介紹了城市污水處理泵站項(xiàng)目中常用格柵的類型、結(jié)構(gòu)組成、工作原理，并結(jié)合實(shí)際案例介紹了污水泵站項(xiàng)目格柵選型方法。對(duì)過(guò)去污水泵站格柵選型盲目追求“進(jìn)口時(shí)髦”，而不針對(duì)使用工況的現(xiàn)象提出了思考和建議。接下來(lái)是詳細(xì)的介紹。
1、前言
城市污水處理系統(tǒng)可以包括一級(jí)處理、二級(jí)處理和深度處理，但無(wú)論哪種處理工藝，都必須經(jīng)過(guò)污水預(yù)處理。預(yù)處理過(guò)程就去除有害污染物而言，可能不起關(guān)鍵作用，容易成為污水系統(tǒng)建設(shè)被忽略的環(huán)節(jié)，但預(yù)處理對(duì)于保證整個(gè)污水處理廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)則是至關(guān)重要的。因此，頂處理過(guò)程的設(shè)備選型、使用維護(hù)應(yīng)該引起足夠的重視。
污水格柵是用來(lái)去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門 河南污水站運(yùn)營(yíng) 的較粗大懸浮物，保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行，由一組(或多組)相平行的金屬柵條和框架組成，截留廢水中粗大污物的預(yù)處理設(shè)施。一般城市污水泵站的第一道格柵叫粗格柵，設(shè)計(jì)柵距一般在10~40mm左右，常用類型為鋼繩式粗格柵機(jī)和高鏈?zhǔn)酱指駯艡C(jī)。污水泵站的格柵可以認(rèn)為是城市排水系統(tǒng)中第一道真正意義上的預(yù)處理設(shè)施，其處理效果、運(yùn)行管理對(duì)于后續(xù)的管網(wǎng)運(yùn)行、一級(jí)處理都有著重要的影響。
2、格柵分類、基本原理及其技術(shù)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(xì)格柵，按總體可分為篩網(wǎng)(條)和格柵機(jī)兩大類。篩網(wǎng)適用于低懸浮物濃度污水，格柵機(jī)適用于較高懸浮物濃度污水。由于我國(guó)城市污水管網(wǎng)多為“合流制”，污水泵站納污系統(tǒng)工況復(fù)雜，含有較高懸浮物，城市污水處理系統(tǒng)工藝中普遍采用的固液篩分專用設(shè)備作為預(yù)處理設(shè)備。
污水提升泵站實(shí)際使用過(guò)程中一般采用柵距在10~20mm之間的粗格柵機(jī)，基本類型有：臂式格柵機(jī)、鏈?zhǔn)礁駯艡C(jī)(GL型)、鋼繩式格柵機(jī)、回轉(zhuǎn)式格柵機(jī)(HF型)，此外還有較為新型的反撈式格柵機(jī)(FHL)和在國(guó)外應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)鼓式格柵清污機(jī)、粉碎型格柵清污機(jī)等。
選用格柵設(shè)備時(shí)需要控制的主要技術(shù)指標(biāo)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(jìn)水水質(zhì)、水溫、6最大流量。
3、不同類型格柵的基本原理、適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)比較
1)臂式格柵機(jī)
臂式格柵除污機(jī)，可在固定的軌道上移動(dòng)清撈污物，主要適用于大、中型雨、污水泵站及城市防汛防洪泵站，可適合于池深在10m左右。格柵用扁鋼加工制作，柵條凈間隙一般為50-100㎜，總寬度可在5-30m范圍內(nèi)根據(jù)進(jìn)水流量選擇。
2)鏈?zhǔn)礁駯懦蹤C(jī)(GL)
由傳動(dòng)裝置、框架、除污耙、撇渣機(jī)構(gòu)、同步鏈條、柵條等組成。機(jī)內(nèi)兩側(cè)各有一圈鏈條作同步運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)鏈條由除污機(jī)上部的驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)后，耙架受鏈條鉸結(jié)點(diǎn) 河南污水站運(yùn)營(yíng) 和導(dǎo)軌的約束作平面運(yùn)動(dòng)，當(dāng)耙板運(yùn)動(dòng)到除渣口部位時(shí)，除渣裝置在重力作用下，把耙板上的污物鏟刮到除渣口，該機(jī)適用于污水或雨水等水深不超過(guò)2米的泵站，以及污水處理廠，以去除污水中粗大漂浮物，對(duì)后續(xù)工序起保護(hù)作用和減輕負(fù)荷作用。該除污機(jī)為鏈傳動(dòng)固定式結(jié)構(gòu)，所有傳動(dòng)件全部在水上，防腐性好，便于維護(hù)保養(yǎng)。
3)繩式格柵除污機(jī)
此類格柵適用于雨水及污水處理站或污水處理廠內(nèi)，用于去除水中粗大懸浮物或漂浮物，最適合于較深的除污井。
4)回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)
此類格柵是目前污水處理行業(yè)試用最普遍的一種格柵。其性能特點(diǎn)如下：
工作原理：當(dāng)含有漂浮物或較小尺寸固體顆粒物的污水經(jīng)過(guò)格柵時(shí)，漂浮物和大于格柵間隙的顆粒物、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(guò)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵從柵井中將截留物提升上來(lái)，到達(dá)排渣口后，依靠柵渣的自重和具有特殊構(gòu)造的頭部結(jié)構(gòu)，柵渣從排渣口落入柵渣輸送設(shè)備如皮帶機(jī)、螺旋輸送機(jī)、輸送小車等運(yùn)送到柵渣處理設(shè)施或場(chǎng)所。可實(shí)現(xiàn)連續(xù)清污，全過(guò)水?dāng)嗝媲逦邸?/div>
5)反撈式格柵機(jī)
一般作為中粗格柵使用，是回轉(zhuǎn)式格柵機(jī)的替代產(chǎn)品，多用于大型給排水系統(tǒng)。反撈式格柵除污機(jī)主要由架體、牽引鏈、傳動(dòng)系統(tǒng)、齒耙組合、主柵、副柵、上下導(dǎo)輪組合等組成。齒耙固定于鏈條上，鏈條沿導(dǎo)軌運(yùn)行，齒耙從柵條的后部下行，從底部運(yùn)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(diǎn)：1、除污耙柵條后下行、柵條前上行撈渣，不會(huì)將柵渣帶入水下，撈渣徹底。2、水下設(shè)活動(dòng)副柵，底部無(wú)沉積死角。3、全封閉式傳動(dòng)鏈，無(wú)纏繞。設(shè)機(jī)械、電氣雙重過(guò)濾保護(hù)安全可靠。
6)轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī)(ZG)
型轉(zhuǎn)鼓式格柵適用于大型污水提升泵站。工作原理：設(shè)備與水平面呈35°安裝在水渠中，污水從鼓的端頭通過(guò)柵網(wǎng)的柵縫流出，固體垃圾被過(guò)濾在柵網(wǎng)筐內(nèi)，耙齒清潔臂 河南污水站運(yùn)營(yíng) 在滾動(dòng)時(shí)清理格柵縫隙，垃圾通過(guò)變螺距的作用脫水，在最上端壓縮區(qū)被擠干，最后柵渣擠干脫水后排出。
主要特點(diǎn)：
1、即使厚度小于格柵縫隙的許多污物也能被分離出來(lái);
2、格柵裝備有沖洗裝置，擋耙裝置，具有自凈功能;
3、過(guò)水流量大，水頭損失少，而且格柵前的堆積平面減少;
4、壽命長(zhǎng);
5、通過(guò)格柵一體化打撈，輸送，壓縮處理，減少了垃圾的后繼處理費(fèi)用;
6、可靠性高，不易被纏繞卡死，不需經(jīng)常維修。
7)粉碎型格柵除污機(jī)
一般運(yùn)用于小型污水泵站，由驅(qū)動(dòng)部件、切割刀片、墊片、主動(dòng)軸、從動(dòng)軸、中間軸支承、密封裝置、箱體、轉(zhuǎn)鼓、軸襯導(dǎo)流裝置、自動(dòng)耦合裝置、溢流格柵等格柵附件及控制系統(tǒng)組成。工作原理：當(dāng)夾裹著固體顆粒的污水經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)時(shí)，顆粒被格柵截留，經(jīng)沖洗或旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向下進(jìn)入粉碎機(jī)，被相向旋轉(zhuǎn)的切割刀片切割成細(xì)小的顆粒，隨污水一起流入后續(xù)處理工序。主要的優(yōu)點(diǎn)是占地小，直接將污水 河南污水站運(yùn)營(yíng) 中粗渣粒磨碎后排入管道，無(wú)需棄渣，適合地下式一體化提升泵、使用方便，無(wú)需值守、格柵效果好，但過(guò)流量有限，為避免卡死需不間斷運(yùn)行，能耗高、同時(shí)刀片磨損維修費(fèi)較高。
4、格柵選型的要點(diǎn)
一個(gè)污水提升泵站建設(shè)方案論證時(shí)，建設(shè)者應(yīng)該根據(jù)片區(qū)污水納污系統(tǒng)，結(jié)合該泵站使用工況、場(chǎng)地要求、以及運(yùn)行維護(hù)模式等多種因素綜合判斷選擇格柵機(jī)的類型，切忌盲目求新、或者盲目照搬國(guó)外的模式。筆者認(rèn)為，格柵機(jī)類型選擇應(yīng)該根據(jù)下列要素進(jìn)行：1)投資規(guī)模，短期成本及長(zhǎng)期成本評(píng)估;2)泵站占地及格柵間設(shè)置大小;3)最大過(guò)流能力校核、水頭差、進(jìn)水水質(zhì)工況分析;4)維修及更換服務(wù);5)單位能耗;6)污水提升水泵與格柵的兼容性;7)后續(xù)水質(zhì)處理工藝要求。
根據(jù)上述要點(diǎn)，結(jié)合各類型格柵機(jī)的特點(diǎn)進(jìn)行比較篩選，綜合評(píng)判，再根據(jù)主要技術(shù)指標(biāo)確定該類型格柵具體規(guī)格。
5、格柵選型案例分析
我國(guó)城市污水處理事業(yè)發(fā)展起步較晚，70年代末期才開(kāi)始新建第一座大型污水處理廠。30年來(lái)，通過(guò)不斷探索、學(xué)習(xí)、吸收和借鑒歐美等西方國(guó)家的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)已取得了飛躍式發(fā)展，這是毋庸置疑的，但是在發(fā)展過(guò)程中，片面追求時(shí)髦工藝，未充分考慮本地區(qū)的進(jìn)水水質(zhì)、處理水量、能耗、后續(xù)服務(wù)、手續(xù)水質(zhì)處理等問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致許多問(wèn)題。因此，認(rèn)真總結(jié)和思考發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的教訓(xùn)和不足十分重要。
我國(guó)東部地區(qū)，某市自2003年首次在污水泵站引入并使用了4座小型污水泵站后，經(jīng)過(guò)7年不斷對(duì)該市舊有泵站的新(擴(kuò)、改)建后，在25座污水泵站使用了35臺(tái)不同廠家生產(chǎn)的不同型號(hào)粉碎型格柵，成為了國(guó)內(nèi)污水泵站中應(yīng)用粉碎型格柵最早、數(shù)量最多的城市。好文閱讀：城市污泥處置技術(shù)！
然而，在后來(lái)的使用過(guò)程中，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該類型的格柵機(jī)建設(shè)成本相對(duì)于普通機(jī)械格柵的4~5倍，同時(shí)設(shè)備維修周期長(zhǎng)、零部件更換、維修成本非常高。進(jìn)口刀片3~5年更換費(fèi)用就達(dá)到數(shù)十萬(wàn)元，通過(guò)統(tǒng)計(jì)還發(fā)現(xiàn)，粉碎型格柵機(jī)由于一般采取不間斷運(yùn)行的常開(kāi)模式，還伴隨著水頭損失較大、單位污水處理運(yùn)行能耗倍增的現(xiàn)象。粉碎型格柵雖可避免中途泵站對(duì)柵渣的打撈和二次處理，但是經(jīng)其粉碎后粒徑較小且隨水流入污水廠后，中粗格柵已無(wú)法攔截清除，相當(dāng)于該部分垃圾的清理工作轉(zhuǎn)嫁由污水處理廠細(xì)格柵承當(dāng)，同時(shí)較大顆粒會(huì)進(jìn)入粗沉池等后續(xù)處理設(shè)施，造成污泥處理在后一處理階段難度加大，負(fù)荷增加。
無(wú)獨(dú)有偶，在我市最近完成的岱山路污水 河南污水站運(yùn)營(yíng) 提升泵站及其出水管改建工程中，有類似現(xiàn)象。原泵站建于90年代末期，當(dāng)時(shí)粉碎型格柵機(jī)正進(jìn)入國(guó)內(nèi)污水處理市場(chǎng)不久，國(guó)外廠商大肆開(kāi)拓市場(chǎng)，在項(xiàng)目建設(shè)論證階段，政府也鼓勵(lì)推廣新型的應(yīng)用技術(shù)，設(shè)計(jì)者就直接在設(shè)計(jì)階段選擇了該類型新型進(jìn)水格柵作為預(yù)處理設(shè)施。結(jié)果，由于粉碎型格柵機(jī)出水水頭受限制、該片區(qū)入水的絮狀纖維物含量又較多，經(jīng)常容易造成格柵堵轉(zhuǎn)。管理單位不得不定期使用人工方式對(duì)格柵上的附著物進(jìn)行清理，泵站停水檢修造成大量不便。同時(shí)，隨著城市開(kāi)發(fā)污水排放增加，泵站負(fù)荷增大，該類型格柵機(jī)的出水能力制約了泵站擴(kuò)容。于是，于2012年政府投入了151萬(wàn)元更換了入水2臺(tái)格柵機(jī)型號(hào)，采用與工況相適應(yīng)的回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)、改造泵站及入水格柵間、拓寬出水管網(wǎng)，才解決了這個(gè)困擾多年的問(wèn)題。
6、總結(jié)
通過(guò)了解污水格柵機(jī)類型優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)要求以及選型關(guān)鍵要素，結(jié)合上述案例，不難得出下述結(jié)論：污水城市污水泵站格柵選型應(yīng)結(jié)合該片區(qū)實(shí)際情況，應(yīng)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(wù)的便捷性和可靠性、污水提升水泵兼容性、后續(xù)水質(zhì)處理工藝等多種要素統(tǒng)籌考慮。不能不結(jié)合實(shí)際工況，以“新”為是。否則，就將難以充分發(fā)揮各種格柵技術(shù)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)，還可能陷入技術(shù)的囹圄。
