算
①測試條件
為了進行比較，測試均在風量2.07 m3/h，風壓0.18 MPa條件下進行，DO在線測定儀在距水面 1/3處，溶解氧的飽和濃度Cs采用同等條件下現場實測確定。
②測試數據
五種型號曝氣器充氧過程實驗測試數據詳見表l。
表1 五種型號剛玉曝氣器充氧過程測試數據
| 充氧時間/min | 充氧過程DO變化情況 | ||||
| WZP型 | A型 | B型 | C型 | D型 | |
| 0.5 | 1.57 | 0.10 | 0.34 | 0.52 | 0.57 |
| 1 | 4.22 | 0.14 | 0.552 | 0.99 | 1.01 |
| 1.5 | 0.23 | 0.93 | 1.39 | 1.58 | |
| 2 | 7.12 | 0.24 | 1.58 | 1.59 | 2.07 |
| 3 | 0.36 | 1.65 | 1.93 | 3.13 | |
| 4 | 8.38 | 0.43 | 1.95 | 2.26 | 3.92 |
| 5 | 0.73 | 2.38 | 2.96 | 4.71 | |
| 6 | 8.94 | 0.97 | 3.34 | 3.48 | 5.36 |
| 7 | 1.44 | 3.73 | 4.12 | 5.74 | |
| 8 | 6.73 | 2.08 | 4.38 | 4.90 | 5.96 |
| 10 | 9.35 | 3.74 | 5.86 | 6.27 | 6.15 |
| 12 | 9.61 | 4.35 | 6.94 | 7.14 | 5.97 |
| 14 | 9.92 | 5.40 | 7.70 | 8.01 | 6.78 |
| 16 | 10.44 | 6.65 | 8.48 | 8.71 | 8.26 |
| 18 | 10.79 | 7.87 | 9.31 | 9.38 | 9.46 |
| 20 | 10.89 | 8.64 | 9.84 | 10.14 | 10.27 |
③計算K1a值取表1中計時前20 min數據為Ci，采用公式(l)、(2)和已確定的Cs，計算K1a值，結果見表2。
表2 五種型號陽氣器K1a值計算結果
| 曝氣器型號 | b值 | K1aT | 試驗水溫／℃ | K1a（20℃） |
| WZP型 | -0.18 | 0.18 | 7.5 | 0.2421 |
| A型 | -0.067 | 0.067 | 5 | 0.0956 |
| B型 | -0.070 | 0.070 | 6 | 0.0976 |
| C型 | -0.091 | 0.091 | 5 | 0.1299 |
| D型 | 0.099 | 0.099 | 6 | 0.1380 |
④曝氣器充氧性能參數的計算采用公式(3)、(4)、(5)進行曝氣器充氧性能參數計算，結果詳見表3。
表3 五種型號剛玉曝氣器充氧性能參數計算結果
| 曝氣器型號 |
Q /(m3·h-1) |
K1a（20℃） /（L·min-1） |
充氧能力 /Kg[O2] ·h-1 |
氧利用率E /% |
動力效率Ep /Kg[O2] ·度-1 |
| WZP型 | 2.07 | 0.2421 | 0.2563 | 44.22 | 1.4390 |
| A型 | 2.07 | 0.0956 | 0.1012 | 17.46 | 0.5682 |
| B型 | 2.07 | 0.0976 | 0.1033 | 17.82 | 0.5600 |
| C型 | 2.07 | 0.1299 | 0.1375 | 23.72 | 0.7720 |
| D型 | 2.07 | 0.1380 | 0.1461 | 25.21 | 0.8203 |
