介紹了城市汙水處理泵站項目中常用格柵的類型、結構組成、工作原理,並結合實際案例介紹了汙水泵站項目格柵選型方法。對過去汙水泵站格柵選型盲目追求“進口時髦”,而不針對使用工況的現象提出了思考和建議。接下來是詳細的介紹。
1、前言
城市汙水處理係統可以包括一級處理、二級處理和深度處理,但無論哪種處理工藝,都必須經過汙水預處理。預處理過程就去除有害汙染物而言,可能不起關鍵作用,容易成為汙水係統建設被忽略的環節,但預處理對於保證整個汙水處理廠的正常運轉則是至關重要的。因此,頂處理過程的設備選型、使用維護應該引起足夠的重視。
汙水格柵是用來去除可能堵塞水泵機組及管道閥門 河南汙水站運營 的較粗大懸浮物,保證後續處理設施能正常運行,由一組(或多組)相平行的金屬柵條和框架組成,截留廢水中粗大汙物的預處理設施。一般城市汙水泵站的第一道格柵叫粗格柵,設計柵距一般在10~40mm左右,常用類型為鋼繩式粗格柵機和高鏈式粗格柵機。汙水泵站的格柵可以認為是城市排水係統中第一道真正意義上的預處理設施,其處理效果、運行管理對於後續的管網運行、一級處理都有著重要的影響。
2、格柵分類、基本原理及其技術特征
格柵種類及分類方式很多,按格柵距劃分可分為粗格柵、細格柵,按總體可分為篩網(條)和格柵機兩大類。篩網適用於低懸浮物濃度汙水,格柵機適用於較高懸浮物濃度汙水。由於我國城市汙水管網多為“合流製”,汙水泵站納汙係統工況複雜,含有較高懸浮物,城市汙水處理係統工藝中普遍采用的固液篩分專用設備作為預處理設備。
汙水提升泵站實際使用過程中一般采用柵距在10~20mm之間的粗格柵機,基本類型有:臂式格柵機、鏈式格柵機(GL型)、鋼繩式格柵機、回轉式格柵機(HF型),此外還有較為新型的反撈式格柵機(FHL)和在國外應用較多的轉鼓式格柵清汙機、粉碎型格柵清汙機等。
選用格柵設備時需要控製的主要技術指標有:1有效深度(溝深)、2有效寬度(柵寬)、3柵條間隙、4安裝角度、5進水水質、水溫、6最大流量。
3、不同類型格柵的基本原理、適用範圍和優缺點比較
1)臂式格柵機
臂式格柵除汙機,可在固定的軌道上移動清撈汙物,主要適用於大、中型雨、汙水泵站及城市防汛防洪泵站,可適合於池深在10m左右。格柵用扁鋼加工製作,柵條淨間隙一般為50-100㎜,總寬度可在5-30m範圍內根據進水流量選擇。
2)鏈式格柵除汙機(GL)
由傳動裝置、框架、除汙耙、撇渣機構、同步鏈條、柵條等組成。機內兩側各有一圈鏈條作同步運轉,當鏈條由除汙機上部的驅動裝置帶動後,耙架受鏈條鉸結點 河南汙水站運營 和導軌的約束作平麵運動,當耙板運動到除渣口部位時,除渣裝置在重力作用下,把耙板上的汙物鏟刮到除渣口,該機適用於汙水或雨水等水深不超過2米的泵站,以及汙水處理廠,以去除汙水中粗大漂浮物,對後續工序起保護作用和減輕負荷作用。該除汙機為鏈傳動固定式結構,所有傳動件全部在水上,防腐性好,便於維護保養。
3)繩式格柵除汙機
此類格柵適用於雨水及汙水處理站或汙水處理廠內,用於去除水中粗大懸浮物或漂浮物,最適合於較深的除汙井。
4)回轉式格柵除汙機
此類格柵是目前汙水處理行業試用最普遍的一種格柵。其性能特點如下:
工作原理:當含有漂浮物或較小尺寸固體顆粒物的汙水經過格柵時,漂浮物和大於格柵間隙的顆粒物、纖維等如水草、煙頭、木屑、麻絲等廢棄物被攔截在耙齒上,通過連續運轉的回轉式機械格柵從柵井中將截留物提升上來,到達排渣口後,依靠柵渣的自重和具有特殊構造的頭部結構,柵渣從排渣口落入柵渣輸送設備如皮帶機、螺旋輸送機、輸送小車等運送到柵渣處理設施或場所。可實現連續清汙,全過水斷麵清汙。
5)反撈式格柵機
一般作為中粗格柵使用,是回轉式格柵機的替代產品,多用於大型給排水係統。反撈式格柵除汙機主要由架體、牽引鏈、傳動係統、齒耙組合、主柵、副柵、上下導輪組合等組成。齒耙固定於鏈條上,鏈條沿導軌運行,齒耙從柵條的後部下行,從底部運行至柵條前部,從下向上地將被柵條攔截的漂浮物順著擋板撈至卸渣口處,卸入柵渣車中。特點:1、除汙耙柵條後下行、柵條前上行撈渣,不會將柵渣帶入水下,撈渣徹底。2、水下設活動副柵,底部無沉積死角。3、全封閉式傳動鏈,無纏繞。設機械、電氣雙重過濾保護安全可靠。
6)轉鼓式格柵除汙機(ZG)
型轉鼓式格柵適用於大型汙水提升泵站。工作原理:設備與水平麵呈35°安裝在水渠中,汙水從鼓的端頭通過柵網的柵縫流出,固體垃圾被過濾在柵網筐內,耙齒清潔臂 河南汙水站運營 在滾動時清理格柵縫隙,垃圾通過變螺距的作用脫水,在最上端壓縮區被擠幹,最後柵渣擠幹脫水後排出。
主要特點:
1、即使厚度小於格柵縫隙的許多汙物也能被分離出來;
2、格柵裝備有衝洗裝置,擋耙裝置,具有自淨功能;
3、過水流量大,水頭損失少,而且格柵前的堆積平麵減少;
4、壽命長;
5、通過格柵一體化打撈,輸送,壓縮處理,減少了垃圾的後繼處理費用;
6、可靠性高,不易被纏繞卡死,不需經常維修。
7)粉碎型格柵除汙機
一般運用於小型汙水泵站,由驅動部件、切割刀片、墊片、主動軸、從動軸、中間軸支承、密封裝置、箱體、轉鼓、軸襯導流裝置、自動耦合裝置、溢流格柵等格柵附件及控製係統組成。工作原理:當夾裹著固體顆粒的汙水經過粉碎機時,顆粒被格柵截留,經衝洗或旋轉導向下進入粉碎機,被相向旋轉的切割刀片切割成細小的顆粒,隨汙水一起流入後續處理工序。主要的優點是占地小,直接將汙水 河南汙水站運營 中粗渣粒磨碎後排入管道,無需棄渣,適合地下式一體化提升泵、使用方便,無需值守、格柵效果好,但過流量有限,為避免卡死需不間斷運行,能耗高、同時刀片磨損維修費較高。
4、格柵選型的要點
一個汙水提升泵站建設方案論證時,建設者應該根據片區汙水納汙係統,結合該泵站使用工況、場地要求、以及運行維護模式等多種因素綜合判斷選擇格柵機的類型,切忌盲目求新、或者盲目照搬國外的模式。筆者認為,格柵機類型選擇應該根據下列要素進行:1)投資規模,短期成本及長期成本評估;2)泵站占地及格柵間設置大小;3)最大過流能力校核、水頭差、進水水質工況分析;4)維修及更換服務;5)單位能耗;6)汙水提升水泵與格柵的兼容性;7)後續水質處理工藝要求。
根據上述要點,結合各類型格柵機的特點進行比較篩選,綜合評判,再根據主要技術指標確定該類型格柵具體規格。

5、格柵選型案例分析
我國城市汙水處理事業發展起步較晚,70年代末期才開始新建第一座大型汙水處理廠。30年來,通過不斷探索、學習、吸收和借鑒歐美等西方國家的技術經驗已取得了飛躍式發展,這是毋庸置疑的,但是在發展過程中,片麵追求時髦工藝,未充分考慮本地區的進水水質、處理水量、能耗、後續服務、手續水質處理等問題,就會導致許多問題。因此,認真總結和思考發展過程中出現的教訓和不足十分重要。
我國東部地區,某市自2003年首次在汙水泵站引入並使用了4座小型汙水泵站後,經過7年不斷對該市舊有泵站的新(擴、改)建後,在25座汙水泵站使用了35台不同廠家生產的不同型號粉碎型格柵,成為了國內汙水泵站中應用粉碎型格柵最早、數量最多的城市。好文閱讀:城市汙泥處置技術!
然而,在後來的使用過程中,通過對比發現,該類型的格柵機建設成本相對於普通機械格柵的4~5倍,同時設備維修周期長、零部件更換、維修成本非常高。進口刀片3~5年更換費用就達到數十萬元,通過統計還發現,粉碎型格柵機由於一般采取不間斷運行的常開模式,還伴隨著水頭損失較大、單位汙水處理運行能耗倍增的現象。粉碎型格柵雖可避免中途泵站對柵渣的打撈和二次處理,但是經其粉碎後粒徑較小且隨水流入汙水廠後,中粗格柵已無法攔截清除,相當於該部分垃圾的清理工作轉嫁由汙水處理廠細格柵承當,同時較大顆粒會進入粗沉池等後續處理設施,造成汙泥處理在後一處理階段難度加大,負荷增加。
無獨有偶,在我市最近完成的岱山路汙水 河南汙水站運營 提升泵站及其出水管改建工程中,有類似現象。原泵站建於90年代末期,當時粉碎型格柵機正進入國內汙水處理市場不久,國外廠商大肆開拓市場,在項目建設論證階段,政府也鼓勵推廣新型的應用技術,設計者就直接在設計階段選擇了該類型新型進水格柵作為預處理設施。結果,由於粉碎型格柵機出水水頭受限製、該片區入水的絮狀纖維物含量又較多,經常容易造成格柵堵轉。管理單位不得不定期使用人工方式對格柵上的附著物進行清理,泵站停水檢修造成大量不便。同時,隨著城市開發汙水排放增加,泵站負荷增大,該類型格柵機的出水能力製約了泵站擴容。於是,於2012年政府投入了151萬元更換了入水2台格柵機型號,采用與工況相適應的回轉式格柵除汙機、改造泵站及入水格柵間、拓寬出水管網,才解決了這個困擾多年的問題。
6、總結
通過了解汙水格柵機類型優點、缺點、技術參數要求以及選型關鍵要素,結合上述案例,不難得出下述結論:汙水城市汙水泵站格柵選型應結合該片區實際情況,應充分考慮泵站占地、工程投資、能耗、阻水水頭差、格柵出水能力要求、維修及更換服務的便捷性和可靠性、汙水提升水泵兼容性、後續水質處理工藝等多種要素統籌考慮。不能不結合實際工況,以“新”為是。否則,就將難以充分發揮各種格柵技術的相對優勢,還可能陷入技術的囹圄。
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