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。 CJ/T 3015.2-1993 曝气器清水充氧性能测定 CJ/T3015.2-1993 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国城镇建设行业标准曝气器清水充氧性能测定
oxygen transfer measurment of aerators in clean waterCJ/T 3015.2-93
1主题内容与适用范
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0.1MPa、水温20℃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measurmentconditions指单个曝气器充氧测试时所服务的面积f（m\）、曝气水深或淹没水深h（m），通气量g(m2/h)。
3.4曝气器充氧性能评定指标performanceparameters of aeratoroxygen 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KLa,(1/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ge(kg/h)oxygentransferrate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、测试条件下，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)Jtheoretical power'efficiency曝气器在标准状态、测试条件下消耗1kW·h有用功所传递到水中的氧量。中华人民共和国建设部1993—05—03批准12
1993—1201·实施
4原理、方法
4.1测定原理
.CJ/T3015.2—93
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：dc
KLa(C,C)
将上式积分整理后有
In(C.-C)=lnC-Kra ·
C.—一水中饱和溶解氧浓度（mg/L);C一一与曝气时间t相应的水中溶解氧浓度(mg/L）；t一曝气时间(min）；
KLa一曝气器在测试条件下氧总转移系数（1/min）。(1)
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t的函数。曝气开始后，记录溶解氧浓度C随曝气时间t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曦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：氯化钻或其它钴盐（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，池内不宜有影响曦气充氧的其它构件。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：精度士0.1℃。6.2.3压力表：精度±2%。
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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(20℃90%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，精度士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℃范圖内，最好在20℃左右，测试过程中水温变化不应大于2℃，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
式中G亚硫酸钠投加量(g);
C一水中溶解氧浓度（mg/L）
V-曝气池内水的体积(m\)；
8——理论上消耗1g氧所需亚硫酸钠量（g/g）；K一考惠药剂中杂质等而采用脱氧安全系数，一般取1.2～1.5。7.5.2钻投量以Co+2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撤入水中，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曦气，直至水中溶解氧达饱和浓度C,止。a。要有专人负贵随时调整气量。气量、气温、气压记录取测试开始、中闻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0.1mg/L或15min内溶解氧浓度基本保持不变时的浓度值。8测试记录
8.1测试记录
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以鼓风气器清水充氧测试为例，其它曝气器测试记录可参照表1变化，表1鼓风曝气器清水充氧性能测定记录测试日期
距池底距离(m）
溶解氧C(mg/L）
亚硫酸钠 G(g)
氯化钴 G(g)
开始(℃)
中间(℃)
结束前（℃）
(mm/h)
C～~t 曲线
测试条件
测试地点
服务面积f(m2)
工作水深H(m)
通风量q(m2/h）
始(℃)
间(℃)
结束前(℃)
开始(MPa）
中间（MPa）
结束前（(MPa）
C(mg/L)
8.2C～t记录曲线
测点处水中溶解氧浓度C.随曝气时间t变化曲线记录如图1示。C(mg/L)
t(min)
图1C～t关系曲线
结果分析
9.1暖气器氧总转移系数KLa
以实测饱和溶解氧值C.代入式（2)中，根据图1记录以相应的C:t值代入，利用回归法求出该线性方程的斜率即为KLa值。然后按式(4)求出KLa。值。Kia.Kra·g20-T
—标准状态、测试条件下，骤气器氧总转移系数（1/min）；式中　KLa。
KLa-—测试水温条件下曝气器氧总转移系数(1/min)；(4）
T 测试水温(℃);
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6—温度修正系数1.024。
利用图1整理t～C相应数据时，应舍去溶解氧浓度C小于20%。C,的初始数据以排除脱氧剂的影响，还应舍去浓度C大于80%·C.的值，以减小结果误差。9.2计算爆气器充氧能力g。公式q。 =Kta. : V. Cs(20)
式中　g。
0.55· V.Ka.
一标准状态、测试条件下，骤气器充氧能力（kg/h），V-—测试水池中水的体积(m\);Ca(20)
-20℃水中饱和溶解氧浓度9.17(mg/L）；60
×9.17。
计算曝气器理论动力效率E公式
式中E-—-标准状态、测试条件下曦气器充氧理论动力效率(kg/kW·h)；qewwW.bzxz.Net
曝气器充氧能力（kg/h）；
曝气器充氧时所耗理论功率，即不计管路、风机、电机损失，只考虑曝气充氧所消耗的有用功(kW·h）。
9.3.1计算鼓风曝气器理论功率Ni公式Nr
式中H—气压压力表读数均值(m);一空气的容重（kg/m*）：
式中gho-
Hb· qh· vp
气体的实际流量(m\/h）。由于曝气时转子流量计计量条件与刻度标定条件之差应按下式计算。
qbqboN
/P,·Tbo
一测试时，转子流量计的刻度流量（m\/h）Pb—刻度标定时气体的绝对压力(0.1MPa)；Tb—刻度标定时气体的绝对温度(293K)：P测试时气体的绝对压力(MPa)；T测试时气体的绝对温度（273+T)K；T—测试时气体的温度(℃)。
9.3.2计算射流曝气器理论功率Nr公式a.自吸式射流曝气器理论功率NiNi
式中Nr-
式中P
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水泵消耗的理论功率(kW·h)；
水泵的扬程（m）
H-102·P+H1
一压力表读数（MPa）；
H，一压力表中心至曦气池水面距离（m）；Q一一通过射流曦气器的水的流量（m/h）；—水的容重(kg/m\）。
b.计算供气式射流曦气器理论功率Ni公式。NNT+NTz
式中Nr—水泵与风机所消耗的理论功率(kW·h);一水泵消耗的理论功率(kW·h)，按式(9)计算；NTi
Nr2—-风机消耗的理论功率(kW·h),按式(7)计算。9.3.3机械曝气器理论功率Nl
计算反力矩法测定曝气器的理论功率公式F·2rR·n
60×102
式中N-—机械曝气器所消耗的理论功率(kW·h)F绳的拉力(kg),
R销钉至轴的距离(m);
一表面曝气器的转速（r/min）。n
该法适用于测试池小于2m×2m×1m测试装置功率的计算。(10)
大型气池可采用表测法确定电流、电压和电机的输入功率，然后根据电机效率和减速机效率按式(13)计算曝气器的运转功率。Nr-W. - n2
一电机输入功率(kW·h）)；
式中　W—
n——电机效率(%);
n2—减速机效率(%);
曝气器运转功率(kW·h)。
在有条件情况下也可采用其它仪器设备测定。9.3.4计算联合式曝气器理论功率Ni公式N=NT+N
式中Nr—联合式曝气器理论功率(kW·h)；Nr—.鼓风曦气器理论功率，选用前述相应式计算(kW·h)；NT2——机械气器理论功率，选用前述相应式计算(kW·h）。9.4计算曝气器氧利用率e公式
×100%
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标准状态、测试条件下，曝气器氧利用率（%），qe—标准状态、测试条件下，曝气器充氧能力(kg/h）0.28标准状态下，1m3空气所含氧的重量(kg/m);g
标准状态下（0.1MPa，20℃）曝气器通气量（m/h），按下式计算。. P, · T.
式中　qb· P,· T——意义同 9.3.1—0.1MPat
T.——绝对温度293°K。
9.5判定规则
每组3个测点的KLa.值与其均值误差均应在正负5%内为合格，否则应分析其源因，重新测定。
每种测试条件下的重复测定不得少于3次，其中两组的KLa.值与其均值误差应在土10%内，一组的KLa。与其均值误差应在15%内为合格。否则应对误差不符合要求之组分析原因并重新测定。
10测试报告
测试报告应包括下列各项
a.注明按照本行业标准。
b.样品名称、型号、生产厂家。c.测试条件：池型及服务面积f,工作水深h，通风量g。d.测试结果。
e.说明测试中发生的任何异常现象。f.测试单位、测试日期、测试人员。附加说明：
本标准由建设部标准定额研究所提出。本标准由建设部水处理设备器材标技术归口单位中国市政工程华北设计院归口。本标准由北京建筑工程学院(主编单位)、北京市朝阳区水处理设备厂负责起草。本标准主要起草人李燕城、车武、王茂才、杨会成、张国锋。本标准委托北京建筑工程学院负责解释。18
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