水污染控制工程课程设计
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一、摘要生物滤池应隶属于带固定膜载体的附着生长处理工艺。
生物转盘源于德国，第一套半生产行的生物转盘实验装置是于1954年在德国海尔布隆（Heibronm）污水处理厂建成，至20世纪70年代仅在欧洲就已有1000多座生物转盘。
由于生物转盘具有净化效果好和能源消耗低，方便管理等优点，因而在世界范围内得到广泛的研究与应用，并在相应的方面取得很大进展。
二、前言我国的“水”存在两大主要问题：一是水资源短缺，二是水污染严重。
有资料显示，我国是一个干旱缺水严重的国家。
人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4、在世界上名列110位，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。
人均可利用水资源量仅为900立方米，并且分布极不均衡。
20世纪末，全国600多座城市中有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。
据监测，全国废污水排放量由1980年的315亿吨增加到2002年的631亿吨。
多数城市地下水受到一定程度污染，并且有逐年加重的趋势。
日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和健康。
为缓解严峻的水形势：一是节水优先。
这主要体现在控制需求，创建节水型社会。
在国家发展过程中，选择适当的发展项目，建立“有多少水办多少事”的理念，杜绝水资源浪费。
同时需要采用良好的管理和技术手段，提高水资源利用率。
积极发展节水的工业、农业技术，大力推广应用节水器具，发现并杜绝水的漏泄，包括用水器具及输水管网中的漏泄。
二是治污为本。
这要求我国的水污染防治战略应尽快实行调整，从末端治理转向源头控制和全过程控制。
钱易认为，我国目前还有大量的工业企业仍然是粗放型的生产模式，工业废水处理并不理想，即便实现了达标排放，还是有大量的污染物排入了江河湖泊中，污染程度已经超过了河流湖泊自身的环境容量。
随着经济的发展，工业废水的排放量还要增长，污染物也会随着增加。
如果大力推行清洁生产，实行污染物排放的源头控制和全过程控制，污染物排放会有较大幅度的削减，工业生产也可以做到增产不增污。
然而,对于治理污水, 目前国内外处理污水方法归结起来主要有物理化学法和生物化学法两大类。
正所谓“民以食为天”，身边的许多的食品加工厂每天都产生许多的污水。
而食品加工污水主要来源于洗涤、冷凝、冷却、输送、加工地面和设备的冲洗以及水池和水桶溢水等。
其中BOD的浓度可低到100Iqg／L或高到1删肋lqg／L；悬浮物在一些加工厂几乎没有，而另一些厂可能高达120000Iqg／Lo污水量也不尽相同，有些厂可能小到可以忽略的程度，而另一些厂可能高达上万立方米。
食品加工污水通常含有以溶解或胶体状态存在的有机物，因此生物处理是食品加工污水的主要处理手段。
由于这些污水中有机物浓度较高，水质波动较大，为了调节水质，常常采用了预处理。
三、设计任务某食品加工企业的废水经预处理后，拟采用生物转盘处理，废水的设计流量为1800m3/d，进水平均BOD5为200mg/l，出水BOD5为20mg/l，试设计生物转盘和二沉池，画出处理工艺流程平面布置图，并画出主要构筑物生物转盘及二沉池的设计图。
四、工艺及设备计算生物转盘去除污水中有机污染物：当圆盘浸没与污水中时，污水中的有机物被盘片上的生物膜吸附，当圆盘离开污水时，盘片片表面形成薄薄一层水膜。
水膜从空气中吸收氧气，同时生物膜分解被吸附的有机物。
这样，圆盘每转动一周，即进行一次吸附——吸氧——氧化分解过程。
圆盘不断转动，污水得到净化，同时盘片上的生物膜不断生长，增厚。
老化的生物膜靠圆盘旋转时产生的剪切力脱落下来，生物膜得到更新。
根据转盘和盘片的布置形式，生物转盘可分为单轴单级式，单轴多级式和多轴多级式，技术多少主要取决于污水水量和水质，处理水应到达的处理程度和现场条件等因素。
生物转盘的设计计算主要包括：1、转盘总面积 2、转盘盘片数 3、污水处理槽有效长度 4、废水处理槽有效容积 5、转盘的转速4.1生物转盘的设计4.1.1转盘总面积计算转盘总面积（A ，单位为m 2）AQ S A L =式中：Q ——处理水量,3m /d ; S ——进水BOD 5,mg/L ;LA ——生物转盘的BOD 5面积负荷,2g/(m d)食品加工厂的处理水量为18003m /d ，进水BOD 5为200mg/L ，生物转盘的BOD 5面积负荷介于5~202g/(m d) ，因此，取生物转盘的BOD 5面积负荷为122g/(m d)带入各值得：332001018001012A --⨯⨯==30000 2m4.1.2转盘盘片数计算转盘盘片数(m)2240.642A A m DDπ==式中：D ——转盘直径，m 。
转盘总面积A 为300002m ，考虑到转盘总面积过大，对于施工和实际位置的摆放都有很大的难度，因此，转盘直径取3 m 。
带入各值得：2224300000.640.642133.3213423A A m DDπ===⨯=≈4.1.3污水处理槽有效长度计算污水处理槽有效长度（L ）()L m a b K =+式中： a ——盘片净间距，一般进水端为25~35mm ，出水段为10~20mm ；b ——盘片厚度，视材料厚度确定； m ——盘片数；K ——系数，一般取1.2。
故一级生物转盘的净间距取20 mm;二级生物转盘的净间距，靠近进水端的取30 mm,靠近出水段的取10mm ，其他的取20 mm 。
盘片厚度一般取值为0.001~0.013 m,故取值为0.010m 。
盘片数为一根轴上的盘片数，故决定采用10根轴，靠近出水口用334个盘片，靠近进水口处用167片，其他八根轴用222片盘片。
带入各值得：()()()()()()103340.010.01 1.28202220.020.01 1.28301670.030.01 1.28mm L m a b K mmm L m a b K m mm L m a b K m==+=⨯+⨯===+=⨯+⨯===+=⨯+⨯=当a 时，当a 时，当a 时，4.1.4废水处理槽有效容积计算废水处理槽有效容积（V ）()()20.2940.3352V D L δ=+⨯净有效容积（V 1）：()()()20.2940.3352V D L mb δ=+⨯-式中：r ——中心轴与槽内水面的距离，m ；δ——盘片边缘与处理槽内壁的间距，m ，不小于150mm ，一般取200~400mm 。
因为D= 3 m ，r 的取值一般为0.15~0.30 m,故r/D=0.05~0.10，当r/D=0.06， 取0.294，当r/D=0.10时，取0.335,故取系数为0.32，δ取300 mm 带入各值得：废水处理槽有效容积（V ）()()2230.3220.32320.3833.1776V D L m δ=⨯+=⨯+⨯⨯=净有效容积（V 1）()()()()()()2312312313340.32219.332220.32223.971670.32228.31m V D m m V D m m V D m δδδ==⨯+===⨯+===⨯+= 当时，L-mb=4.66,L-mb 当时，L-mb=5.78,L-mb 当时，L-mb=6.33,L-mb4.1.5转盘的转速计算转盘的转速（n 0,单位为r/min ）1016.370.9V n D Q ⎛⎫=- ⎪⎝⎭式中：Q 1——每个处理槽的设计水量，m 3/d ；V 1——每个处理槽的容积，m 3。
带入各值得：3110131101311016.37 6.3719.3312.430.90.9 1.68/m in 31806.37 6.3723.9723.080.90.9 1.62/m in 31806.37 6.3728.3133.730.90.9 1.3180V V m n r D Q V V m n r D Q V V m n D Q ⎛⎫⎛⎫==-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫==-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫==-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭当时，当时，当时，58/m in r4.2.二沉池设计4.2.1沉淀池表面积、直径沉淀池表面积：Q A q=式中A ——澄清区表面积，2m ；Q ——污水设计流量，用最大时流量，3/m h ； q ——表面水力负荷，()32/m m h m h 或/。
取表面水利负荷q ＝0.278mm/s ＝1m 3/ （m 2·h ）A ＝Q/q ＝75/1＝75m 2直径：9.77D m ==4.2.2二沉池有效水深二沉池有效水深：2Q t h qt A ==式中：t ——水力停留时间，h ；取水力停留时间t ＝1.3h ，21 1.3 1.3h qt m ==⨯=4.2.3二沉池污泥区容积二沉池污泥区容积：s s V RQ t = 式中：Vs ——污泥斗容积，3m R ——最大污泥回流比；s t——污泥在二沉池中的浓缩时间，h 。
取污泥区的贮泥时间s t ＝2h30.72752108s s V RQ t m ==⨯⨯=4.2.4二沉池总高度H二沉池总高度H ：1235H =h +h +h +h式中：h 1——沉淀池超高，m ，一般取0.3mh 3——缓冲层高度，m ，取0.6mh 5=(0.8-0.3)tan55°＝0.714m则： H=0.3+1.3+0.6+0.714=2.914m五、工艺流程图六、主要构筑物图见附图七、设计说明1、生物转盘（biological disc）生物转盘是一种好氧处理污水的生物反应器，由水槽和一组圆盘构成，圆盘下部浸没在水中，圆盘上部暴露在空气中，圆盘表面生长有生物群落，转动的转盘周而复始地吸附和生物氧化有机污染物，使污水得到净化。
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填料载体上生长繁育，形成膜状生物性污泥－－－生物膜。
污水经沉淀池初级处现后与生物膜接触，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。
转金表面覆有空气罩，从曝气管中释放出的压缩空气驱动空气罩使转金转动，当转金离开污水时，转金表面上形成一层薄薄的水层，水层也从空气中吸收溶解氧。
2、二沉池（secondary settling tank）接纳废水二级处理的出水，用以去除生物悬浮固体的沉淀池。
在活性污泥法中，从曝气池流出的混合液在二次沉淀池中进行泥水分离和污泥浓缩，澄清后的出水溢流外排，浓缩的活性污泥部分回流至曝气池，其余作为剩余污泥外排。
