生物轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)3VIP

1、水污染控制工程課程設(shè)計(jì)題 目 廢水生化處理曝氣池設(shè)計(jì) 學(xué) 院 生物與化學(xué)工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán)境工程 班 級(jí) 環(huán)境081 學(xué) 號(hào) 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(jì)任務(wù)4三、設(shè)備計(jì)算43.1轉(zhuǎn)盤總面積的計(jì)算53.2轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)的計(jì)算53.3每組轉(zhuǎn)盤盤片數(shù)的計(jì)算63.4每組轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)軸有效長(zhǎng)度（L）的計(jì)算63.5每個(gè)氧化槽的有效容積V的計(jì)算6 3.6轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的計(jì)算6 3.7污水在氧化槽內(nèi)的停留時(shí)間6四、工藝流程圖7五、主要構(gòu)筑物圖7六、設(shè)計(jì)說明8七、小結(jié)9八、參考文獻(xiàn)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(qiáng)化。這種處理法使細(xì)菌和菌類的微生物、原生動(dòng)物一類的微型動(dòng)物在生物轉(zhuǎn)盤境料載體上生長(zhǎng)繁育，形成膜狀生物性污泥生物膜。污水經(jīng)沉淀池初級(jí)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(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)，使污水得到凈化。在氣動(dòng)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(dòng)空氣罩使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤離開污水時(shí)，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(dòng)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(gè)系列，多個(gè)系列轉(zhuǎn)盤之間并聯(lián)布置。氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤的主要設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)有：轉(zhuǎn)盤級(jí)數(shù)(一般三到四級(jí))；容積面積比(可介于59之間)：BOD面積負(fù)荷(20gm2·d)；水力負(fù)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(zhǎng)及降解有機(jī)物的機(jī)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(dòng)的盤體代替固定濾料，生物膜生長(zhǎng)在轉(zhuǎn)盤上。生物轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)

4、時(shí),污水在反應(yīng)槽中順盤片間隙流動(dòng), 污水中的有機(jī)物被轉(zhuǎn)盤上的生物膜所吸附。當(dāng)盤片轉(zhuǎn)離水面時(shí)，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(jī)污染物。盤片每轉(zhuǎn)為一周，即進(jìn)行一次吸附吸氧氧化分解的過程。轉(zhuǎn)盤不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)也使槽中污水不斷地?cái)噭?dòng)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(diǎn)：（1）不需曝氣和回流，運(yùn)行時(shí)動(dòng)力消耗和費(fèi)用低；（2）運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高；（3）工作穩(wěn)定

5、，適應(yīng)能力強(qiáng)；（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(hù)罩保護(hù)、保溫。二、 設(shè)計(jì)任務(wù)某食品加工企業(yè)污水排放量為設(shè)計(jì)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(jì)參數(shù)為：生物轉(zhuǎn)盤BOD5面積負(fù)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(jì)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(zhǎng)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(jì)圖。三、 工藝設(shè)備計(jì)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(jī)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(jì)在整個(gè)生化處理工藝設(shè)計(jì)中也就占到十分重要的地位。按照進(jìn)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(jí)，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(jì)計(jì)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(zhǎng)度及污水停留時(shí)間的設(shè)計(jì)計(jì)算，其中主要的計(jì)算項(xiàng)目是確定轉(zhuǎn)盤總面

7、積。3.1轉(zhuǎn)盤總面積的計(jì)算確定生物轉(zhuǎn)盤的BOD5面積負(fù)荷，其值一般為1525g/(m²·d),擬定采用的生物轉(zhuǎn)盤BOD5 面積負(fù)荷為20 g/(m²·d)。已知廢水的設(shè)計(jì)流量1700m3/d，BOD5濃度為200mg/L。生物轉(zhuǎn)盤面積按下式計(jì)算：代入各值得：A=1700×200÷20=17000m ²32 轉(zhuǎn)盤盤片總數(shù)（m）的計(jì)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(jì)算： 代入各值得：m=272033 每組轉(zhuǎn)盤的盤片數(shù)（m1）

8、的計(jì)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(jì)算：代入各值得：m=0.036×17000÷2÷2²=76.57734 每組轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)軸有效長(zhǎng)度（L）的計(jì)算確定盤片凈間距：一般進(jìn)水端為2535mm,出水端為1020mm，擬定采用15mm.盤片厚度：視材料強(qiáng)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(dòng)軸有效長(zhǎng)度按下式計(jì)算：L=m (a+b)k代入各值得：L=77×（0.005+0.015）×1.2=1.848m35 每個(gè)氧化槽的有效容積V的計(jì)算確定系數(shù)：一般

9、，r/D=0.060.1。當(dāng)r/D=0.1時(shí)，系數(shù)取0.294；當(dāng)r/D=0.06時(shí)，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(gè)氧化槽的有效容積可按下式計(jì)算：V=代入各值得：V=0.294×22×0.2²×1.8483.13每個(gè)氧化槽的凈有效容積可按下式計(jì)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(jì)算確定每個(gè)處理槽的設(shè)計(jì)水量：Q=QV=17000÷110155m³/d轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速可按下式計(jì)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(shí)間停留時(shí)間可按下式計(jì)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(jì)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(jì)算，初沉池是經(jīng)濟(jì)上最為節(jié)省的凈化步驟，對(duì)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(fù)荷。（2） 使細(xì)小的固體絮凝成較大的顆粒，強(qiáng)化了固液分離效果。（3） 對(duì)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(duì)水質(zhì)起到一定程度的均質(zhì)效果。減緩水質(zhì)變化對(duì)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(jī)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(dòng)中心軸、動(dòng)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(gè)同其配合的半圓形水槽。微生物生長(zhǎng)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(shí)，污水流過水槽，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤，生物膜與大氣和污水輪替接觸，浸沒時(shí)吸附污水中的有機(jī)物，敞露時(shí)吸收大氣中的氧氣。轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶進(jìn)空氣，并引起水槽內(nèi)污水紊動(dòng)，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(shí)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(qiáng)度、耐腐蝕、抗老化、易掛膜，比表面積大以及方便安裝、養(yǎng)護(hù)和運(yùn)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(shí)，可分組安裝，一組稱一級(jí)，串聯(lián)運(yùn)行。轉(zhuǎn)盤分級(jí)布置使其運(yùn)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(dòng)，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(jìn)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(jìn)行泥水分離。

14、澄清后的出水進(jìn)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(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置通常采用附有減速裝置的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)具體情況，也可以采用水輪驅(qū)動(dòng)或空氣驅(qū)動(dòng)。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(qiáng)和運(yùn)行管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，很有發(fā)展?jié)摿?。同時(shí)，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(duì)不同特點(diǎn)的污水，不僅局限于單獨(dú)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(jì)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(diǎn)。所以，針對(duì)這些組合工藝應(yīng)加強(qiáng)研究并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，為今后的污水處理提供更有效、更經(jīng)濟(jì)的方法。在這炎炎夏日，我們通過查找相關(guān)資料，計(jì)算