地表水和污水处理系统中发挥重要的单元——格栅机

第一章 格栅应用范围

作为第一个处理单元,格栅在地表水和污水处理系统中发挥非常重要的作用,其可以用于:

①保护下游构筑物和连接管道不被原水中大块的物体堵塞;

②将原水中挟带的可能削弱后续单元的处理效果,或者使处理构筑物的安装启用操作复杂化的大块物体分离去除。

格栅有时也可以用于去除污泥中的纤维。

格栅的处理效果在一定程度上取决于栅条的间隙,根据间隙不同可以分为: a.粗格H间隙大于40mm : b.中格栅,间隙为10-40mm : c.细格栅,间隙为6-10mm : d.选P同隙为0.5-6mm.

根据原水、污泥和处理工艺的不同,格栅单元可以由一种或多种不同间隊的格,成。例如,对于进水管网为合流制的系统,采用高密度沉淀池(Densadeg)后按生物池(Biofor) 工艺的城市污水处理厂,可采用80mm间隙的粗格栅、6mm间隙的细格栅3mm间隙滤网的组合,它们可以串联安装在同一个格栅单元中,也可以分别安装在关处理单元的上游。

如今,即使是小型(污)水处理厂,一般也需要减少格栅单元的人工操作,提高自化水平。

手动操作的格栅一般作为自动格栅系统的安全措施或者是安装在超越线上,当水厂进中的栅渣量可能陡然增大(如秋天落叶)而导致格栅堵塞时,就应设置一个备用旁路.

一般来说,格栅间隙的选择应遵循如下规则:

①对于地表水,问際一般为20-40mm (在滤网的上游):

②对于城市污水,间隙一般为10-80mm:

③对于污泥,取决于其后续处理方式,一般要求采用间隙为10mm甚至更细的细格棚④对于某些工业废水,特别是农产食品行业的废水,细格棚是绝对必要的,某些况下还需在其下游设置滤网.

收集的栅流会储存在一个栅流箱中,其容量需根据清理频率来确定。

(1)水力设计和格橱堵塞

①原则

需要保持一定的过栅流速以确保水中杂物能够随水流到达格栅,同时,不能产生的水头损失,以免栅条深度堵塞或者栅液随水流通过格棚

②栅前流速

栅前渠道中峰值流量时的流速不应超过0.6-0.7mis.如果流速较低,在格棚上a能会产生沉淀,设计时要子以考虑(可以安装连续或者问题运行的挖拌设备).

③过概流速

一般在0.5-10ms之间,最大流量时可以达到1.0-12ms.这个流速是指考虑k部分堵塞、水流通过净过水断而时的流速。

④堵寨程度

可以接受的职意程度(以净过水断面的百分比值来表示)主要取决于原水水质和清理系统.

对于自动格栅和滤网: a.问隙>10mm.约25% b. 问u5-10mm,约50% :腹<5mm.约75%.

手动清理格梯的过水面积要足够大,以避免过于频繁地清理,其水头损失一10cm左右.

(2)自动控制

格栅清渣系统通常是问题运行,一方面可通过运行时间控制,设定一个运行(lmin-1h)和一个可谓的清渣时间(1-15mn);另一方面,可以由格梯前后液位差来控制当格栅位于水系的下游时,控制系统可以和水泵的启停系统联动.

(3)保护措施

自动格栅设有过载安全保护装置,以避免污堵严重时引起超载或者因堵塞造成往复清洗的自动格栅设有保护装置,使清渣把在与之粑齿啮合的概条脱离时即可停止运行,从而可以避免重启时被卡住或超载。

第二章 格栅类型

(1)手动清渣格栅

手动清理格栅通常由圆形或矩形截面的概条组成,有垂直架设的,但更常采用与呈60^～80"的倾斜安装方式,以便更加容易地清理栅渣。有少数设计成可移动(i槽)或者可通过枢轴转动,以便于对下游渠道的清理。在一些污水提升单元中,有时低操作维护的难度,使用可提升式冲孔网吊篮替代格栅。这类系统的操作清理并不因此通常仅用于同歇运行的情况(如旁路).

(2)自动清渣格栅

①前清式(清渣把在迎水面)格栅

这种格栅的栅架通常由矩形或梯形截面、有着锐边或圆角边的栅条(降低被固体卡住的风险)组成,有些设备采用专门的筛架(Johnson型,问隙可以选择0.5mm至米)或者穿孔板,非常适合用作细格棚(甚至用作滤网),栅渣在格栅背面清除。

前清式格栅主要有四种类型:

a.DC曲面格栅（图1）

DC曲面格栅(图1)

其栅条间隙为10~25mm,优点为具有较大的有效表面积和较简单的机械设计。

四个清渣耙安装在可以绕水平轴转动的机械臂上来清理格栅齿条。但为了避免堵塞的风险,建议在其上游设置一个砂石拦截井。

这种类型的格栅非常适用于水中没有过量栅渣且安装渠道较浅的中等规模水厂。

b. GDC往复清理的直格栅(图2、图3)

栅条间隙在10～100mm之间,一般垂直或与水平呈80"安装。栅条顶端刚刚高出最高液面,接至一金属或混凝土平台。

图2  GDC直立式格栅示意图

1一带格条的机架: 2-栅把: 3-顶杆;4一提升装置:5一液压系统

图3  GDC直立式格栅

栅条是由循环链式系统驱动的刮刀和清渣耙来清理的。该系统将栅渣提升到整个栅架的顶部然后翻转,使其掉落在一个稍微远离栅架的位置。通常使用自动清渣处理系统来清理顶部区域。

Climber格栅是一种特别坚固,机架高度较高(210m)的直立式格栅,其清渣耙带有齿条,并由小齿轮装置驱动(图4)。

图4 Algiers泵站(美国新奥尔良):四台5.5m宽、6.1m深的Climber格栅

当需要处理流量很大(大于30000m/h)并且杂质较少(如地表水取水)的来水时,可以采用移动式栅耙进行清理,它每次只清理一部分格栅面,并在清理完成后横向移动。

c.回转式格棚

这种间隙为3~15mm的格栅系统采用了连续链条栅架,这些具有特殊钩形的耙齿,通过串接轴连接形成环形格栅帘,栅渣被提送到顶部,然后在背面自行掉落。

耙齿由连接臂(链节)和钩形端头组成。钩形端头错位推移离开耙齿,从而清理出栅渣,随后由一个转刷完成自动清理过程。

d.阶梯格栅

栅条间隙为3~15mm,格栅筛架由两组平行的栅片组成,一组为静片,一组为动片,两组栅片交替排列装配成阶梯形。

由一组铰链臂驱动移动栅片进行转动,逐级将栅渣向上提升,直至到达顶部排渣位置。

②后清式(背耙式)格栅

某些格栅的清渣系统采用设在栅架背面的循环链条。虽然存在栅渣掉入下游水体中的风险,但是这种格栅可以用作对清渣能力要求很高的初级格栅(图5),能够处理栅渣量很大的原水.

图5 在格栅背面清渣的格栅单元