生物转盘的设计

目目 录录 第一章第一章 设计任务设计任务 4 1 1 设计目的 4 1 2 设计题目 4 1 3 设计内容 4 1 3 11 3 1 查阅资料查阅资料 4 1 3 21 3 2 工艺设计工艺设计 4 1 3 31 3 3 绘图绘图 4 1 3 41 3 4 工程量估算工程量估算 4 1 3 51 3 5 资料汇总资料汇总 4 第二章第二章 设计说明设计说明 5 2 1 基本设计参数与要求 5 2 2 关于生物转盘 5 2 2 12 2 1 净化机理净化机理 5 2 2 22 2 2 特点特点 5 2 22 2 3 3 主要设备主要设备 5 2 3 工艺流程图 6 2 4 工艺设计及计算 6 2 4 12 4 1 生物转盘生物转盘 6 2 4 22 4 2 平流式沉淀池的计算平流式沉淀池的计算 9 第三章第三章 带控制点工艺流程图带控制点工艺流程图 11 3 1 带控制点流程图 11 3 2 平面布置图 12 3 3 高程图 13 第四章第四章 设备材料一览表设备材料一览表 13 4 1 设备材料表 13 4 2 工程造价 14 4 2 14 2 1 计算依据计算依据 14 第五章第五章 总结总结 15 参考文献 参考文献 15 第一章 设计任务 1 1 设计目的 1 了解水污染控制技术的课程设计规范 内容和要求 及环境工程设计规范与标 准 理解掌握水污染控制的基础知识 基本理论 基本工艺和工艺设计方法 2 掌握典型的水污染控制单元系统及其设备构筑物的工艺流程 结构 工作原理 特点 用途 工艺设计参数及工艺设计与计算 3 培养我们查询与搜集相关资料 正确应用环境工程设计规范和标准的能力 进 行生物转盘系统及其设备与构筑物的工艺设计与计算的能力 4 熟练运用 Auto CAD 和工程制图规范与按标准绘图的能力 5 培养我们理论联系实际 科学 严谨 求实的工作作风 培养我们踏实苦干 勇于创新的敬业精神 1 2 设计题目 生物转盘设计系统 1 3 设计内容 1 3 11 3 1 查阅资料查阅资料 1 水污染控制技术课程设计的规范 内容和要求 环境工程设计规范与标准 工程制图标准 2 设计任务以及水污染控制单元系统 及其设备与构筑物 的工艺流程 结构 工作原理 特点和用途 工艺设计参数 计算公式及设计方法 3 设计说明等资料的内容与格式 工程量的计算方法 4 其他资料 1 3 21 3 2 工艺设计工艺设计 工艺设计的内容包括 1 设备及构筑物布置 平面与部面 设计 2 管路布 置设计 3 标准设备及选材 4 绘制工艺设计计算图并计算 5 编写设计说明 1 3 31 3 3 绘图绘图 需绘制的图纸包括 1 带控制点工艺流程图 2 非标准设备及构筑物的工艺 构造图 3 零件图 4 高程图 5 设备布置图 平立面 6 管道布置 7 设备 材料一览表 1 3 41 3 4 工程量估算工程量估算 按照图纸进行工程的估算 如土方数 混凝土体体积 钢板质量 钢板重量 防 腐面积等 1 3 51 3 5 资料汇总资料汇总 将设计任务 设计说明 工艺设计图纸和工程量估算等内容依次汇编装订 构成 水污染控制技术课程设计报告 第二章 设计说明 2 1 基本设计参数与要求 1 污水设计水量为 3500m3 d 2 24 d 连续运行 2 2 关于生物转盘 2 2 12 2 1 净化机理净化机理 生物转盘由转盘 盘片 氧化槽 驱动装置组成 生物转盘区别于其他生物膜 法处理设备的特征是生物膜在水中旋转 盘片由转轴串联成组 盘片面积的 40 50 浸 没在污水中 转轴高于污水水面 10 25cm 工作时驱动装置带动盘片以每分钟 0 3 3 转 的速度缓慢回转 转盘运转后 生物膜与接触反应槽中的废水和空气交替接触 浸没 时吸附废水中的有机物 敞露时吸附大气中的氧气 盘片的转动带进空气 并引起氧 化槽内废水絮动 使槽内溶解氧均匀分布 经一段时间后即可在盘片表面形成一层 1 生物膜 并利用污水中的有机物和空气中的氧进行生长繁殖 同时完成对污水的净化 过程 同生物滤池一样 当生物膜增厚到一定程度 在其内部会形成厌氧层 并开始 老化 剥落和更新 2 2 22 2 2 特点特点 1 处理的效率高 微生物浓度高 特别是最初几级微生物转盘 其微生物模量 折合成曝气池的 MLVSS 可达到 40000 60000mg l F M 为 0 05 0 1 2 生物相分级 再每级转盘上生长着适应于不同污水水质的生物相 有利于微 生物的生长繁殖和有机物的降解 3 泥龄较长 在转盘上能够生长世代时间较长的微生物 如硝化菌 因此 经 适当的工艺安排 可以实现污水的脱氮除磷的功能 4 剩余污泥量少 在生物膜上的食物链较长 产泥量少 约为活性污泥 2 法的 1 2 左右 且污泥的沉淀性能较好 易于脱水分离 沉淀速度为 0 80 1 20mm s 污泥的含水率为 95 96 5 耐冲击负荷强 生物转盘可以对 BOD 值为 10 10000mg l 的有机废水进 2 行处理 且得到较好的处理效果 6 运行费用低 接触反应槽无需曝气 不用回流污泥 因此动力消耗低 且通 过调节转盘的转速可以控制污水与生物膜的接触时间和曝气强度 运转灵活 维护简 单 7 驯化时间短 生物膜易驯化 成熟时间短 通常在 7 10d 内可以完成 8 易受气温变化的影响 北方寒冷地区的生物转盘系统易受低温影响 应加罩 或建在室内 使基建投资增大 9 管理运行方便 2 22 2 3 3 主要设备主要设备 1 盘片 盘片是生物膜生长的载体 因此是生物转盘的主要构件 应具有质量小 强度高 耐腐蚀 不易变形的特点 盘片多为圆形的平板或波纹板 并排安装在水平轴上形成 盘体 并可随轴旋转 使用的材料多为聚氯乙烯塑料或聚酯玻璃钢 2 接触反应槽 一般与盘片相吻合的半圆形 课建成地下式或半地下式 或直接建成地表 槽底 设有排泥和排空管 槽的两侧设有进出水设备 多级生物转盘的接触反应槽分为若干 格 格与格之间设导流槽 3 转轴和驱动装置 转轴是支撑盘体并带动其旋转的主要部件 安装在接触反应槽两端的支座上 一 般采用实心钢轴或无缝钢管 长度一般控制在 0 5 7 0 不能太长 否则易于扭曲变形 发生磨断或扭断 驱动装置包括动力设备 减速设备及传动设备 动力设备包括电力 机械传动 空气传动和水力传动等 国内一般采用电力机械传动和空气传动 对于大 型转盘 一般一台设备设一套驱动设备 对于中 小型的转盘 可由一套驱动装置带 动 3 4 级转盘 2 3 工艺流程图 污水 生物转盘 平流式沉淀池 排放 污泥 出水回流 图图 2 12 1 工艺流程图工艺流程图 2 4 工艺设计及计算 2 4 12 4 1 生物转盘生物转盘 2 4 1 1 设计说明 1 生物转盘盘片外缘与槽壁的净距不宜小于 150mm 盘片进水端宜为 25 35mm 出水端宜为 10 20mm 2 盘片在槽内的浸没深度不应小于盘片直径的 35 转轴中心高度应高出水位 150mm 以上 3 生物转盘转速宜为 2 0 4 0r min 盘体外缘线线速度宜为 15 19m min 2 4 1 2 设计计算 1 确定设计参数 污水处理量 Q 3500m3 d 进水 BOD5 300mg L La 出水 BOD5 20mg L Lt 盘片直径 3m BOD5的去除率 3 93 300 20300 La LtLa 盘面负荷 当 t 16 93 3 时 查图 2 2 和图 2 3 得 N 15 m2 查图 2 3d 得知即 q 0 058m3 m2 min 25000 3 2 m m Q F d 图图 2 22 2 图图 2 32 3 2 转盘计算 1 转盘总面积 F 按面积负荷计算 m2 3 65333 15 20300 3500 N LtLaQ F 按水力负荷计算 m2 8 60344 058 0 3500 q Q F 采用 65333 3 m2作为转盘设计总面积 2 转盘盘片总数 m 取 3mD 片4624 3 3 65333637 0 637 0 22 D F m 3 转盘采用硬聚氯乙烯板 4 转盘组数及每级盘数 转盘分为 17 组 每组盘片数 m1 272 片 每组设一个氧 化槽 布置成单轴四级的形式 如图 2 4 所示 每级盘片数为 68 片 图图 2 42 4 单轴四级式生物转盘单轴四级式生物转盘 5 氧化槽有效长度 L 取 a 盘片厚度 5mm b 盘片净距 25mm 2 1 K kbamL 1 m792 9 2 1 025 0 005 0 272 6 每个氧化槽有效容积 取 200mmC 322 2 36792 9 20 0 23 32 0 2 32 0 mLCDW 7 每个氧化槽净有效容积 32 1 2 31 8 005 0 272792 9 20 0 23 32 0 2 32 0 mamLCDW 8 氧化槽有效宽度 mCDB4 320 0 232 9 转盘转速 dmQQ 9 20517350017 3 1 min 83 1 9 205 31 8 9 0 3 37 6 9 0 37 6 1 0 r Q W D n 10 电动机功率 每组转盘由一电动机带动 片 272min 83 1 150 10 mrncmR 查表 1 得 5 2 b1 3 KW b mnR Np13 2 105 2 3127283 1 15085 3 10 85 3 12 24 12 1 2 0 4 生物膜厚度系数表生物膜厚度系数表 2 12 1 生物膜厚度 mm 值生物膜厚度 mm 值 0 122 34 1 23 11 污水在氧化槽的停留时间 h Q W t97 0 58 8 31 8 1 2 4 1 3 设计示意图 图图 2 52 5 生物转盘系统生物转盘系统 图图 2 62 6 生物转盘剖面生物转盘剖面 2 4 22 4 2 平流式沉淀池的计算平流式沉淀池的计算 2 4 2 1 设计说明 平流式沉淀池设计内容包括沉淀池数量 沉淀池的尺寸等 当无污水悬浮物沉 降资料时 常按照表面水力负荷进行设计计算 3 2 4 2 2 设计计算 1 沉淀区水面积 A 取 q 1 2 23 hmm 2max 53 121 2 1 24 3500 m q Q A Qmax 最大设计流量 hm 3 q 表面水力负荷 23 hmm 2 采用 2 座沉淀池 每个池子的表面积为 每个池子的处理量为 2 1 77 60mA hmQ 92 72 3 1 平流式沉淀池有效水深 2 h 取 t 1 6h m A tQ h92 1 77 60 6 192 72 1 1 2 t 沉淀时间 h 3 沉淀区的有效容积 V 3 2 34 23392 1 53 121mAhV 4 池长 m mvtL 8 286 156 36 3 v 最大设计流量时的水平流速 取smmv 5 5 池子宽度 m m L A B22 4 8 28 53 121 长宽比核算 28 8 4 22 6 82 4 1 合格 6 污泥区容积 其中 W 每日污泥量 dm 3 S 每人每日产生的污泥量 g 人 取 10 g 人 d d N 设计人口 取 300000 t 两次排泥的时间间隔 初沉池按 2d 考虑 曝气池后的二沉池按 2h 考虑 机 械排泥的初沉池和生物膜法处理后的二沉池污泥区容积按 4h 设计计算 所以 t 取 4h dm SNt W 12000 1000 430000010 1000 3 每座沉淀池的污泥量dmW 6000 2 12000 3 7 污泥斗容积 V1 设污泥斗为方斗 污泥斗平底采用 污泥斗上口采用mmf400400 2 污泥斗斜壁与水平面的夹角为 60 mmf60006000 1 污泥斗的高度mh8 4 4 60 77m3 3 212141 7 6116 0 3616 0 36 8 4 3 1 3 1 mffffhV 8 沉淀池的总高度 H mhhhhH52 7 8 45 092 1 3 0 4321 h 超高 取 0 3m 1 h 缓冲区高度 取 0 5m 3 9 沉淀池的总长度 L mL 6 29 8 283 05 0 0 5 流入口至挡板距离 0 3 流出口至挡板的距离 2 4 2 3 设计示意图 图图 2 72 7 平流式沉淀池平流式沉淀池 第三章 带控制点工艺流程图 3 1 带控制点流程图 图图 3 13 1 带控制点流程图带控制点流程图 3 2 平面布置图 图图 3 23 2 3 3 高程图 图图 3 33 3 第四章 设备材料一览表 4 1 设备材料表 设备材料表设备材料表 4 14 1 型号或类型 Oribel Dise SX 曝气转盘YBP 曝气转盘曝气转盘曝气转盘 研制单位或生产 厂家 美国 Envicex 广东省石油 化工设计院 宜兴水工业 器材设备厂 重庆建筑大 学 清华大学环 工系 直径 mm 13871372140012081370 转速 r min 43 5745 5550 555546 73 浸没深 m 0 28 0 5330 4 0 530 40 0 530 400 20 0 35 充氧能力 bkgO 盘 2 0 567 1 130 80 1 12 0 340 268 0 863 动力效率 2 hkwkgO 1 85 2 141 80 2 03 1 50 96 1 42 单盘轴功率 kw 0 353 0 610 40 0 630 43 0 702 试验水池有效容 积 3 m 8503410010012 水表面积 2 m 22013195012 应用工程项目广州石化总 厂污水处理 厂 苏州吴县市 城市污水处 理厂 北京燕山石 化有限公司 污水净化厂 4 2 工程造价 4 2 14 2 1 计算依据计算依据 估算指标采用于 1989 年 1 月 1 日试行的建设部文件 88 建标字第 182 号关于发 布试行 城市基础设施工程投资概算指标 的通知中审查批准的由原城乡建设环境保 护部 城市建设管理局组织制定的 城市基础设施工程投资估算指标 1 第一部分费用 第一部分费用包括建筑工程费 设备 器材 工具等购置费 安装工程费 可查 有关排水工程投资估算 概算指标确定 第一部分费用 万元 7 241000030 5 1000030 18 2 第二部分费用 第二部分费用包括建设单位管理费 征地拆迁费 工程监理费 供电费 设计费 招标管理费等 根据有关资料统计 按第一部分费用的 50 计 则有 万元85 11 50 7 23 3 第三部分费用 第三部分费用包括工程预备费 价格因素预备费 建设期贷款利息 铺底流动资 金 工程预备费按第一部分费用的 10 计 则有 万元37 3 10 7 33 价格因素预备费按第一部分费用的 5 计 则有 万元19 1 5 7 23 建设期贷款利息 铺底流动资金按 20 计 则 万元24 3 20 7 23 第三部分费用合计 万元80 7 24 3 19 1 37 3 4 工程总投资合计 项目总投资 第一部分费用 第二部分费用