生物转盘的设计.doc

目 录
第一章 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
1.3.1查阅资料 4
1.3.2工艺设计 4
1.3.3绘图 4
1.3.4工程量估算 4
1.3.5资料汇总 4
第二章 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
2.2.1净化机理 5
2.2.2特点 5
2.2．3主要设备 5
2.3工艺流程图 6
2.4工艺设计及计算 6
2.4.1生物转盘 6
2.4.2 平流式沉淀池的计算 9
第三章 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 设备材料一览表 13
4.1 设备材料表 13
4．2工程造价 14
4.2.1计算依据 14
第五章 总结 15
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
1.3.1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
1.3.2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
1.3.3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。
1.3.4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。
1.3.5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
2.2.1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。
2.2.2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。
2.2．3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2-1工艺流程图
2.4工艺设计及计算
2.4.1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:

盘面负荷：当t=16℃,η=93.3%时，查图2-2和图2-3得N=15/（m2）查图2-3得知即q=0.058m3/(m2)

图2-2

图2-3
(2)转盘计算
1）转盘总面积F
①按面积负荷计算：
m2
②按水力负荷计算：
m2
采用65333.3 m2作为转盘设计总面积。
2）转盘盘片总数m：
取
片
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2-4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，

6)每个氧化槽有效容积：
取

7）每个氧化槽净有效容积：

8）氧化槽有效宽度：

9）转盘转速：

10）电动机功率：每组转盘由一电动机带动,片 ，,（查表1得）

生物膜厚度系数表2-1
生物膜厚度（mm）
β值
生物膜厚度（mm）
β值
0-1
2
2-3
4
1-2
3

11)污水在氧化槽的停留时间：

2.4.1.3设计示意图：

图2-5生物转盘系统

图2-6生物转盘剖面
2.4.2 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。”
2.4.2.2 设计计算
（1）沉淀区水面积A：
取q=1.2

Qmax——最大设计流量；
q——表面水力负荷；
（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；
平流式沉淀池有效水深：
取t=1.6h

t——沉淀时间h;
（3）沉淀区的有效容积V：

（4）池长m

v——最大设计流量时的水平流速，取
（5）池子宽度m，

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；
S——每人每日产生的污泥量g/（人），取10 g/（人）；
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。

每座沉淀池的污泥量
（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；污泥斗斜壁与水平面的夹角为60°。
污泥斗的高度
＞60.77m3
（8）沉淀池的总高度H:

h--超高，取0.3m；
h--缓冲区高度，取0.5m。
（9）沉淀池的总长度L：

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2-7 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3-1带控制点流程图

3.2 平面布置图

图3-2
3.3 高程图

图3-3
第四章 设备材料一览表
4.1 设备材料表

设备材料表4-1
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）
1387
1372
1400
1208
1370
转速(r/min)
43-57
45-55
50-55
55
46-73
浸没深（m）
0.28-0.533
0.4-0.53
0.40-0.53
0.40
0.20-0.35
充氧能力
0.567-1.13
0.80-1.12
-
0.34
0.268-0.863
动力效率
1.85-2.14
1.80-2.03
-
1.5
0.96-1.42
单盘轴功率(kw)
0.353-0.61
0.40-0.63
0.43-0.702
-
-
试验水池有效容积()
850
34
100
100
12
水表面积（）
220
13
19
50
12
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
4.2.1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=
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:
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：
价格因素预备费按第一部分费用的5%计，
则有:
建设期贷款利息、铺底流动资金按20%计，
则：
第三部分费用合计：
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+第三部分费用=
第五章 总结
为期两个星期的水污染控制实验眨眼间就结束了，在这两个星期的实训中我们学到许多平时接触不到的知识，而且这两个星期的学习方法跟以前上课大不相同，我们是自己设计一个生物转盘系统，首先根据分好的组到图书馆借阅资料，根据资料我们要设计一个生物转盘系统，这个必须要我们有独立完成的精神，因为每个人进水流量是不一样的，但是在独立完成的同时我们还应该注意合作，不懂得可以小组成员之间相互讨论，解决问题。
这次实训让我们得到很大的锻炼，我们理解了生物转盘的工作原理，并且学会了怎样设计生物转盘，而且也画出了相应的设计图包括CAD制图、高程图，根据资料我们各自完成了自己的设计方案并且以电子稿、手稿、打印稿的形式完成了，并且根据资料计算出工程造价。
这次实训给我们提供了一个良好的学习平台，让我们对水污染控制有了更深一步的了解，并且培养了我们自主学习的能力，通过这次实训报告我们可以根据老师发的毕业设计规范完成报告，为以后的写毕业论文打下基础，这次实训可以作为我们的铺路石，为以后的学习奠定基础。
参考文献：
1、作者罗辉.书名《环保设备设计与应用》.出版社高等教育出版社.起止页码P255-P259
2、作者王金梅.薛叙明.书名《水污染控制技术》.化学工业出版社.出版年2004.P25-26、P215
3、作者臣官文.书名《水污染控制工程》.化学工业出版社.起止页P61-P66
4、作者尹士君、李亚峰.书名《水处理构筑物设计与计算》.化学工业出版社.起止页P32-33、P338-342