生物转盘设计3

《水污染控制工程》课程设计

题目废水生化处理曝气池设计

学院生物与化学工程学院

专业环境工程

班级环境081

学号2

学生姓名赵天宇

指导老师徐劼

完成日期

目录

一、前言………………………………………………………………………3、

二、设计任务 (4)

三、设备计算 (4)

3.1转盘总面积的计算 (5)

3.2转盘盘片数的计算 (5)

3.3每组转盘盘片数的计算 (6)

3.4每组转盘转动轴有效长度（L）的计算 (6)

3.5每个氧化槽的有效容积V的计算 (6)

3.6转盘转速的计算 (6)

3.7污水在氧化槽内的停留时间 (6)

四、工艺流程图 (7)

五、主要构筑物图 (7)

六、设计说明 (8)

七、小结 (9)

八、参考文献 (9)

一、前言

生物转盘工艺是生物膜法污水生物处理技术的一种，是污水灌溉和土地处理的人工强化。这种处理法使细菌和菌类的微生物、原生动物一类的微型动物在生物转盘境料载体上生长繁育，形成膜状生物性污泥——生物膜。污水经沉淀池初级处理后与生物膜接触，生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物作为营养，使污水得到净化。在气动生物转盘中，微生物代谢所需的溶解氧通过设在生物转盘下侧的曝气管供给。转盘表面覆有空气罩，从曝气管中释放出的压缩空气驱动空气罩使转盘转动，当转盘离开污水时，转盘表面上形成一层薄薄的水层，水层也从空气中吸收溶解氧。

气动生物转盘由接触反应槽、填料、转轴、空气罩等组成。一般填料为蜂窝状塑料，由钢结构支撑，中心贯以转轴。填料四周的空气罩由环氧玻璃钢构成。转轴两端安放在半圆形接触反应槽(即氧化槽)的支座上。转盘的40％一50％浸没在槽内污水中，转轴高出水面10—25cm。一般情况下，三到四只转盘串联成一个系列，多个系列转盘之间并联布置。

气动生物转盘的主要设计及运行参数有：转盘级数(一般三到四级)；容积面积比(可介于5—9之间)：BOD面积负荷(≤20g／m2·d)；水力负荷(＜200L／m2·d)；浸没率(一般介于40—50％之间)；转盘旋转速度(一般每分钟0.8—3转，转盘边缘线速度以每分钟20m左右为宜)。

生物转盘技术的工作原理：生物膜的形成、生长及降解有机物的机理与生物滤池基本相同，主要的区别是它以一系列转动的盘体代替固定滤料，生物膜生长在转盘上。生物转盘旋转时,污水在反应槽中顺盘片间隙流动, 污水中的有机物被转盘上的生物膜所吸附。当盘片转离水面时，盘层表面形成一层污水薄膜，空气中的氧不断地溶解到水膜中，生物膜中微生物吸收溶解氧，氧化分解被吸附的有机污染物。盘片每转为一周，即进行一次吸附—吸氧—氧化分解的过程。转盘不断转动，污染物不断地被氧化分解，生物膜也逐渐变厚，衰老的生物膜在水流剪切力作用下脱落，并随污水排出沉淀池。转盘转动也使槽中污水不断地搅动充氧，脱落的生物膜在槽中呈悬浮状态，继续起净化作用，因此，生物转盘兼有活性污泥池的功能。

生物转盘技术的工作特点：

（1）不需曝气和回流，运行时动力消耗和费用低；

（2）运行管理简单，技术要求不高；

（3）工作稳定，适应能力强；

（4）适应不同浓度、不同水质的污水；

（5）剩余污泥量少，易于沉淀脱水；

（6）没有滤池蝇、恶臭、堵塞、泡沫、噪音等问题；

（7）可多层立体布置；

（8）一般需加开孔防护罩保护、保温。

二、设计任务

浓度为200mg/L，拟某食品加工企业污水排放量为设计流量1700m3/d，BOD

5

∠20mg/L。经估算得出的设计参数为：生物转盘采用生物转盘处理，出水BOD

5

BOD5面积负荷20g/(m²·d),转盘直径2m，盘片间距15mm，盘片厚度5mm,系数

K=1.2盘片边缘与处理槽内壁的间距0.2m。试设计的参数有：转盘总面积，转盘盘片数，污水处理槽有效长度，废水处理槽有效容积，转盘转速。画出处理工艺流程平面布置图，并画出主要构筑物的设计图。

三、工艺设备计算

生物转盘工艺是生物膜法污水生物处理技术的一种，其主要工艺流程：初沉——生物转盘——二次沉淀——消毒（如下图）

其中生物转盘是流程中最重要的环节，污水中主要的有机污染物都是被生物转盘上的生物膜所净化。因此，生物转盘的设计在整个生化处理工艺设计中也就占到十分重要的地位。

按照进水流量和出水水质要求的不同，生物转盘的布置方式可分为单轴单级，

单轴多极和多轴多极(如下图)

根据课题要求，我们决定选用单轴多极的布置方式。

生物转盘的设计计算主要包括转盘总面积、盘片数、反应槽容积、转轴长度及污水停留时间的设计计算，其中主要的计算项目是确定转盘总面积。

3.1转盘总面积的计算

①确定生物转盘的BOD5面积负荷，其值一般为15～25g/(m²·d),拟定采用的生物转盘BOD5 面积负荷为20 g/(m²·d)。

②已知废水的设计流量1700m3/d，BOD5浓度为200mg/L。

③生物转盘面积按下式计算：

代入各值得：A=1700×200÷20=17000m²

3．2 转盘盘片总数（m）的计算

①确定生物转盘直径：其值一般为2～3m，受材料、污水与膜的接触均匀性、外缘膜易脱落等影响，直径不可能做大,拟定取值2m。

②转盘盘片总数按下式计算：

代入各值得：m=2720

3．3 每组转盘的盘片数（m 1）的计算

①确定生物转盘组数：其值一般不少于2，拟定采用的生物转盘组数为2. ②每组生物转盘盘片数按下式计算：

m ₁=0.036×17000÷2÷2²=76.5≈77

3．4 每组转盘转动轴有效长度（L ）的计算

①确定盘片净间距：一般进水端为25～35mm,出水端为10～20mm ，拟定采用15mm.

②盘片厚度：视材料强度而定，拟定采用5mm.

③系数K ：考虑循环沟道的系数，一般取1.2。

④每组转盘转动轴有效长度按下式计算：

L=m ₁(a+b)k

⑤代入各值得：L=77×（0.005+0.015）×1.2=1.848m

3．5 每个氧化槽的有效容积V 的计算

①确定系数：一般，r/D=0.06~0.1。当r/D=0.1时，系数取0.294；当r/D=0.06时，系数取0.335。拟定采用0.294，则r=0.2m 。

②盘片边缘与氧化槽内壁之净距的确定：一般取200～400mm 拟定采用200mm 。 ③每个氧化槽的有效容积可按下式计算：

V=

④代入各值得：V=0.294×﹙2﹢2×0.2﹚²×1.848≈3.13

⑤每个氧化槽的净有效容积可按下式计算：

V 1=(0.294~0.335)(D+2δ)2 · (L-mb) (m 3)

⑥代入各值得：V ₁＝0.294×﹙2﹢2×0.2﹚²×（1.848-77×0.005）=2.48m ³

3．6 转盘的转速n 的计算

①确定每个处理槽的设计水量：Q ₁=Q ／V=17000÷110≈155m ³/d ②转盘转速可按下式计算：

n ＝6.37/D·(0.9－V 1/Q 1)

③代入各值得：n=6.37÷2×﹙0.9﹣2.48÷155﹚=2.81554≈2.82 r/min

3．7 污水在氧化槽内的停留时间

①停留时间可按下式计算：

()(

)()322·335.0~294.0m L D ⋅+δ