生物轉(zhuǎn)盤設(shè)計3

1、水污染控制工程課程設(shè)計題 目 廢水生化處理曝氣池設(shè)計 學(xué) 院 生物與化學(xué)工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán)境工程 班 級 環(huán)境081 學(xué) 號 200838905137 學(xué)生姓名 趙天宇 指導(dǎo)老師 徐劼 完成日期 目 錄一、 前言3、二、設(shè)計任務(wù)4三、設(shè)備計算43.1轉(zhuǎn)盤總面積的計算53.2轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)的計算53.3每組轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)的計算63.4每組轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動軸有效長度（L）的計算63.5每個氧化槽的有效容積V的計算6 3.6轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的計算6 3.7污水在氧化槽內(nèi)的停留時間6四、工藝流程圖7五、主要構(gòu)筑物圖7六、設(shè)計說明8七、小結(jié)9八、參考文獻9一、 前言生物轉(zhuǎn)盤工藝是生物膜法污水生物處理技術(shù)的一種，是污水灌溉和土

2、地處理的人工強化。這種處理法使細菌和菌類的微生物、原生動物一類的微型動物在生物轉(zhuǎn)盤境料載體上生長繁育，形成膜狀生物性污泥生物膜。污水經(jīng)沉淀池初級處理后與生物膜接觸，生物膜上的微生物攝取污水中的有機污染物作為營養(yǎng)，使污水得到凈化。在氣動生物轉(zhuǎn)盤中，微生物代謝所需的溶解氧通過設(shè)在生物轉(zhuǎn)盤下側(cè)的曝氣管供給。轉(zhuǎn)盤表面覆有空氣罩，從曝氣管中釋放出的壓縮空氣驅(qū)動空氣罩使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)盤離開污水時，轉(zhuǎn)盤表面上形成一層薄薄的水層，水層也從空氣中吸收溶解氧。氣動生物轉(zhuǎn)盤由接觸反應(yīng)槽、填料、轉(zhuǎn)軸、空氣罩等組成。一般填料為蜂窩狀塑料，由鋼結(jié)構(gòu)支撐，中心貫以轉(zhuǎn)軸。填料四周的空氣罩由環(huán)氧玻璃鋼構(gòu)成。轉(zhuǎn)軸兩端安放在半圓形

3、接觸反應(yīng)槽(即氧化槽)的支座上。轉(zhuǎn)盤的40一50浸沒在槽內(nèi)污水中，轉(zhuǎn)軸高出水面1025cm。一般情況下，三到四只轉(zhuǎn)盤串聯(lián)成一個系列，多個系列轉(zhuǎn)盤之間并聯(lián)布置。氣動生物轉(zhuǎn)盤的主要設(shè)計及運行參數(shù)有：轉(zhuǎn)盤級數(shù)(一般三到四級)；容積面積比(可介于59之間)：BOD面積負荷(20gm2·d)；水力負荷(200Lm2·d)；浸沒率(一般介于4050之間)；轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)速度(一般每分鐘0.83轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤邊緣線速度以每分鐘20m左右為宜)。生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)的工作原理：生物膜的形成、生長及降解有機物的機理與生物濾池基本相同，主要的區(qū)別是它以一系列轉(zhuǎn)動的盤體代替固定濾料，生物膜生長在轉(zhuǎn)盤上。生物轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)

4、時,污水在反應(yīng)槽中順盤片間隙流動, 污水中的有機物被轉(zhuǎn)盤上的生物膜所吸附。當(dāng)盤片轉(zhuǎn)離水面時，盤層表面形成一層污水薄膜，空氣中的氧不斷地溶解到水膜中，生物膜中微生物吸收溶解氧，氧化分解被吸附的有機污染物。盤片每轉(zhuǎn)為一周，即進行一次吸附吸氧氧化分解的過程。轉(zhuǎn)盤不斷轉(zhuǎn)動，污染物不斷地被氧化分解，生物膜也逐漸變厚，衰老的生物膜在水流剪切力作用下脫落，并隨污水排出沉淀池。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動也使槽中污水不斷地攪動充氧，脫落的生物膜在槽中呈懸浮狀態(tài)，繼續(xù)起凈化作用，因此，生物轉(zhuǎn)盤兼有活性污泥池的功能。生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)的工作特點：（1）不需曝氣和回流，運行時動力消耗和費用低；（2）運行管理簡單，技術(shù)要求不高；（3）工作穩(wěn)定

5、，適應(yīng)能力強；（4）適應(yīng)不同濃度、不同水質(zhì)的污水；（5）剩余污泥量少，易于沉淀脫水；（6）沒有濾池蠅、惡臭、堵塞、泡沫、噪音等問題；（7）可多層立體布置；（8）一般需加開孔防護罩保護、保溫。二、 設(shè)計任務(wù)某食品加工企業(yè)污水排放量為設(shè)計流量1700m3/d，BOD5濃度為200mg/L，擬采用生物轉(zhuǎn)盤處理，出水BOD520mg/L。經(jīng)估算得出的設(shè)計參數(shù)為：生物轉(zhuǎn)盤BOD5面積負荷20g/(m²·d),轉(zhuǎn)盤直徑2m，盤片間距15mm，盤片厚度5mm,系數(shù)K=1.2盤片邊緣與處理槽內(nèi)壁的間距0.2m。試設(shè)計的參數(shù)有：轉(zhuǎn)盤總面積，轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)，污水處理槽有效長度，廢水處理槽有效容積，

6、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速。畫出處理工藝流程平面布置圖，并畫出主要構(gòu)筑物的設(shè)計圖。三、 工藝設(shè)備計算生物轉(zhuǎn)盤工藝是生物膜法污水生物處理技術(shù)的一種，其主要工藝流程：初沉生物轉(zhuǎn)盤二次沉淀消毒（如下圖）其中生物轉(zhuǎn)盤是流程中最重要的環(huán)節(jié)，污水中主要的有機污染物都是被生物轉(zhuǎn)盤上的生物膜所凈化。因此，生物轉(zhuǎn)盤的設(shè)計在整個生化處理工藝設(shè)計中也就占到十分重要的地位。按照進水流量和出水水質(zhì)要求的不同，生物轉(zhuǎn)盤的布置方式可分為單軸單級，單軸多極和多軸多極(如下圖)根據(jù)課題要求，我們決定選用單軸多極的布置方式。生物轉(zhuǎn)盤的設(shè)計計算主要包括轉(zhuǎn)盤總面積、盤片數(shù)、反應(yīng)槽容積、轉(zhuǎn)軸長度及污水停留時間的設(shè)計計算，其中主要的計算項目是確定轉(zhuǎn)盤總面

7、積。3.1轉(zhuǎn)盤總面積的計算確定生物轉(zhuǎn)盤的BOD5面積負荷，其值一般為1525g/(m²·d),擬定采用的生物轉(zhuǎn)盤BOD5 面積負荷為20 g/(m²·d)。已知廢水的設(shè)計流量1700m3/d，BOD5濃度為200mg/L。生物轉(zhuǎn)盤面積按下式計算：代入各值得：A=1700×200÷20=17000m ²32 轉(zhuǎn)盤盤片總數(shù)（m）的計算 確定生物轉(zhuǎn)盤直徑：其值一般為23m，受材料、污水與膜的接觸均勻性、外緣膜易脫落等影響，直徑不可能做大,擬定取值2m。轉(zhuǎn)盤盤片總數(shù)按下式計算： 代入各值得：m=272033 每組轉(zhuǎn)盤的盤片數(shù)（m1）

8、的計算確定生物轉(zhuǎn)盤組數(shù)：其值一般不少于2，擬定采用的生物轉(zhuǎn)盤組數(shù)為2.每組生物轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)按下式計算：代入各值得：m=0.036×17000÷2÷2²=76.57734 每組轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動軸有效長度（L）的計算確定盤片凈間距：一般進水端為2535mm,出水端為1020mm，擬定采用15mm.盤片厚度：視材料強度而定，擬定采用5mm.系數(shù)K：考慮循環(huán)溝道的系數(shù)，一般取1.2。每組轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動軸有效長度按下式計算：L=m (a+b)k代入各值得：L=77×（0.005+0.015）×1.2=1.848m35 每個氧化槽的有效容積V的計算確定系數(shù)：一般

9、，r/D=0.060.1。當(dāng)r/D=0.1時，系數(shù)取0.294；當(dāng)r/D=0.06時，系數(shù)取0.335。擬定采用0.294，則r=0.2m。盤片邊緣與氧化槽內(nèi)壁之凈距的確定：一般取200400mm擬定采用200mm。每個氧化槽的有效容積可按下式計算：V=代入各值得：V=0.294×22×0.2²×1.8483.13每個氧化槽的凈有效容積可按下式計算：V1=(0.2940.335)(D+2)2 · (L-mb) (m3)代入各值得：V0.294×22×0.2²×（1.848-77×0.005）=2

10、.48m³36 轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速n的計算確定每個處理槽的設(shè)計水量：Q=QV=17000÷110155m³/d轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速可按下式計算：n6.37/D·(0.9V1/Q1)代入各值得：n=6.37÷2×0.92.48÷155=2.815542.82 r/min37 污水在氧化槽內(nèi)的停留時間停留時間可按下式計算：代入各值得：t=2.48÷155=0.016d=0.384h四 工藝流程圖見附圖五 主要構(gòu)筑物圖見附圖六 設(shè)計說明1、初沉池初沉池可除去廢水中的可沉物和漂浮物。廢水經(jīng)初沉后，約可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的

11、20%，按去除單位質(zhì)量BOD或固體物計算，初沉池是經(jīng)濟上最為節(jié)省的凈化步驟，對于生活污水和懸浮物較高的工業(yè)污水均易采用初沉池預(yù)處理。初沉池的主要作用如下。（1） 去除可沉物和漂浮物，減輕后續(xù)處理設(shè)施的負荷。（2） 使細小的固體絮凝成較大的顆粒，強化了固液分離效果。（3） 對膠體物質(zhì)具有一定的吸附去除作用。（4） 一定程度上，初沉池可起到調(diào)節(jié)池的作用，對水質(zhì)起到一定程度的均質(zhì)效果。減緩水質(zhì)變化對后續(xù)生化系統(tǒng)的沖擊。（5） 有些廢水處理工藝系統(tǒng)將部分二沉池污泥回流至初沉池，發(fā)揮二沉池污泥的生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和膠體態(tài)有機物，提高初沉池的去除效率。2、生物轉(zhuǎn)盤（rotating biol

12、ogical disk） 生物轉(zhuǎn)盤是由一系列的旋轉(zhuǎn)圓盤、轉(zhuǎn)動中心軸、動力及減速裝置、氧化槽等組成。生物轉(zhuǎn)盤的主體是垂直固定在中心軸上的一組圓形盤片和一個同其配合的半圓形水槽。微生物生長并形成一層生物膜附著在盤片表面，越4045的盤面（轉(zhuǎn)軸以下的部分）浸沒在污水中，上半部分敞露在大氣中。工作時，污水流過水槽，電動機帶動轉(zhuǎn)盤，生物膜與大氣和污水輪替接觸，浸沒時吸附污水中的有機物，敞露時吸收大氣中的氧氣。轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，帶進空氣，并引起水槽內(nèi)污水紊動，使槽內(nèi)污水的溶解氧均勻分布。生物膜的厚度約為0.52.0mm，隨著膜的增厚，內(nèi)層的微生物呈厭氧狀態(tài)，當(dāng)其失去活性時則使生物膜自盤面脫落，并隨同出水流至二沉

13、池。生物轉(zhuǎn)盤的盤體材料應(yīng)質(zhì)輕、高強度、耐腐蝕、抗老化、易掛膜，比表面積大以及方便安裝、養(yǎng)護和運輸。目前多采用聚乙烯硬質(zhì)塑料或玻璃鋼制作盤片，一般是由直管蜂窩填料或波紋板填料等組成。當(dāng)系統(tǒng)要求的盤片總面積較大時，可分組安裝，一組稱一級，串聯(lián)運行。轉(zhuǎn)盤分級布置使其運行較靈活，可以提高處理效率。3、水槽水槽可以用鋼筋混凝土或鋼板制作，斷面直徑比轉(zhuǎn)盤略大，使轉(zhuǎn)盤既可以在槽內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，脫落的殘膜又不至于留在槽內(nèi)。4、二沉池接納廢水生物轉(zhuǎn)盤處理的出水，用以去除生物懸浮固體的沉淀池。在此工藝流程中，從生物轉(zhuǎn)盤流出的混合液在二次沉淀池中進行泥水分離和污泥濃縮，脫落的生物膜隨濾池出水在二次沉淀池中進行泥水分離。

14、澄清后的出水進行回流，濃縮的活性污泥部分回流至初沉池，其余作為剩余污泥外排。5、驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置通常采用附有減速裝置的電動機。根據(jù)具體情況，也可以采用水輪驅(qū)動或空氣驅(qū)動。七、小結(jié)生物轉(zhuǎn)盤作為一種污水處理方法，具有投資省、處理效率高、性能穩(wěn)定、適應(yīng)性強和運行管理簡便等優(yōu)點，很有發(fā)展?jié)摿ΑＭ瑫r，與生物轉(zhuǎn)盤相結(jié)合的組合工藝的發(fā)展將為污水處理帶來新的思路，針對不同特點的污水，不僅局限于單獨的生物轉(zhuǎn)盤工藝的應(yīng)用，我們可以拓展思路，在技術(shù)經(jīng)濟可行的條件下，選擇更合理的處理方法，如與A/O聯(lián)合工藝、與人工濕地組合工藝等都具有各自的優(yōu)點。所以，針對這些組合工藝應(yīng)加強研究并進行實際應(yīng)用，為今后的污水處理提供更有效、更經(jīng)濟的方法。在這炎炎夏日，我們通過查找相關(guān)資料，計算