城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)-城鎮(zhèn)污水的物理處理

格

柵主要內(nèi)容本知識(shí)點(diǎn)主要講授：

一、格柵的構(gòu)造與類型二、格柵的選擇三、格柵的設(shè)計(jì)一、格柵的構(gòu)造與類型

格柵的構(gòu)造與類型

格柵的分類方法比較多，按不同的方法可將格柵分為各種不同的類型，常見的格柵類型如下表所示。格柵分類特征格柵名稱說(shuō)明按格柵間距分粗格柵柵條間隙50~100mm

中格柵柵條間隙10~40mm

細(xì)格柵柵條間隙3~10mm

按清渣方式分人工清渣格柵用于小型水處理廠的粗格柵或每日柵渣量＜0.2m3/d的情況機(jī)械清渣格柵用于每日柵渣量＞0.2m3/d的情況按構(gòu)造形狀特點(diǎn)分平板式格柵柵條格柵，垂直或傾斜安裝曲面格柵柵條格柵，迎水面為曲面回轉(zhuǎn)式格柵“柵條”有數(shù)排循環(huán)運(yùn)動(dòng)的鉤齒組成，傾斜安裝階梯式格柵“柵條”由數(shù)排格子狀循環(huán)運(yùn)動(dòng)的薄金屬片組成格柵類型

按形狀，可分為平面格柵與曲面格柵兩種。平面格柵由框架與柵條組成，如圖所示。格柵類型

圖中A型為柵條布置框架的外側(cè)，適用于機(jī)械或人工清渣；B型為柵條布置在框架的內(nèi)側(cè)，在柵條的頂部設(shè)有起吊架，可將格柵吊起，進(jìn)行人工清渣。格柵類型

平面格柵的基本參數(shù)與尺寸包括寬度B、長(zhǎng)度L、柵條間距e(指間隙凈寬)、柵條至外框的距離b?？梢曃鬯幚韽S(站)的具體條件選用。格柵的基本參數(shù)與尺寸見下表。格柵類型

平面格柵的框架采用型鋼焊接。當(dāng)格柵的長(zhǎng)度L＞1000mm時(shí)，框架應(yīng)增加橫向肋條。柵條用A3鋼制作。機(jī)械清除柵渣時(shí)，柵條的直線度偏差不應(yīng)超過(guò)長(zhǎng)度的1／1000，且不大于2mm。平面格柵型號(hào)表示方法，例如：PGA—B×L—ePGA一平面格柵A型B一格柵寬度(mm)；

L一格柵長(zhǎng)度(mm)；e一柵條間距(mm)。A平面格柵安裝方式平面格柵的安裝方式A型平面格柵安裝尺寸格柵類型

曲面格柵可分為固定曲面格柵、旋轉(zhuǎn)鼓筒式格柵，如圖所示。固定曲面格柵，利用渠道水流速度推動(dòng)除渣槳板。旋轉(zhuǎn)鼓筒式格柵，污水從鼓筒內(nèi)向鼓筒外流動(dòng)，被清除的柵渣，由沖洗水管2沖入渣槽(帶網(wǎng)眼)內(nèi)排出。柵渣的清除方法

柵渣清除可分為人工清渣和機(jī)械清渣兩種。人工清渣一般適用于小型污水處理廠(站)。為便于工人清渣，避免柵渣重新掉落水中，格柵安裝角度一般在30°～45°。機(jī)械格柵的傾斜角度較人工格柵的大。通常采用60°～70°。有履帶式和抓斗式格柵，傳動(dòng)系統(tǒng)有電力傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種，一般采用電力傳動(dòng)系統(tǒng)，齒耙用鏈條或鋼絲繩拉動(dòng)，移動(dòng)速度一般2m／min左右。人工清除設(shè)計(jì)面積應(yīng)采用較大的安全系數(shù)，一般不小于進(jìn)水渠道面積的2倍，以免清渣過(guò)于頻繁。與水平面傾角：45o~60o機(jī)械清除過(guò)水面積一般應(yīng)不小于進(jìn)水管渠的有效面積的1.2倍。與水平面傾角：60o~70o格柵的清渣方法人工清渣格柵示意圖格柵操作平臺(tái)濾水板柵渣的清除方法

履帶式機(jī)械格柵如圖所示。格柵鏈帶作回轉(zhuǎn)循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒耙伸入柵隙間并固定在鏈條上。這種格柵設(shè)有水下導(dǎo)向滑輪，利用鏈條的自重自由下滑。該機(jī)械用于寬2.0m，深2.3m的格柵上，傾斜70°。最大清除污物量為750kg/h，傳動(dòng)功率1.6kW。二、格柵的選擇SRH型回轉(zhuǎn)式鉤齒格柵除污機(jī)（外形圖）1、機(jī)架2、地腳支3、檢修孔4、傳動(dòng)機(jī)5、前封板6、減速機(jī)7、鉤齒鏈裝置高鏈?zhǔn)礁駯懦蹤C(jī)用途：高鏈?zhǔn)礁駯懦蹤C(jī)適用于泵站及污水處理廠渠道較深的進(jìn)水口處攔截和去除污水中較大漂浮物和懸浮物，屬于粗格柵類型設(shè)備。

1.驅(qū)動(dòng)裝置

2.卸渣機(jī)構(gòu)

3.機(jī)架

4.鏈輪機(jī)構(gòu)

5.柵條

6.除污耙

7.操作平臺(tái)高鏈?zhǔn)礁駯懦蹤C(jī)回轉(zhuǎn)式鉤齒格柵除污機(jī)用途：回轉(zhuǎn)式鉤齒格柵除污機(jī)是一種中、細(xì)柵隙類的格柵除污機(jī)。該機(jī)放置在取水站、各類泵站、污水處理廠進(jìn)水口的粗格柵除污機(jī)之后，或直接放置在進(jìn)水口攔截進(jìn)水渠道中的各種固體漂浮物。柵渣的清除方法

抓斗式機(jī)械格柵如圖所示。齒耙裝置包括驅(qū)動(dòng)和導(dǎo)向部分，所占空間較小，用鋼絲繩傳動(dòng)。抓斗由一根橫軸固定，沿著槽鋼導(dǎo)軌作上下運(yùn)動(dòng)。齒耙上升到一定高度與觸點(diǎn)繼電器相碰則推動(dòng)擋板，從斗中卸出柵渣，倒入污物車。鋼索格柵特點(diǎn)：1、鋼繩牽引耙污斗，適用于渠深較大的格柵井。2、與鏈條傳動(dòng)除污機(jī)相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，耗電少。3、僅耙污斗在工作時(shí)短期置于污水中，其余時(shí)間運(yùn)動(dòng)機(jī)件均在井上，便于維護(hù)。4、耙污斗容積大，可撈取石塊等大顆粒固體物，屬于粗格柵類設(shè)備。5、自動(dòng)化程度高，運(yùn)行安全可靠。6、運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)噪聲。1、驅(qū)動(dòng)裝置

2、抬耙裝置

3、刮渣裝置

4、鋼絲繩

5、除污耙

6、主板架

7、格柵

8、平臺(tái)及梯子三索式機(jī)械格柵反撈式機(jī)械格柵格柵的選擇

為提高處理效率，在水處理中，一般選取粗細(xì)兩道格柵配合使用。室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014-2006）規(guī)定：污水處理系統(tǒng)或水泵前，必須設(shè)置格柵，格柵柵條間隙寬度，應(yīng)符合下列要求：（1）粗格柵：機(jī)械清除時(shí)宜為16～25mm，人工清除時(shí)宜為25～40mm。特殊情況下，最大間隙可為100mm；（2）細(xì)格柵：宜為1.5～10mm；（3）水泵前，應(yīng)根據(jù)水泵要求確定。

不同類型的格柵有不同的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況選擇。一般說(shuō)來(lái)，人工清渣格柵，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，但有設(shè)備比較便宜、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，主要是小型水處理廠的粗格柵或每日柵揸量＜0.2m3/d的情況，其余情況一般都用粗格柵；平面柵條格柵結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單價(jià)格相對(duì)比較便宜；回轉(zhuǎn)式格柵在清除細(xì)小的毛發(fā)、纖維、塑料袋等方面有一定優(yōu)勢(shì)；階梯式格柵沒有污物卡阻、耙齒打齒等現(xiàn)象，傳動(dòng)及動(dòng)力機(jī)械在水面以上，便于維修。另外，就是同一類型的格柵，其性能也會(huì)因生產(chǎn)廠家、使用材質(zhì)、細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)、參數(shù)的不同而用所差別，如柵條的斷面形狀就有圓形、方形之分，他們的水力條件和剛度就有差異。在選擇時(shí)應(yīng)詳細(xì)考察。

格柵的選擇包括柵條斷面的選擇、柵條間距的確定、柵渣清除方法的選擇等。格柵柵條的斷面形狀有正方形、圓形、矩形和帶半圓的矩形等，圓形斷面柵條的水力條件好，水流阻力小，但剛度差，一般多采用矩形的柵條。格柵柵條的斷面形狀，可參照下表選用。

格柵柵條間隙決定于所用水泵型號(hào)，當(dāng)采用PWA型水泵時(shí)，可按下表選用。柵條間距也可以按污水種類選定，對(duì)城市污水，一般采用16～25mm的間距。格柵截留的柵渣數(shù)量，因柵條間距、污水種類不同而異。生活污水處理用格柵的柵渣截留量，按人口計(jì)算的。下表列舉的是格柵柵條間距與生活污水柵渣污物量。

（1）應(yīng)保持減速機(jī)內(nèi)有效油位，傳動(dòng)鏈條及水上軸承應(yīng)定期（每月一次）加注潤(rùn)滑脂；（2）應(yīng)保持鏈條的適當(dāng)張緊度，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，對(duì)鏈條進(jìn)行調(diào)緊；（3）水中軸承一般為水潤(rùn)滑的尼龍軸承，發(fā)現(xiàn)磨損，及時(shí)更換。格柵設(shè)備的維護(hù)三、格柵的設(shè)計(jì)

三.格柵的設(shè)計(jì)

格柵本身是有一定規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，只需根據(jù)需要選擇（包括格柵類型、柵條斷面、柵條間隙和柵渣的清除方式）。在水處理中，格柵設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是計(jì)算所需格柵的尺寸，并進(jìn)一步確定柵室、柵槽、工作平臺(tái)尺寸與布置。格柵的設(shè)計(jì)

下圖為格柵計(jì)算圖。格柵的設(shè)計(jì)包括尺寸計(jì)算、水力計(jì)算、柵渣量計(jì)算及清渣機(jī)械的選用等。設(shè)計(jì)的基本參數(shù)

1.過(guò)柵流速0.6－1.0m/s，柵槽內(nèi)流速0.4－0.8m/s，柵前渠道超高h(yuǎn)2一般取0.3m；

2.設(shè)計(jì)過(guò)流能力不宜超過(guò)廠家提供最大過(guò)流能力的80%；

3.除轉(zhuǎn)鼓式格柵外，機(jī)械清渣格柵傾角α宜采用60°－90°；人工清渣格柵傾角宜采用30°－60°；

4.格柵寬B、水頭損失h1按表2-2中對(duì)應(yīng)公式計(jì)算，為避免柵前壅水，故將柵后槽底下降h1作為補(bǔ)償；

5.進(jìn)水渠漸開角α1一般取20°，柵前漸擴(kuò)部分長(zhǎng)度l1，根據(jù)進(jìn)水渠寬B1、格柵寬B和進(jìn)水渠漸開角α1出由下式計(jì)算得：柵后漸縮部分長(zhǎng)度l2取柵前漸擴(kuò)部分長(zhǎng)度l1的一半；

6.柵渣量W1一般為0.03－0.1m3/103m3污水（與水源、柵間距有關(guān)），含水率80%左右，密度700－960kg/m3，每日柵渣量W按下式計(jì)算：

每日柵渣量W大于0.2m3/d或污水量大于1萬(wàn)m3/d的大型污水廠，一般采用機(jī)械清渣；

表2-3生活污水流量總變化系數(shù)表式中的k是污水流量總變化系數(shù)，生活污水可參考下表。

格柵參數(shù)計(jì)算公式

7.工作臺(tái)面高于柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m，兩側(cè)工作臺(tái)0.7m，正面過(guò)道寬1.2m（人工清渣）或1.5m（機(jī)械清渣）

【例題】：已知某城市污水廠的最大設(shè)計(jì)流量Qmax=0.2m3/s，流量變化系數(shù)K=1.5，試設(shè)計(jì)一平板式格柵。

解：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)柵前進(jìn)水渠寬B1=0.65m，水深h=0.4m，有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)選取如下：過(guò)柵流速v=0.9m/s，柵條間隙寬度b=20mm，柵條寬度s=10mm，柵堵塞的水頭損失增大系數(shù)k=3，迎水面為半圓的矩形格柵（β=1.83），格柵傾角α=60o，柵渣量w1=0.06m3/103m3。1.柵條數(shù)目：2.格柵寬度：3.過(guò)柵水頭損失：

4.柵后槽總高度：5.柵槽的總長(zhǎng)度：6.每日柵渣量：每日柵渣量大于0.2m3/d，故采用機(jī)械清渣。2013年伊莊工程實(shí)例

粗格柵一、構(gòu)筑物

功能：粗格柵攔截呈懸浮或飄浮狀態(tài)的固體雜物，以免進(jìn)水中的粗大雜物進(jìn)入后續(xù)構(gòu)筑物，堵塞管道和水泵機(jī)組，保證污水提升系統(tǒng)正常運(yùn)行而不受損害。粗格柵間及進(jìn)水泵房為合建式地下鋼筋混凝土構(gòu)筑物。

結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)直壁平行渠道。

渠數(shù)：1座2格

設(shè)計(jì)流量：42m3/h

尺寸：格柵單渠道長(zhǎng)×寬×深=5m×0.8m×5m2013年伊莊工程實(shí)例二、主要設(shè)備（1）機(jī)械格柵設(shè)備類型：回轉(zhuǎn)式格柵清污機(jī)設(shè)備數(shù)量：1臺(tái)設(shè)計(jì)參數(shù)：?jiǎn)闻_(tái)格柵設(shè)計(jì)流量Q=21m3/h柵渠寬度B=800mm柵條間隙b=20mm柵前水深h=1.4m過(guò)柵流速為0.8m/s格柵傾角70°功率N：0.75kW控制方式：根據(jù)格柵前后液位差由PLC自動(dòng)控制清污工作，同時(shí)設(shè)置按時(shí)間周期自動(dòng)運(yùn)行控制方式和手動(dòng)控制方式。材質(zhì)：不銹鋼2013年伊莊工程實(shí)例（2）柵渣輸送機(jī)設(shè)備類型：與粗格柵相配套的帶式輸送機(jī)設(shè)備數(shù)量：1套設(shè)計(jì)參數(shù)：規(guī)格型號(hào)為PDS-500mm×2500mm，N=1.1kW控制方式：與粗格柵聯(lián)鎖由PLC自動(dòng)按順序控制開停，亦可現(xiàn)場(chǎng)控制2013年伊莊工程實(shí)例（3）閘門設(shè)備類型：鑄鐵圓閘門及手動(dòng)啟閉機(jī)設(shè)備數(shù)量：1套設(shè)計(jì)參數(shù)：閘門φ0.4m2013年伊莊工程實(shí)例細(xì)格柵一、構(gòu)筑物功能：進(jìn)一步去除污水中較大的漂浮物特別是絲狀、帶狀漂浮物，以保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，直壁平行渠道。設(shè)計(jì)流量：21m3/h尺寸：渠道長(zhǎng)度3.0m、寬度0.5m、深度1.0m。渠數(shù)：1條2013年伊莊工程實(shí)例二、主要設(shè)備（1）機(jī)械格柵設(shè)備類型：循環(huán)式齒耙格柵清污機(jī)設(shè)備數(shù)量：1臺(tái)（遠(yuǎn)期增加1臺(tái)）設(shè)計(jì)參數(shù)：?jiǎn)闻_(tái)格柵設(shè)計(jì)流量Q=21m3/h柵渠寬度B=500mm柵條間隙b=5mm柵前水深h=0.6m過(guò)柵流速為0.8m/s格柵傾角70°功率N=0.55kW控制方式：根據(jù)格柵前后液位差由PLC自動(dòng)控制清污工作，同時(shí)設(shè)置按時(shí)間周期自動(dòng)運(yùn)行控制方式和手動(dòng)控制方式。材質(zhì)：不銹鋼費(fèi)用估算表（工藝設(shè)備）

沉砂池主要內(nèi)容沉砂池的功用平流式沉砂池曝氣沉砂池旋流沉砂池沉砂池的功用與常見形式

沉砂池能從污水中分離相對(duì)密度較大（約2.65）的無(wú)機(jī)顆粒，例如砂、爐灰渣等。它一般設(shè)在泵站、沉淀池之前，用于保護(hù)機(jī)件和管道免受磨損，還能使沉淀池中污泥具有良好的流動(dòng)性，能防止排放與輸送管道被堵塞，且能使無(wú)機(jī)顆粒和有機(jī)顆粒分別分離，便于分別處理和處置。

沉砂池的常見形式有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池。平流式沉砂池曝氣沉砂池旋流沉砂池平流式沉砂池平流沉砂池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，截留效果好，是沉砂池中常用的一種平流沉砂池由入流渠、出流渠、閘板、水流部分、沉砂斗和排砂管組成，一般設(shè)為一池兩渠的形式平流沉砂池的水流部分，實(shí)際上是一個(gè)加寬加深的明渠，兩端設(shè)有閘板，以控制水流池底設(shè)1~2個(gè)貯砂斗，利用重力排砂，也可用射流泵或螺旋泵排砂平流式沉砂池平流沉砂池的設(shè)計(jì)是根據(jù)最大水平流速、最大水力停留時(shí)間和有效水深計(jì)算出沉砂池的尺寸然后用最小流速核算，以免過(guò)多的污泥隨砂粒一起沉淀下來(lái)。要求池內(nèi)最大流速為0.3m/s,最小流速為0.15m/s最高流量的停留時(shí)間不應(yīng)小于30s，一般采用30~60s；有效水深不應(yīng)大于1.2m，一般采用0.25~1.0m每格寬度不小于0.6m；貯砂斗容積一般按2d內(nèi)沉砂量考慮；沉砂池超高不宜小于0.3m沉砂分格數(shù)不應(yīng)少于2個(gè)，并聯(lián)設(shè)計(jì)，當(dāng)污水量較少時(shí)，可考慮一用一備。最小流量時(shí)，最小流速應(yīng)大于0.15m/s普通沉砂池截留的沉砂中夾雜有15%的有機(jī)物，使后續(xù)處理難度增加，曝氣沉砂池，可在一定程度上克服此缺點(diǎn)曝氣沉砂池是一長(zhǎng)形渠道，沿池壁一側(cè)的整個(gè)長(zhǎng)度距池底60~90cm的高度處安設(shè)曝氣裝置在其下部設(shè)有集砂槽，在池底的另一側(cè)有0.1~0.5的坡度坡向集砂槽，以保證砂?；爰安燮貧獬辽俺?/p>

水流動(dòng)過(guò)程中，由于曝氣的作用，使池內(nèi)水流產(chǎn)生與主流垂直的橫向旋流，因此，水流在池內(nèi)呈螺旋狀前進(jìn)水的旋流運(yùn)動(dòng)，增加了無(wú)機(jī)顆粒相互碰撞和磨擦的機(jī)會(huì)，把砂粒表面有機(jī)物擦掉，獲得較純凈的砂粒在旋流的離心力作用下，密度大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，密度小的有機(jī)物隨水流被帶到下一處理單元水中曝氣可脫臭，改善水質(zhì)，有利于后續(xù)處理，還可起到預(yù)曝氣作用曝氣沉砂池設(shè)計(jì)要求最大旋流速度為0.25～0.30m／s，水平前進(jìn)流速為0.1m／s，最大流量的停留時(shí)間應(yīng)大于為2min有效水深2～3m，寬深比1.0～1.5；處理1m3污水需要0.1～0.2m3空氣，使旋流速度達(dá)到0.25～0.30m／s為防止水流短路，進(jìn)水方向應(yīng)與池中旋流方向一致，出水方向應(yīng)與進(jìn)水方向垂直曝氣沉砂池旋流沉砂池在結(jié)構(gòu)上為圓型，水流狀態(tài)呈旋流污水從切線方向進(jìn)入，池中設(shè)有可調(diào)速的轉(zhuǎn)盤和葉片，使池內(nèi)水流保持螺旋狀環(huán)流在離心力作用下，污水中密度大的砂粒被甩向池壁，掉入砂斗；有機(jī)物則被留在污水中，隨水排走進(jìn)入下一單元通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速，可以達(dá)到最佳沉砂效果，沉砂可用砂泵或空氣提升器排除，清洗水回流至沉砂區(qū)旋流沉砂池已有定型產(chǎn)品可供選用，不用自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)旋流沉砂池沉淀池的分類和選用主要內(nèi)容沉淀池的分類沉淀池的選用沉淀池的分類沉淀池的分類

作為依靠重力作用進(jìn)行固液分離的裝置，可以分為兩類：一類是沉淀有機(jī)固體為主的裝置，統(tǒng)稱為沉淀池；另一類則以沉淀無(wú)機(jī)固體為主的裝置，統(tǒng)稱為沉砂池。沉淀池沉砂池沉淀池的分類

按沉淀池的水流方向不同，可分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池。按截流顆粒沉降距離不同，可分為一般沉淀池、淺層沉淀池。按沉淀池的水流方向不同1平流式沉淀池輻流式沉淀池豎流式沉淀池按截流顆粒沉降距離不同2一般沉淀池淺層沉淀池平流式沉淀池平流式沉淀池池表面呈長(zhǎng)方形被處理水從池的一端流入，按水平方向在池內(nèi)向前流動(dòng)，從另一端溢出在進(jìn)口處底部設(shè)有污泥斗豎流式沉淀池豎流式沉淀池表面多為圓形，也有方形、多角形水從池中央下部進(jìn)入，由下向上流動(dòng)，沉淀后上清液由池面和池邊溢出輻流式沉淀池輻流式沉淀池表面呈圓形或方形，水從池中心進(jìn)入，沉淀后從池子的四周溢出池內(nèi)水流呈水平方向流動(dòng)，但流速是變化的斜板或斜管沉淀池斜板或斜管沉淀池的沉降距離僅為30～200mm左右，是典型的淺層沉淀池。斜板沉淀池中的水流方向可以布置成同向流（水流與污泥方向相同）、上向流（水流與污泥方向相反）、側(cè)向流（水流與污泥方向垂直）。上向流同向流側(cè)向流沉淀池的選用沉淀池的選用選用沉淀池時(shí)一般應(yīng)考慮地形、地質(zhì)條件、氣候條件、水質(zhì)、水量、運(yùn)行費(fèi)用等幾個(gè)方面的因素。不同類型沉淀池選用時(shí)會(huì)受到地形、地質(zhì)條件限制地形、地質(zhì)條件1寒冷地區(qū)冬季時(shí)，沉淀池水面會(huì)形成冰蓋，影響處理和排泥機(jī)械運(yùn)行氣候條件2原水水質(zhì)中的濁度、含砂量、砂粒組成、水質(zhì)變化直接影響沉淀效果水質(zhì)、水量3原水水質(zhì)對(duì)沉淀池的混凝劑消耗也不同；排泥方式會(huì)影響到排泥水濃度和自用水的