化学消氧法曝气器清水充氧性能测试方法DB37T26672015

ICS13.020.40Z05DB37山东省地方标准DB37/T2667－2015化学消氧法曝气器清水充氧性能测试方法2015-06-05发布2015-07-05实施山东省质量技术监督局发布山东省环境保护厅发布山东省质量技术监督局DB37/T2667－2015I目次前言...............................................................................III引言.................................................................................V1范围..............................................................................12规范性引用文件....................................................................13术语和定义........................................................................14测试方法..........................................................................25药剂..............................................................................36测试装置..........................................................................37测试步骤及说明....................................................................38测试记录与数据处理................................................................59结果分析..........................................................................610测试报告.........................................................................9附录A（规范性附录）曝气器阻力损失测试方法.........................................10附录B（资料性附录）标准氧饱和度值.................................................12DB37/T2667－2015IIDB37/T2667－2015III前言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由山东省环境保护厅提出并解释。本标准由山东省环保标准化技术委员会归口。本标准起草单位：山东省环保技术服务中心、青岛理工大学、德国达姆施塔特（DARMSTADT）工业大学IWAR研究所、德国OTT曝气设备工程有限公司、山东思源水业工程有限公司。本标准主要起草人：翟素军、毕学军、MartinWagner、李源、刘长青、吴昊明、宋玮、李会兵、庞来源。DB37/T2667－2015IVDB37/T2667－2015V引言为规范化学消氧法曝气器清水充氧性能测试，确保测试数据的准确性和重现性，制定本标准。DB37/T2667－20151化学消氧法曝气器清水充氧性能测试方法1范围本方法规定了化学消氧法曝气器清水充氧性能测试方法的原理、方法、装置、仪器、步骤及结果分析等内容。本方法适用于各类曝气器化学消氧法清水充氧性能的测试。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。CJ/T264—2007水处理用橡胶膜微孔曝气器3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1曝气器diffuser用于水中充氧并起搅拌作用的气体扩散器。3.2标准条件standardcondition指气体压力为1个标准大气压（0.101325MPa）、气体温度为20℃、完全干燥（零湿度），水温为20℃。3.3通气量quantityofaeration在标准状态下，单位时间内单个曝气器充入清水中的空气量，单位m3/h。3.4标准氧总转移系数（kLa20）standardoxygentransfercoefficient曝气器在标准状态、测试条件下，单位传质推动力、单位时间内向单位体积水中传递氧的数量，单位h-1。3.5氧饱和度（CS,T）oxygensaturationvalue指在测试状态下，水温为T℃水中氧气达到饱和状态时的溶解氧浓度值，单位mg/L。3.6标准氧饱和度（CS,S,T）standardoxygensaturationvalue在大气压为1个标准大气压（0.101325MPa）、水温为T℃时的溶解氧饱和浓度值，单位mg/L。3.7标准氧转移速率（SOTR）standardoxygentransferrateDB37/T2667－20152曝气器在标准状态下，单位时间向溶解氧浓度为零的清水中传递的氧量，单位kg/h。3.8标准氧转移效率（SOTE）standardoxygentransferefficiency标准状态下溶入清水中的氧量与曝气器供氧量之比，单位%。3.9比标准氧转移效率（SSOTE）specificstandardoxygentransferefficiency标准状态下每米水深溶入氧的百分数或每米水深供气1m3所溶入的氧量，单位为%/m或g/（m3·m）。3.10理论动力效率（E）theoreticalaerationefficiency曝气器在标准状态、测试条件下，单位时间消耗1kW有用功率传递到水中的氧量，单位kg/（kW·h）。3.11阻力损失（RL）resistanceloss曝气器在标准通气量下的动态湿压力损失，单位Pa。测试方法见附录A。3.12净曝气密度effectivediffuserdensity曝气器膜片（或曝气件）有效面积与服务面积的比值，单位%。其中，管式曝气器有效面积按其膜片（或曝气件）表面积的50%计算。4测试方法4.1氧传递方程4.1.1曝气充氧过程基本方程式为：CCakdtdCTSTL,..................................(1)将上式积分整理后有：takCCCTLTSlnln,...............................(2)式中：kLaT——测试水温下清水实验中曝气器氧总转移系数，h-1；CS,T——氧饱和度，mg/L；C——曝气t时刻水中相应的溶解氧浓度，mg/L；t——曝气测试过程中的任一时刻，h。4.1.2记录溶解氧浓度C随曝气时间t的变化，用式（2）计算得出曝气器氧总转移系数kLaT值。4.2测试方法4.2.1采用间歇非稳态法，即测试过程中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。4.2.2间歇非稳态法又分为静态启动与动态启动两种测试方法。4.2.3静态启动法是指在非曝气状态投药消氧，水中溶解氧降至零后开始曝气，记录水中溶解氧浓度DB37/T2667－20153C随曝气时间t的变化，从而计算得出氧总转移系数kLaT值。4.2.4动态启动法是指在曝气状态下投药消氧，水中溶解氧浓度C降至零后升高，记录水中溶解氧浓度C随曝气时间t的变化，从而计算得出氧总转移系数kLaT值。5药剂5.1催化剂：氯化钴（CoCl2·6H2O）或其他钴盐（化学纯）。5.2脱氧剂：工业用亚硫酸钠（Na2SO3）。6测试装置6.1测试水池测试水池可以是方形、圆形、长方形等。测试水池服务面积应能满足不同净曝气密度设置的要求，池内不宜有影响曝气充氧的其他构件，池深应能满足不同测试水深的要求。注：生产验证测定可在实际生产池内进行。6.2布置要求为降低曝气器测试中因产品性能差异带来的系统误差，测试所用曝气系统应满足：盘式曝气器≥16个；板式曝气器≥12个；管式曝气器≥8个。6.3测试仪器6.3.1溶解氧测量仪：最大测量误差±1%，响应时间≤30s。6.3.2气体流量计：精度±1.5%。6.3.3压力变送器：精度±0.1%。6.3.4液位计：测量误差±10mm。6.3.5数据记录与控制系统：数据记录仪的输入信号与各个测试仪表的输出信号相匹配，测试数据实时记录误差±1%。6.3.6供风系统：风量恒定，实验过程风量波动误差±2%。6.3.7电导率测定仪：精度±0.5%。6.3.8水温、环境温度计：精度±0.1℃。6.3.9气压测定仪：精度±2%。6.3.10湿度测定仪：精度±3%RH。7测试步骤及说明7.1测试计划制定制定测试计划，包括曝气器布置方案设计、测试通气量和测试水位的确定及测试批次的安排等内容。7.2曝气器安装与活化7.2.1曝气器安装要求曝气器的安装应符合安装质量的要求。整套曝气系统应保证管、阀件密封，曝气器布置均匀且整体DB37/T2667－20154水平度偏差≤±10mm。7.2.2曝气器活化要求在测试水位下采用最大通气量对曝气器进行不少于48h的鼓风活化。7.3测试准备7.3.1检查水池的密封性。7.3.2对测试池水体积进行测量。7.3.3调整供风系统使出风量稳定在测试通气量。7.3.4溶解氧测量仪按如下要求准备：——测试前按照操作说明对仪器进行标定；——测试水池中至少需要均匀布置3个溶解氧探头。测试点位置离池壁至少1m，垂直高度分别为水面以下H/6（H为水深）、H/2、5H/6处。大型测试水池用6个或更多的探头。7.4药剂准备7.4.1加药量计算7.4.1.1催化剂投加量：以Co2+浓度0.3mg/L～0.5mg/L计算。当投加亚硫酸钠后，如果水中溶解氧下降速度较慢，氯化钴的投加量应逐步增加，适宜投加量建议通过实验确定。7.4.1.2静态启动法亚硫酸钠投加量按如下公式计算：KVCG8....................................(3)式中：G——亚硫酸钠投加量，g；8——理论上消耗1g氧所需亚硫酸钠量，g/g；C——加药前水中溶解氧浓度，mg/L；V——测试水池中水的体积，m3；K——脱氧安全系数，一般取1.2～1.5。7.4.1.3动态启动法亚硫酸钠投加量按如下公式计算：6010008TxSOTRVCKG.........................(4)式中：G——亚硫酸钠投加量，g；8——理论上消耗1g氧所需亚硫酸钠量，g/g；K——脱氧安全系数，一般取1.2～1.5；C——加药前水中溶解氧浓度，mg/L；V——测试水池中水的体积，m3；SOTR——曝气器的标准氧转移速率，kg/h；TX——从加药到完成消氧的时间，min。7.4.2药剂配制7.4.2.1用温水溶解氯化钴，并搅拌均匀。7.4.2.2用温水溶解亚硫酸钠，并搅拌均匀。DB37/T2667－201557.5测试过程及判定方法7.5.1测试过程采用动态启动法。曝气器在测试通气量下稳定运行后，将所配氯化钴溶液均匀投加进水中（如果在测试水池中连续测试，水中钴盐只需投加一次，氯化钴需至少提前30min投加，以保证在投加亚硫酸钠之前氯化钴已经均匀分布于水中），再向水中投加亚硫酸钠溶液进行化学消氧，水中溶解氧浓度快速降为0mg/L或接近于0mg/L并稳定后，溶解氧浓度开始上升，直至溶解氧达饱和浓度CS,T停止曝气。上述过程应保证持续稳定曝气。7.5.2曝气终止时间判定方法采用非线性回归进行数据处理时，当测试时间达到4/kLaTh以上或达到溶