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 21 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 2.22.23 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 42 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 欢迎下载2 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 21 基本设计参数与要求 欢迎下载3 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 1010000mg/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 710d 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。 2.22.23 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 欢迎下载4 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 0.57.0，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 欢迎下载5 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。 欢迎下载6 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 . 1K 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 . 2b13 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 欢迎下载7 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 欢迎下载8 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 28.84.22=6.82（41）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） ；dd 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 欢迎下载9 （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 欢迎下载10 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 欢迎下载11 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 欢迎下载12 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 - 42 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， 欢迎下载13 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 %57 .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 .