污水处理工艺设备—格栅

格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质，防止堵塞水泵机组及管道阀门并保证后续处理设施能正常运行。

在污水处理系统（包括水泵）前，均须设置格栅，以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物。按形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种；按栅条净间隙，可分为粗格栅（ 50 ~ 100mm ）、中格栅（ 10 ~ 40mm ）、细格栅（ 3 ~ 10 mm ）三种；按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅两种。

1.    人工格栅

人工清渣格栅适用于小型污水处理站，格栅按倾斜 45 ° ~   60 °设置，其设计面积应采用较大的安全系数，一般不小于进水管渠有效面积的 2 倍，避免清渣过于频繁。在污水泵站前集水井中的格栅，应特别注意有害气体对操作人员的危害，并应采取有效的防范措施。人工格栅形式多种多样，常见的有平面型、提篮型等。其结构形式如图 1 所示。

 

图 1   人工格栅结构示意图

2 .   机械格栅

机械清渣的格栅，倾角一般为 60 ° ~   7 5 °。机械清渣格栅过水面积，一般应不小于进水管渠的有效面积的 1.2 倍。机械格栅除渣机类型很多，常用的有链条式、循环齿耙式、转臂式及钢丝牵引式等。

2. 1    链条式格栅除污机

其工作原理是经传动装置带动格栅除污机上的两条回转链条循环转动，固定在链条上的除污耙在随链条循环转动的过程中将格栅条上截留的栅渣提升上来以后，由缓冲卸渣装置将除污耙上的栅渣刮下掉入排污斗排出。

链条式格栅除污机适用于深度较浅的中小型污水处理厂。其结构形式如图 2 所示。

2.2    循环齿耙除污机

该格栅的特点是无格栅条，格栅由许多小齿耙相互连接组成一个巨大的旋转面。其工作原理是经传动装置带动这个由小齿耙构成的旋转面循环转动，在小齿耙循环转动的过程中将截留的栅渣带出水面至格栅顶部。栅渣通过旋转面的运行轨迹变化完   成卸渣的过程。循环齿耙除污机属细格栅，格栅间隙可做到 0.5~15mm ，

此类格栅适用于中小型污水处理厂。其结构形式如图 3 所示。

2.3    转臂式弧形格栅

其工作原理是传动装置带动转耙旋转，将弧形格栅上截留的栅渣刮起，并用刮板把转耙上的栅渣去掉。

转臂式弧形格栅是一种适用中小型污水处理厂的浅渠槽拦污设备。其结构形式如图 4 所示。

2.4    钢丝绳牵引式格栅除污机

其工作原理是传动装置带动两根钢丝绳牵引除渣耙，耙和滑块沿槽钢制的导轨移动，靠自重下移到低位后，耙的自锁栓碰开自锁撞块，除渣耙向下摆动，耙齿插入格栅间隙，然后由钢丝绳牵引向上移动，清除栅渣。除渣耙上移到一定位置后，抬耙导轨逐渐抬起，同时刮板自动将耙上的栅渣刮到栅渣槽中。

此类格栅适用于中小型污水处理厂。其结构形式如图 5 所示。

 

图 2    链条式格栅除污机

 

图 3    循环齿耙格栅除污机

 

图 4    转臂式弧形格栅

 

图 5    钢丝绳牵引式格栅除污机

1 —滑块行程限位螺栓； 2 —除污耙自锁机构开锁撞锁； 3 —除污耙自锁栓； 4 —耙臂；

5 —销轴； 6 —除污耙摆动限位板； 7 —滑块； 8 —滑块导轨； 9 —刮板； 10 —抬耙导轨；

11 —底座； 12 —卷筒轴； 13 —开式齿轮； 14 —卷筒； 15 —减速机； 16 —割动器；

17 —电动机； 18 —扶梯； 19 —限位器； 20 —松绳开关； 21 、 22 —上、下溜板；

23 —格栅； 24 —抬靶滚子； 25 —钢丝绳； 26 —耙齿板。

3 .   设计计算

3 .1   一般规定

水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。

污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合：（ a ）人工清除 25~40mm ；（ b ）机械清除 16~25mm ；（ c ）最大间隙 40mm 。污水处理站亦可设置粗细两道格栅，粗格栅栅条间隙 50~150mm 。

栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：

（ a ）格栅间隙 16~25mm ， 0.10~0.05m ³ /10 ³ m ³ ( 栅渣 / 污水 ) ；

（ b ）格栅间隙 30~50mm ， 0.03~0.01m ³ /10 ³ m3( 栅渣 / 污水 ) 。

栅渣的含水率一般为 80% ，容重约为 960kg/m3 。

机械格栅不宜少于 2 台，如为 1 台时应设人工清除格栅备用。

过栅流速一般采用 0.6~1.0m/s 。

格栅前渠道内水流速度一般采用 0.4~0.9m/s 。

格栅倾角一般采用 45 ° ~75 °。

通过格栅水头损失一般采用 0.08~0.15m 。

格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位 0.5m 。工作台上应有安全设施和冲洗设施。

格栅见工作台两侧过道宽度不应小于 0.7m ，工作台正面过道宽度：

（ a ）人工清除不应小于 1.2m ；

（ b ）机械清除不应小于 1.5m 。

机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设备的措施。

设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。

格栅间内应安设吊运设备，以进行格栅及其他设备的检修和栅渣的日常清除。

栅渣和污水处理产生污泥等一同集中消毒、处理、处置。

3 .2   计算方法

格栅尺寸图见下图 6 。

 

图 6    格栅尺寸图（单位 mm ）

计算公式见下表 1 、表 2 ：

表 1    格栅计算公式

 

表 2    阻尼系数 ζ 计算公式

 

3 .3   例题

【例题 1 】已知某城市某医院污水处理站的最大设计污水量 Qmax=0.02m ³ /s ，总变化系数 Kz=1.50 ，求格栅个部分尺寸。

【解】

（ a ）栅条的间隙数（ n ）

设栅前水深 h=0.4m ，过栅流速 v=0.9m/s ，栅条间隙宽度 b=0.021m ，格栅倾角α =60 °。

                                                                                         

取整数 3 个。

（ b ）栅槽宽度（ B ）

设栅条宽度 S=0.01m 。

（ c ）进水渠道渐宽部分的长度（ l ₁ ）

设进水渠道 B1=0.65m ，其渐宽部分展开角度α 1=20 °（进水渠道内的流速为 0.77m/s ）。

（ d ）栅槽与出书渠道连接处的渐窄部分长度（ l ₂ ）

（ e ）通过格栅的水头损失（ h ₁ ）

设栅条断面为锐边矩形断面。

（ f ）栅后槽总高度（ H ）

设栅前渠道超高 h ₂ =0.3m 。

（ g ）栅槽总长度（ L ）

                                                                                        

（ h ）每日山楂量（ W ）

在格栅间隙 21mm 的情况下，设栅渣量为每 1000m ³ 污水产 0.07m ³ 。

因 W ＜ 0.2m ³ /d ，所以宜采用人工格栅。