污水處理廠格柵設(shè)備綜述

1 概 述 

污水在進(jìn)入污水處理廠二級(jí)處理構(gòu)筑物之前一 般要先通過(guò)格柵進(jìn)行預(yù)處理，目的是盡量去除那些在 性質(zhì)上或大小上不利于后續(xù)處理的物質(zhì)。當(dāng)污水二 級(jí)處理工藝采用傳統(tǒng)工藝( 主要是指 AAO、氧化溝、 SBＲ 三大類(lèi)工藝及其改進(jìn)工藝) 時(shí)，格柵系統(tǒng)主要是 分離取出較粗大物質(zhì); 當(dāng)采用更先進(jìn)的工藝( 主要指 MBＲ 膜處理工藝) 時(shí)，對(duì)格柵提出了更高的分離要 求，還需要去除毛發(fā)等細(xì)小纖維物質(zhì)。

2 格柵分類(lèi) 

根據(jù)格柵的過(guò)濾精度，一般分為 3 類(lèi)。 粗格 柵: 機(jī) 械 清 渣 時(shí)，過(guò)濾精度常采用 16 ～ 25 mm，人工清渣時(shí)采用 25 ～ 40 mm。目前，絕大部 分的污水處理廠都采用機(jī)械清渣，自動(dòng)化程度高，操 作人員勞動(dòng)強(qiáng)度低; 人工清渣方式只在小型污水處理 站( 通常以 2 000 m3 / d 為界) 使用。粗格柵一般設(shè)置 在進(jìn)水泵房之前，主要用以去除較大尺寸的漂浮、懸 浮物質(zhì)，保護(hù)水泵運(yùn)行，避免葉輪纏繞、堵塞等事故， 同時(shí)，部分粗大物質(zhì)的去除也能夠有效降低后續(xù)格柵系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷。 細(xì)格柵: 過(guò)濾精度常采用 2 ～ 15 mm，機(jī)械清渣，配 合粗格柵使用，主要用以去除粗格柵“漏網(wǎng)”的小顆粒 懸浮物質(zhì)，降低后續(xù)污水處理構(gòu)筑物的運(yùn)行負(fù)荷。 精細(xì)格柵: 主要應(yīng)用于先進(jìn)的 MBＲ 膜處理工藝， 過(guò)濾精度常采用 0. 5，0. 75，1. 0 mm 3 種，主要用以去 除毛發(fā)等細(xì)小纖維物質(zhì)，避免其進(jìn)入膜系統(tǒng)后在膜表 面“成辮”進(jìn)而導(dǎo)致膜組件內(nèi)發(fā)生板結(jié)，甚至部分膜 組件失效。

3 粗格柵 

常用的粗格柵主要包括: 回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)、鏈?zhǔn)?格柵除污機(jī)、抓斗式格柵除污機(jī)、階梯式格柵除污機(jī)等。

3. 1 回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī) 回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)一般由安裝在回轉(zhuǎn)鏈上間隔 一定距離的耙齒組成，在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，回轉(zhuǎn)鏈 帶動(dòng)耙齒按一定方向旋轉(zhuǎn)，在迎水面耙齒由下向上運(yùn) 動(dòng)將水中漂浮物撈出至頂端翻轉(zhuǎn)后卸下［1］?；剞D(zhuǎn)式 格柵除污機(jī)如圖 1 所示。 回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)的主要問(wèn)題是: 1) 格柵耙池通 常采用尼龍材料，易變形，單軸上尼龍耙池之間的水平間隙難以均勻，導(dǎo)致出水漏渣率高，給后續(xù)工藝造成較 大負(fù)荷; 2) 為保證格柵鏈條能夠“回轉(zhuǎn)”，在格柵機(jī)械 部件的下端需要留出足夠的安全距離，在該位置處，水 流直接穿透，不能得到格柵的過(guò)濾處理; 3) 回轉(zhuǎn)耙池由 鏈條串起，環(huán)環(huán)相扣，移動(dòng)部件非常多，需要更換耙池 時(shí)，鏈條需要逐級(jí)打開(kāi)，維修工作量很大。

3. 2 鏈?zhǔn)礁駯懦蹤C(jī) 鏈?zhǔn)礁駯懦蹤C(jī)主要有前耙式、背耙式、高鏈?zhǔn)?等，格柵由傳動(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)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，落至垃圾筒或柵渣小車(chē)中［1］。 鏈?zhǔn)礁駯懦蹤C(jī)如圖 2 所示。前耙式、背耙式格柵的主要問(wèn)題是: 1) 水下有傳動(dòng) 部件，傳動(dòng)軸承容易被纏繞; 2) 鏈條運(yùn)行一段時(shí)間后鏈 節(jié)伸長(zhǎng)，間隙增大，需要及時(shí)進(jìn)行維護(hù)、調(diào)節(jié)，否則鏈條 與傳動(dòng)輪會(huì)脫開(kāi)，發(fā)生掉鏈故障; 3) 由于水下有傳動(dòng)部 件，當(dāng)格柵渠道水深較深時(shí)，維護(hù)保養(yǎng)難度很大。 高鏈?zhǔn)礁駯懦蹤C(jī)的主要問(wèn)題是: 1) 格柵底部 的從動(dòng)鏈輪雖然安裝在液位以上，但當(dāng)進(jìn)水液位波動(dòng)較大時(shí)也會(huì)被淹沒(méi); 2) 進(jìn)水液位較深時(shí)，耙臂懸出長(zhǎng) 度大; 3) 格柵渠道較寬時(shí)，機(jī)耙的整體剛性差，運(yùn)行 容易產(chǎn)生問(wèn)題; 4) 長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后齒耙的兩條驅(qū)動(dòng)鏈 會(huì)產(chǎn)生張緊度不一致而導(dǎo)致齒耙不平。 

3. 3 抓斗式格柵除污機(jī) 抓斗式格柵除污機(jī)一般由懸掛單軌系統(tǒng)、載重小 車(chē)、抓爪裝置和格柵柵條 4 部分組成。運(yùn)行時(shí)通過(guò)設(shè) 置于載重小車(chē)上方的驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)小車(chē)沿軌道作平 面移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定格柵除渣位置后，抓爪( 弧形除 渣齒耙) 在鋼絲繩牽引下實(shí)行下行運(yùn)動(dòng)，當(dāng)除渣齒耙 抵達(dá)格柵底部時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉弧形齒耙，同時(shí)提升 除渣齒耙開(kāi)始撈渣，齒耙到達(dá)預(yù)定提升高度后指令載 重小車(chē)移動(dòng)至指定點(diǎn)卸污［1］。其特點(diǎn)是多道格柵可 僅用一個(gè)抓爪除污且無(wú)需柵渣輸送機(jī)。抓斗式格柵 除污機(jī)如圖 3 所示。

抓斗式格柵除污機(jī)的主要問(wèn)題是: 1) 重力靠耙 結(jié)構(gòu)清污效果不佳，強(qiáng)制靠耙結(jié)構(gòu)易發(fā)生卡耙故障; 2) 在鋼絲繩作用下，翻耙導(dǎo)軌控制機(jī)耙強(qiáng)制翻耙，容 易出現(xiàn)翻耙死點(diǎn); 3) 盡管配有防亂扣裝置，但鋼絲繩 卷筒仍容易出現(xiàn)亂扣現(xiàn)象; 4) 由于鋼絲繩是柔性的， 如果格柵發(fā)生污物卡住現(xiàn)象，鋼絲繩易偏載，造成機(jī) 耙歪斜卡死; 5) 對(duì)于雨污合流制排水體制的污水，在 暴雨水量激增時(shí)，柵渣量突增，但格柵抓爪清污是按 照渠道順序進(jìn)行，導(dǎo)致發(fā)生抓爪清污不及時(shí)、格柵被 堵塞的狀況; 如果暴雨導(dǎo)致水位增加過(guò)大，抓爪下降 時(shí)可能會(huì)因?yàn)樗鳑_擊而無(wú)法就位。

3. 4 階梯式格柵除污機(jī) 階梯式機(jī)械格柵除污由箱體、定柵條、動(dòng)?xùn)艞l和 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，因其在過(guò)濾時(shí)過(guò)濾面呈“階梯狀”而 得名。箱體傾斜安裝于入水口處，動(dòng)?xùn)艞l安裝在定柵 條下方，柵條布置成階梯形，動(dòng)?xùn)艞l交叉插入定柵條 并可由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)由下至上、由后至前周期運(yùn)動(dòng)， 從而將水中漂浮物逐階上推到污物出口［2］。階梯式階梯式格柵除污機(jī)的主要問(wèn)題是: 動(dòng)、靜柵條容 易因卡阻而變形，不適合有效水深較深的格柵渠道。 4 細(xì)格柵 常用的細(xì)格柵包括: 旋轉(zhuǎn)網(wǎng)板階梯式格柵除污 機(jī)、轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī)等。 4. 1 旋轉(zhuǎn)網(wǎng)板階梯式格柵除污機(jī) 旋轉(zhuǎn)網(wǎng)板階梯式格柵包括傾斜設(shè)置的框架型機(jī) 架、安裝在框架型機(jī)架上的階梯形回轉(zhuǎn)體系、轉(zhuǎn)刷裝 置和沖洗裝置。階梯形回轉(zhuǎn)體系由框架型機(jī)架上部 的與主軸主鏈輪裝配在一起的減速機(jī)、框架型機(jī)架中 部的鏈條網(wǎng)板裝置和框架型機(jī)架下部的下導(dǎo)輪組成。 旋轉(zhuǎn)網(wǎng)板階梯式格柵除污機(jī)如圖 5 所示。

4. 2 轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī) 轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī)為圓柱形結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)柵條和 水流呈 35°角。轉(zhuǎn)鼓格柵的工作原理是污水從圓柱 狀轉(zhuǎn)鼓的前端流入，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓側(cè)面的柵縫流出，污水中 的柵渣則被截留在鼓柵內(nèi)側(cè)的柵條上，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓截留的 柵渣積累到一定量、格柵前后液位差達(dá)到限定值，外 鼓或內(nèi)耙齒以一定的速度旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)鼓外側(cè)上部沿濾 鼓全長(zhǎng)設(shè)置的清洗濾嘴同時(shí)啟動(dòng)，沖洗水將柵渣清除至格柵中央的螺旋輸送槽內(nèi)，經(jīng)內(nèi)置的螺旋壓榨裝置 將柵渣壓榨脫水，固體含量可達(dá)到 35% ～ 40% ，然后 落入垃圾筒或柵渣小車(chē)中。轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī)如 圖 6所示。

轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī)的主要問(wèn)題是: 1) 受轉(zhuǎn)鼓直 徑和傾角限制，過(guò)流能力有限; 2) 格柵沖洗采用高壓 水透射轉(zhuǎn)鼓柵條，在柵渣積累較多的時(shí)候，難以沖洗 干凈，柵渣積累，導(dǎo)致沖洗系統(tǒng)癱瘓。 5 精細(xì)格柵 精細(xì)格柵一般應(yīng)用于 MBＲ 膜處理工藝中，是對(duì) 前端細(xì)格柵功能的補(bǔ)充和強(qiáng)化，通常作為膜保護(hù)的 “把關(guān)”措施，是對(duì)膜元件保護(hù)的最后屏障［3］，通常也 稱(chēng)之為精細(xì)膜格柵。在 MBＲ 工藝中，精細(xì)膜格柵是 最重要的格柵設(shè)備，常用的精細(xì)膜格柵主要有轉(zhuǎn)鼓膜 格柵、內(nèi)進(jìn)流式格柵除污機(jī)、網(wǎng)板式膜格柵等。 5. 1 轉(zhuǎn)鼓膜格柵 轉(zhuǎn)鼓膜格柵的結(jié)構(gòu)形式和工作原理與細(xì)格柵中 的轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī)相似，但與其相比，濾鼓是由不 銹鋼絲網(wǎng)制造，過(guò)濾精度有 0. 5，0. 75，1. 0 mm 3 種， 轉(zhuǎn)鼓直徑 780 ～ 2 600 mm。根據(jù)格柵的安裝角度，可 分為傾斜式轉(zhuǎn)鼓膜格柵和水平式轉(zhuǎn)鼓膜格柵，傾斜式 轉(zhuǎn)鼓膜格柵安裝角度 35°左右，水平式轉(zhuǎn)鼓膜格柵也 并不是完全水平，約呈 5°左右的傾斜，主要是為了便 于柵渣的排出［4］。 其工作原理是: 污水由轉(zhuǎn)鼓前端流入內(nèi)部，通過(guò) 轉(zhuǎn)鼓表面的網(wǎng)孔流進(jìn)轉(zhuǎn)鼓箱體下方的水槽內(nèi)，轉(zhuǎn)鼓內(nèi) 表面被分離的柵渣隨轉(zhuǎn)鼓移動(dòng)時(shí)落入中心的螺旋輸 送機(jī)并被輸送至排渣口排出; 轉(zhuǎn)鼓外側(cè)上方沿轉(zhuǎn)鼓軸 線長(zhǎng)度上設(shè)有沖洗水噴頭及尼龍刷，對(duì)轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行清洗 處理。轉(zhuǎn)鼓膜格柵除了中壓沖洗水系統(tǒng)外，還需配置 1 套高壓沖洗水系統(tǒng)，高壓沖洗水的沖洗壓力為 12 × 106 ～ 15 × 106 Pa。 轉(zhuǎn)鼓膜格柵的主要問(wèn)題是: 1) 進(jìn)水 SS 對(duì)膜格柵的過(guò)濾能力影響較大，這就要求其前端的細(xì)格柵裝置 盡可能多的去除懸浮物質(zhì); 2) 高壓沖洗系統(tǒng)由于水 壓太高，容易使沖洗水霧化，導(dǎo)致格柵車(chē)間的環(huán)境變 差; 3) 受運(yùn)行原理限制，單臺(tái)設(shè)備的最大處理能力有 限，對(duì)于大型的污水處理廠，設(shè)備數(shù)量較多，占地面積 較大; 4) 柵渣含水率較高，需要單獨(dú)配備高水力負(fù)荷 的壓榨機(jī)。 5. 2 內(nèi)進(jìn)流式格柵 內(nèi)進(jìn)流式格柵除污機(jī)由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的連續(xù)轉(zhuǎn) 動(dòng)的孔板放置于一個(gè)固定框架中形成，待過(guò)濾的污水 從格柵中部開(kāi)口進(jìn)入，從內(nèi)向外通過(guò)兩側(cè)的孔板進(jìn)行 雜質(zhì)過(guò)濾后流出，過(guò)濾孔板同時(shí)旋轉(zhuǎn)，淤積在孔板內(nèi) 側(cè)的雜質(zhì)被孔板上的提升板提升至頂部柵渣排放區(qū)， 并被沖洗水沖洗至柵渣收集槽中，由內(nèi)置的螺旋輸送 裝置導(dǎo)出。過(guò)濾孔板的材質(zhì)主要有 2 種: 一種是不銹 鋼孔板，另一種是工程塑料。內(nèi)進(jìn)流式格柵除污機(jī)如 圖 7 所示。內(nèi)進(jìn)流式格柵的主要問(wèn)題是: 由于過(guò)濾孔一般均由 機(jī)械沖擊形成，孔邊緣會(huì)有一些較小的毛刺，過(guò)濾的柵 渣纖維容易形成回穿搭橋，造成過(guò)濾孔板的堵塞板結(jié)。