地表水和污水處理系統(tǒng)中發(fā)揮重要的單元——格柵機(jī)

第一章 格柵應(yīng)用范圍

作為第一個(gè)處理單元,格柵在地表水和污水處理系統(tǒng)中發(fā)揮非常重要的作用,其可以用于:

①保護(hù)下游構(gòu)筑物和連接管道不被原水中大塊的物體堵塞;

②將原水中挾帶的可能削弱后續(xù)單元的處理效果,或者使處理構(gòu)筑物的安裝啟用操作復(fù)雜化的大塊物體分離去除。

格柵有時(shí)也可以用于去除污泥中的纖維。

格柵的處理效果在一定程度上取決于柵條的間隙,根據(jù)間隙不同可以分為: a.粗格H間隙大于40mm : b.中格柵,間隙為10-40mm : c.細(xì)格柵,間隙為6-10mm : d.選P同隙為0.5-6mm.

根據(jù)原水、污泥和處理工藝的不同,格柵單元可以由一種或多種不同間隊(duì)的格,成。例如,對(duì)于進(jìn)水管網(wǎng)為合流制的系統(tǒng),采用高密度沉淀池(Densadeg)后按生物池(Biofor) 工藝的城市污水處理廠,可采用80mm間隙的粗格柵、6mm間隙的細(xì)格柵3mm間隙濾網(wǎng)的組合,它們可以串聯(lián)安裝在同一個(gè)格柵單元中,也可以分別安裝在關(guān)處理單元的上游。

如今,即使是小型(污)水處理廠,一般也需要減少格柵單元的人工操作,提高自化水平。

手動(dòng)操作的格柵一般作為自動(dòng)格柵系統(tǒng)的安全措施或者是安裝在超越線上,當(dāng)水廠進(jìn)中的柵渣量可能陡然增大(如秋天落葉)而導(dǎo)致格柵堵塞時(shí),就應(yīng)設(shè)置一個(gè)備用旁路.

一般來(lái)說(shuō),格柵間隙的選擇應(yīng)遵循如下規(guī)則:

①對(duì)于地表水,問(wèn)際一般為20-40mm (在濾網(wǎng)的上游):

②對(duì)于城市污水,間隙一般為10-80mm:

③對(duì)于污泥,取決于其后續(xù)處理方式,一般要求采用間隙為10mm甚至更細(xì)的細(xì)格棚④對(duì)于某些工業(yè)廢水,特別是農(nóng)產(chǎn)食品行業(yè)的廢水,細(xì)格棚是絕對(duì)必要的,某些況下還需在其下游設(shè)置濾網(wǎng).

收集的柵流會(huì)儲(chǔ)存在一個(gè)柵流箱中,其容量需根據(jù)清理頻率來(lái)確定。

(1)水力設(shè)計(jì)和格櫥堵塞

①原則

需要保持一定的過(guò)柵流速以確保水中雜物能夠隨水流到達(dá)格柵,同時(shí),不能產(chǎn)生的水頭損失,以免柵條深度堵塞或者柵液隨水流通過(guò)格棚

②柵前流速

柵前渠道中峰值流量時(shí)的流速不應(yīng)超過(guò)0.6-0.7mis.如果流速較低,在格棚上a能會(huì)產(chǎn)生沉淀,設(shè)計(jì)時(shí)要子以考慮(可以安裝連續(xù)或者問(wèn)題運(yùn)行的挖拌設(shè)備).

③過(guò)概流速

一般在0.5-10ms之間,最大流量時(shí)可以達(dá)到1.0-12ms.這個(gè)流速是指考慮k部分堵塞、水流通過(guò)凈過(guò)水?dāng)喽鴷r(shí)的流速。

④堵寨程度

可以接受的職意程度(以凈過(guò)水?dāng)嗝娴陌俜直戎祦?lái)表示)主要取決于原水水質(zhì)和清理系統(tǒng).

對(duì)于自動(dòng)格柵和濾網(wǎng): a.問(wèn)隙>10mm.約25% b. 問(wèn)u5-10mm,約50% :腹<5mm.約75%.

手動(dòng)清理格梯的過(guò)水面積要足夠大,以避免過(guò)于頻繁地清理,其水頭損失一10cm左右.

(2)自動(dòng)控制

格柵清渣系統(tǒng)通常是問(wèn)題運(yùn)行,一方面可通過(guò)運(yùn)行時(shí)間控制,設(shè)定一個(gè)運(yùn)行(lmin-1h)和一個(gè)可謂的清渣時(shí)間(1-15mn);另一方面,可以由格梯前后液位差來(lái)控制當(dāng)格柵位于水系的下游時(shí),控制系統(tǒng)可以和水泵的啟停系統(tǒng)聯(lián)動(dòng).

(3)保護(hù)措施

自動(dòng)格柵設(shè)有過(guò)載安全保護(hù)裝置,以避免污堵嚴(yán)重時(shí)引起超載或者因堵塞造成往復(fù)清洗的自動(dòng)格柵設(shè)有保護(hù)裝置,使清渣把在與之粑齒嚙合的概條脫離時(shí)即可停止運(yùn)行,從而可以避免重啟時(shí)被卡住或超載。

第二章 格柵類(lèi)型

(1)手動(dòng)清渣格柵

手動(dòng)清理格柵通常由圓形或矩形截面的概條組成,有垂直架設(shè)的,但更常采用與呈60^～80"的傾斜安裝方式,以便更加容易地清理柵渣。有少數(shù)設(shè)計(jì)成可移動(dòng)(i槽)或者可通過(guò)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng),以便于對(duì)下游渠道的清理。在一些污水提升單元中,有時(shí)低操作維護(hù)的難度,使用可提升式?jīng)_孔網(wǎng)吊籃替代格柵。這類(lèi)系統(tǒng)的操作清理并不因此通常僅用于同歇運(yùn)行的情況(如旁路).

(2)自動(dòng)清渣格柵

①前清式(清渣把在迎水面)格柵

這種格柵的柵架通常由矩形或梯形截面、有著銳邊或圓角邊的柵條(降低被固體卡住的風(fēng)險(xiǎn))組成,有些設(shè)備采用專(zhuān)門(mén)的篩架(Johnson型,問(wèn)隙可以選擇0.5mm至米)或者穿孔板,非常適合用作細(xì)格棚(甚至用作濾網(wǎng)),柵渣在格柵背面清除。

前清式格柵主要有四種類(lèi)型:

a.DC曲面格柵（圖1）

DC曲面格柵(圖1)

其柵條間隙為10~25mm,優(yōu)點(diǎn)為具有較大的有效表面積和較簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)計(jì)。

四個(gè)清渣耙安裝在可以繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械臂上來(lái)清理格柵齒條。但為了避免堵塞的風(fēng)險(xiǎn),建議在其上游設(shè)置一個(gè)砂石攔截井。

這種類(lèi)型的格柵非常適用于水中沒(méi)有過(guò)量柵渣且安裝渠道較淺的中等規(guī)模水廠。

b. GDC往復(fù)清理的直格柵(圖2、圖3)

柵條間隙在10～100mm之間,一般垂直或與水平呈80"安裝。柵條頂端剛剛高出最高液面,接至一金屬或混凝土平臺(tái)。

圖2  GDC直立式格柵示意圖

1一帶格條的機(jī)架: 2-柵把: 3-頂桿;4一提升裝置:5一液壓系統(tǒng)

圖3  GDC直立式格柵

柵條是由循環(huán)鏈?zhǔn)较到y(tǒng)驅(qū)動(dòng)的刮刀和清渣耙來(lái)清理的。該系統(tǒng)將柵渣提升到整個(gè)柵架的頂部然后翻轉(zhuǎn),使其掉落在一個(gè)稍微遠(yuǎn)離柵架的位置。通常使用自動(dòng)清渣處理系統(tǒng)來(lái)清理頂部區(qū)域。

Climber格柵是一種特別堅(jiān)固,機(jī)架高度較高(210m)的直立式格柵,其清渣耙?guī)в旋X條,并由小齒輪裝置驅(qū)動(dòng)(圖4)。

圖4 Algiers泵站(美國(guó)新奧爾良):四臺(tái)5.5m寬、6.1m深的Climber格柵

當(dāng)需要處理流量很大(大于30000m/h)并且雜質(zhì)較少(如地表水取水)的來(lái)水時(shí),可以采用移動(dòng)式柵耙進(jìn)行清理,它每次只清理一部分格柵面,并在清理完成后橫向移動(dòng)。

c.回轉(zhuǎn)式格棚

這種間隙為3~15mm的格柵系統(tǒng)采用了連續(xù)鏈條柵架,這些具有特殊鉤形的耙齒,通過(guò)串接軸連接形成環(huán)形格柵簾,柵渣被提送到頂部,然后在背面自行掉落。

耙齒由連接臂(鏈節(jié))和鉤形端頭組成。鉤形端頭錯(cuò)位推移離開(kāi)耙齒,從而清理出柵渣,隨后由一個(gè)轉(zhuǎn)刷完成自動(dòng)清理過(guò)程。

d.階梯格柵

柵條間隙為3~15mm,格柵篩架由兩組平行的柵片組成,一組為靜片,一組為動(dòng)片,兩組柵片交替排列裝配成階梯形。

由一組鉸鏈臂驅(qū)動(dòng)移動(dòng)?xùn)牌M(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),逐級(jí)將柵渣向上提升,直至到達(dá)頂部排渣位置。

②后清式(背耙式)格柵

某些格柵的清渣系統(tǒng)采用設(shè)在柵架背面的循環(huán)鏈條。雖然存在柵渣掉入下游水體中的風(fēng)險(xiǎn),但是這種格柵可以用作對(duì)清渣能力要求很高的初級(jí)格柵(圖5),能夠處理柵渣量很大的原水.

圖5 在格柵背面清渣的格柵單元