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南京工程学院课程设计说明书(论文)题目生物转盘设计课程名称水污染控制工程院系康尼学院专业环境工程姓名许瑞青学号240084932设计地点基础实验中心 D-201设计起止时间：2011 年6 月7 日至2011 年6 月17 日目录目录 ........................................................................................................ - 1 - 生物转盘的设计计算 ........................................................................... - 2 -一、生物转盘的设计计算方法 ..................................................... - 2 -二、设计参数 ................................................................................. - 2 -三、工艺设计流程图及水处理的计算 ......................................... - 3 -3.1、工艺流程的比较 .................................................................... - 3 -四、出水时个物质的量计算 ......................................................... - 5 -五、设计参数计算 ......................................................................... - 5 -5.1、转盘总面积（A ，单位为2m ）： .................................... - 5 -5.2、转盘盘片数（m ）: ......................................................... - 6 -5.3、污水处理槽有效长度（L ）： ......................................... - 6 -5.4、废水处理槽有效容积（V ） ........................................... - 6 -5.5、转盘转速（0n ，单位为min /r ）： .................................. - 7 -六、 参考文献 ............................................................................. - 7 -七、总结 ......................................................................................... - 7 -八、致谢 ......................................................................................... - 8 -生物转盘的设计计算一、生物转盘的设计计算方法（1） 通过实验求得需要的设计参数：设计参数如有机负荷、水力负荷、停留时间等可通过实验求得。
1.生物转盘的工作原理？
答:生物转盘是由盘片,接触反应槽、转轴及驱动装置所组成。
盘片串联成组,其中贯以转轴,转轴的两端安设在半圆形的接触反应槽的支座上。
转盘面积的45%~50%浸没在槽内的污水中,转轴高出水面10~25cm。
盘片上夹杂着生物膜,因此,盘片是生物膜的载体,起着生物滤池中滤料的相同作用。
运行时,转盘表面的生物膜交替与废水和大气相接触。
与废水接触时,生物膜吸附废水中的有机物,同时也分解所吸附的有机物;与空气接触时,可吸附空气中的氧,并继续氧化所吸附的有机物。
这样,盘片上的生物膜交替与废水和大气相接触,反复循环,使废水中的有机物在好氧微生物(即生物膜)作用下得到净化。
盘片上的生物膜不断生长和不断自行脱落,所以在转盘后应设二次沉淀池。
生物转盘技术一、生物转盘介绍生物转盘的主体有一个水槽是半圆的形状的将会同它配合还有一组盘片是圆形的，并且生物转盘的主题是在水平轴上固定垂直的。
工作的时候，废水将会流过水槽，电动机就会转动转盘，生物膜和废水与大气轮替接触，浸没时吸附废掉水中的有机物，敞露时将会吸收大气中大量的氧气。
微生物生长并形成一层生物膜附着在盘片表面浸没在废水中，上半部敞露在大气中。
转盘的转动，带进空气，并且还会引起水槽内废水泳动，能够均匀分布槽内废水的溶解氧。
随着膜的增厚，内层的微生物呈现厌氧状态，当其失去活性时则使生物膜自盘面脱落，并随同出水流至二次沉淀池生物膜的厚度约为0.5～2.0 nm。
根据具体的情况，也可采用空气驱动或水轮驱动。
通常驱动装置采用的电动机都会选择有减速装置的。
水槽可以用钢板或钢筋混凝土来制作，断面的直径一般为20～40mm 比转盘略大些，使转盘既可以在槽内自由转动，脱落的残膜又不至于会留在槽内。
为防止转盘设备遭受风吹雨打和日光曝晒，应设置在房屋内。
并且我们要按照相关的知识和技术进行处理。
二、生物转盘技术生物转盘污水处理适用于小城镇污水处理、造纸厂污水处理、小型化工业污水处理、煤气站污水处理，等等污水处理量较小的工程，都能很好的适用生物转盘工艺是生物膜法的一种，通过润壁型旋转式处理设备，借助附着在盘片载体上的微生物菌群摄取污水中的有机污染物作为营养，使污水得到净化。
生物转盘处理过程描述：污水流入初沉池，固体颗粒及悬浮物在这里沉淀，并定期抽出外运。
抽出周期可以根据水质情况进行调整。
；污水经过初沉池后进入生物反应区，在这里进行生物氧化反应，去除大部分有机物及氮磷物质。
脱落的生物膜随着混合液进入二沉池。
经过二沉池沉淀，澄清后外排。
生物转盘污水处理技术特点；集约化、模块化设计，可大幅度减少占地面积；盘片采用特殊材质，覆膜速度快，不易脱落，处理效果好；转盘结构设计简单、先进、合理，易拆卸运输；运行管理简单，可无人值守；无噪音、异味等二次污染产生；运行费用极为低廉。
生物膜法的主要特点：①对废水水质、水量变化适应性强，操作稳定性好②不会发生污泥膨胀，运转管理较方便③在运行方面灵活性较差④剩余污泥量较少⑤可采用自然通风供氧⑥生物膜中的生物相丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布⑦设备容积负荷有限，空间效率较低。
生物转盘法自1954年德国建立第一座生物转盘污水厂后，在欧洲已有上千座，发展迅速。
我国于20世纪70年代开始进行研究，在印染、造纸、皮革和石油化工等行业的工业废水处理中得到应用，效果较好。
生物转盘也适用于处理高浓度废水。
在设计生物转盘时，常用BOD面积负荷,而生物滤池、生物接触氧化法多用BOD容积负荷，并且与塔式生物滤池、生物接触氧化法的BOD容积负荷比较时，一般均低于后二者。
所以生物转盘自身具有很多优点，但处理效率并不很高。
生物转盘系统除有效地去除有机污染物外，如运行得当可具有硝化、脱氮与除磷的功能。
机理：与生物滤池基本相同，但构造形式与生物滤池很不相同。
当圆盘浸没于污水中时，污水中的有机物呗盘片上的生物膜吸附，当圆盘离开污水时，盘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，圆盘每转动一圈，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，同时圆盘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。
优缺点：优点：（1）能耗低，管理方便；（2）产泥量少，固液分离效果好（1kgBOD5产泥量约为0.25kg，含水率95~96%）；（3）脱落的生物膜比活性污泥法易沉淀，不会发生堵塞现象，净化效果好（如3~4级串联，BOD5去除率一般可达90~95%）；（4）可用来处理浓度高的有机废水（进水BOD5达1000mg/L）；（5）废水与盘片上生物膜的接触时间比滤池长，可忍受负荷的突变；（6）耗电量少（无曝气和污泥回流装置）（去除1kgBOD5耗电量约为0.7kWh）；（7）生物膜培养时间短（一般7~10天即可完成）缺点：（1）占地面积较大；（2）有气味产生，对环境有一定的影响；（3）在寒冷的地区需做保温处理。
带你了解生物转盘！生物转盘(简称RBC)是一种生物膜法污水处理技术，该工艺具有系统设计灵活、安装便捷、操作简单、系统可靠、操作和运行费用低等优点；不需要曝气，也无需污泥回流，节约能源，同时在较短的接触时间就可得到较高的净化效果。
其净化有机物的机理与生物滤池基本相同，但构造形式却与生物滤池不同。
构造生物转盘是由水槽和部分浸没于污水中的旋转盘体组成的生物处理构筑物，主要包括旋转圆盘(盘体)、接触反应槽、转轴及驱动装置等，必要时还可在氧化槽上方设置保护罩起遮风挡雨及保温作用。
盘体是由装在水平轴上的一系列间距很近的圆盘所组成，其中一部分浸没在氧化槽的污水中，另一部分暴露在空气中。
作为生物载体填料，转盘的形状有平板、凹凸板、波纹板、蜂窝、网状板或组合板等，组成的转盘外缘形状有网形、多角形和圆筒形。
盘片串联成组，固定在转轴上并随转轴旋转，对盘片材质的要求是质轻高强，耐腐蚀，易于加工，价格低廉。
盘片的直径一般为2～3 m，盘片厚度1～15 mm。
目前常用的转盘材质有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和不饱和树脂玻璃钢等。
转盘的盘片间必须有一定的间距，以保证转盘中心部位的通气效果，标准盘间距为30 mm，若为多级转盘，则进水端盘片间距25～35 mm，出水端一般为10～20 mm，具体可根据工艺需要进行调节。
氧化槽一般做成与盘体外形基本吻合的半圆形，槽底设有排泥和放空管与闸门，槽的两侧设有进出水设备。
常用进出水设备为三角堰。
对于多级转盘，氧化槽分为若干格，格与格之间设有导流槽。
大型氧化槽一般用钢筋混凝土制成．中小型氧化槽多用钢板焊制。
转动轴是支撑盘体并带动其旋转的重要部件，转动轴两端固定安装在氧化槽两端的支座上。
一般采用实心钢轴或无缝钢管，其长度应控制在0.5～7.0 m之间。
转动轴不能太长，否则往往由于同心度加工不良，容易扭曲变形，发生磨断或扭断。
转轴中心应高出槽内水面至少150 nm，转盘面积的20%～40%左右浸没在槽内的污水中。
生物转盘的运行管理（一）生物转盘的投产生物转盘与生物滤池同属生物膜法生物处理设备,因此,在转盘正式投产,发挥净化污水功能前,首先需要使转盘面上生长出生物膜挂膜.生物转盘挂膜的方法与生物滤池的方法相同.因转盘槽氧化槽内可以不让污水或废水排放,故开始时,可以按照培养活性污泥的方法,培养出适合于待处理污水的活性污泥,然后将活性污泥置于氧化槽中如有条件,直接引入同类废水处理的活性污泥更佳,在不进水的情况下使盘片低速旋转12-24小时,盘片上便会黏附少量微生物,接着开始进水,进水量依生物膜逐渐生长而由小到大,直至满负荷运行.生物转盘挂膜亦可按生物滤池培驯微生物的方法进行,这样可省去污泥培驯步骤,但整个周期稍长.用于硝化的转盘,挂膜时间要增加2-3周,并注意将进水生化需氧量浓度控制在30毫克/升以下.因自养硝化细菌世代时间长,繁殖生长慢,若进水有机物浓度过高,回使膜中异常细菌占优势,从而抑制自养菌的生长.当水这出现亚硝酸盐时,表明硝化均在生物膜上已占优势,挂膜工作宣告结束.挂膜所需的环境条件与前述生物处理设备微生物培驯时相同,即要求进水具有合适的营养、温度、pH值等,避免毒物的大量进入；因初期膜量少,盘片转速低些,以免使氧化槽内溶解氧过高.二生物相的观察生物转盘上的生物膜的特点与生物滤池上的生物膜完全相同,生物呈分级分布,第一级生物往往以菌胶团细菌为主,膜亦最厚,随着有机物浓度的下降,以下数级依次出现丝状菌、原生动物及后生动物,生物的种类不断增多,但生物膜量即膜的厚度减少,依污水水质的不同,每一级都有其特征性的生物类群.当水质浓度或转盘负荷有所变化时,特征性生物层次也随之前推或后移.通过生物相的观察可了解生物转盘的工作状况,发现问题,及时解决.正常的生物膜较薄,厚度约15毫米左右,外观粗糙,带黏性,呈灰褐色.盘片上过剩生物膜的时脱落,这是正常的更替,随之即被新膜覆盖.用于硝化的转盘,其生物膜较多,外观光滑,呈金黄色.三生物转盘的检修维护为了保持生物转盘的正常运行,应对生物转盘的所有机械设备定期维护.四异常问题及其预防措施一般来说,生物转盘是生化处理设备中最为简单的一种,只要设备运行正常,往往会获得令人满意的处理效果.但在水质、水量、气候条件大幅度变化的情况下,加上操作管理不慎,也会影响或破坏生物膜的正常工作,并导致处理效果的下降.常见的异常现象有如下几种.1、生物膜严重脱落在转盘启动的两周内,盘面上生物膜大量脱落是正常的,当转盘采用其他水质的活性污泥来接种时,脱落现象更为严重.但在正常运行阶段,膜的大量脱落会给运行带来困难.产生这重情况的主要原因可能是由于进水中喊有过量毒物或抑制生物生长的物质,如重金属、氯或其他有机毒物.此时应及时查明毒物来源、浓度、排放的频率与时间,立即将氧化槽内的水排空,用其他废水稀释.彻底解决的办法是防止毒物进入；如不能控制毒物进入时应尽量避免负荷达到高峰,或在污染源采取均衡的办法,使毒物负荷控制在允许的范围内.pH值突变是造成生物严重脱落的另一原因,当进水pH值在6.0-8.5范围时,运行正常,膜不会大量脱落.若进水pH值急剧变化,在pH小于5或大于10.5,将导致生物膜大量脱落.此时,应投加化学药剂予以中和,以使进水pH值保持在6.0-8.5的正常范围内.2、产生白色生物膜当进水发生腐败或含有高浓度的硫化物如硫化氢、硫化钠、硫酸钠等,或负荷过高使氧化槽内混合液缺氧时,生物膜中硫细菌如贝氏硫细菌或发硫细菌会大量繁殖,并占优势.有时除上述条件外,进水偏酸性,使膜中丝状真菌大量繁殖.此时,盘面会呈白色,处理效果大大下降.防止产生白色生物膜的措施有：1、对原水进行予瀑气；2、投加氧化剂如水、硝酸钠等；以提高污水的氧化还原电位；3、对污水进行脱硫予处理；4、消除超负荷状况,增加第一级转盘的面积,将一、二级串联运行改为并联运行以降低第一级转盘的附负荷.3、固体的累积沉砂池或初沉池中悬浮固体去除率不佳,会导致悬浮固体在氧化槽内积累并堵塞废水进入的通道.挥发性悬浮固体主要是脱落的生物膜在氧化槽内大量积累也会产生腐败、发臭、并影响系统运行.在氧化槽中积累的固体物数量上升时,应用泵将其抽去,并检验固体的类型,以针对产生累积的原因加以解决.如属原生固体积累则应加强生物转盘予处理系统的运行管理；若系次生固体积累,则应适当增加转盘的转速,增加搅拌强度,使其便于同出水一道排出.4、污泥漂浮从盘片上脱落的生物膜呈大块絮状.一般用二沉池加以去除.二沉池的排泥周期通常采用4小时.周期过长会产生污泥腐化；周期过短,则会加重污泥处理系统的负担.当二沉池去除效果不佳或排泥不足或排泥不即使等都会形成污泥漂浮现象.由于生物转盘不需要回流污泥,污泥漂浮现象不会影响转盘生化需氧量的去除率,但会严重影响出水水质.因此,应及时检查排污设备,确定是否需要维修,并根据实际情况适当增加排泥次数,以防止污泥漂浮现象的发生.生物转盘生物转盘又称旋转生物接触器或转盘式生物滤池,是一种生物膜法处理设备⑴工作原理生物转盘去除废水中有机污染物的机理与生物滤池基本相同,但构造形式却完全不同.在生物滤池中,生物膜为固定式,但是在生物转盘中,生物膜处于运动状态.生物转盘的核心处理装置是表面附有生物膜的盘片.典型的生物转盘由安装在水平轴上的一系列间距很小的圆盘或多角盘片组成,约40％～45％的盘片面积浸没于半圆形槽的废水中.生物转盘旋转时,生物膜与废水及空气交替接触.生物转盘可以分为单级单轴、单级多轴和多级多轴等形式,级数的多少主要根据污水的水质、水量和处理要求来确定.⑵生物转盘的工艺特征①微生物浓度高.②生物相分级,有利于微生物生长和有机物降解.③污泥龄长.④耐冲击负荷能力强.⑤生物膜上的微生物的食物链较长,产泥量较少,运行时不需曝气和污泥回流,而且动力消耗和运行费用低.⑥无生物量调节和污泥膨胀的问题,机械设备简单,便于维护管理⑶生物转盘的构造生物转盘主要由盘体、氧化槽、转轴以及驱动装置三部分组成.①盘体盘体作为生物膜的载体是生物转盘最重要的部分.它是挂膜介质,应具有质轻、耐腐蚀、易于挂膜、不变形、易于取材、便于加工等性质.盘片的形状有圆形或正多边形或多棱角形平板.为了提高单位体积盘片的表面积,也可采用正多角形和表面呈同心圆状波纹或放射状波纹的盘片.盘片直径一般为1～4m.盘片的间距一般为15～30mm,这主要考虑不为生物膜增厚所堵塞,并保证良好的通风等条件而确定的.②氧化槽氧化槽又称曝气槽或接触反应槽,可用钢筋混凝土建成,也可用钢板或塑料板制作.为了避免水流短路及沉积和产生死角,氧化槽的断面大多做成与盘片外形基本吻合的半圆形.③转动轴及驱动装置转动轴是用来固定盘片并带动其旋转的装置,一般采用实心钢轴或无缝钢管制成,两端固定安装在氧化槽两端的支座上.转动轴的中心与氧化槽水面的距离一般不应小于150mm,要根据转动轴直径与水力损失而定,并保证转动轴在液面之上.生物转盘的驱动方式分为电力机械驱动、空气驱动及水力驱动等.大多数情况下采用电力机械驱动.驱动装置通过转动轴带动生物转盘一起转动,盘体的旋转速度对水中氧的溶解程度和槽内水流状态均有较大影响.搅拌强度过小,影响充氧效果并使槽内水流混合不好,搅拌强度过大,会损坏设备的机械强度,消耗电能,使生物膜过早剥离.因此,必须选择适宜的转盘转速.⑷生物转盘的类型随着生物转盘技术的发展,好氧生物转盘出现了多种形式,①电力机械驱动生物转盘这是生物转盘的常见形式.②空气驱动生物转盘即利用空气作为动力来驱动转盘转动的.在转盘的外周设有空气罩,在转盘下侧设有曝气管,在管上均等地安装扩散器,空气从扩散器均匀地吹向空气罩,均生浮力使转盘转动.特点是：氧化槽内废水溶解氧浓度高,在相同的负荷条件下,BOD的去除率较高；生物膜较薄,但有较强的活性；简化了驱动装置,并可通过调节阀改变空气流量,从而改变转盘的转速；操作维护和管理方便.③与曝气池组合式生物转盘这是一种效果好、效率高、比较经济的处理设备.在曝气池上侧设生物转盘,转盘用空气驱动,盘片的40％浸没于水中,可提高原有设备处理能力和处理效率,减少占地面积,生物量高,活性强,污泥量少且易于沉淀,动力消耗少,而且附加设备费用低.④藻类生物转盘这是为去除二级处理出水中的无机营养物质,控制水体富营养化而提出的设计方案,主要特点是加大了盘间的距离,增加受光面,接种经筛选的藻类,在盘片上形成菌藻共生体系.藻类光合作用释放出的氧,提高了废水中的溶解氧,为好氧微生物提供了丰富的氧源,而微生物代谢所放出的二氧化碳则为藻类利用的主要碳源.在菌藻共生的作用下,废水得到净化.⑤水动生物转盘这是利用水流带动转盘旋转的形式,可通过废水落差驱动或射流带动生物转盘,不需要电能,可提高净化效率,节省动力消耗.。
生物膜法的主要特点：①对废水水质、水量变化适应性强，操作稳定性好②不会发生污泥膨胀，运转管理较方便③在运行方面灵活性较差④剩余污泥量较少⑤可采用自然通风供氧⑥生物膜中的生物相丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布⑦设备容积负荷有限，空间效率较低。
生物转盘法自1954年德国建立第一座生物转盘污水厂后，在欧洲已有上千座，发展迅速。
我国于20世纪70年代开始进行研究，在印染、造纸、皮革和石油化工等行业的工业废水处理中得到应用，效果较好。
生物转盘也适用于处理高浓度废水。
在设计生物转盘时，常用BOD面积负荷,而生物滤池、生物接触氧化法多用BOD容积负荷，并且与塔式生物滤池、生物接触氧化法的BOD容积负荷比较时，一般均低于后二者。
所以生物转盘自身具有很多优点，但处理效率并不很高。
生物转盘系统除有效地去除有机污染物外，如运行得当可具有硝化、脱氮与除磷的功能。
机理：与生物滤池基本相同，但构造形式与生物滤池很不相同。
当圆盘浸没于污水中时，污水中的有机物呗盘片上的生物膜吸附，当圆盘离开污水时，盘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，圆盘每转动一圈，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，同时圆盘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。
优缺点：优点：（1）能耗低，管理方便；（2）产泥量少，固液分离效果好（1kgBOD5产泥量约为0.25kg，含水率95~96%）；（3）脱落的生物膜比活性污泥法易沉淀，不会发生堵塞现象，净化效果好（如3~4级串联，BOD5去除率一般可达90~95%）；（4）可用来处理浓度高的有机废水（进水BOD5达1000mg/L）；（5）废水与盘片上生物膜的接触时间比滤池长，可忍受负荷的突变；（6）耗电量少（无曝气和污泥回流装置）（去除1kgBOD5耗电量约为0.7kWh）；（7）生物膜培养时间短（一般7~10天即可完成）缺点：（1）占地面积较大；（2）有气味产生，对环境有一定的影响；（3）在寒冷的地区需做保温处理。
