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第六章不溶态污染物的其它分离方法学习内容1废水的预处理2格栅3筛网4调节池1.1预处理目的属纯物理性质或机械性质的，其目的在于去除那些在性质上或大小上不利于后续处理工程的物质。1.废水预处理概述1.2预处理特征去除对象：去除废水中粗大的悬浮物和杂物，以保护后续处理设施。主要设备：格栅和筛网。使用要求：不论何种废水，在送入水泵和主体构筑物之前，均需设置格栅以拦截较大杂物,设置筛网以截留较细悬浮物。2.1格栅(barscreen)2.1.1格栅的作用用以截留废水中粗大的悬浮物和漂浮物，以免堵塞水泵及处理构筑物的管道。栅渣：格栅拦截的物质。栅渣含水率约为70%~80%，容重约为750kg/m3。2.格栅一组平行金属栅条、筛网或穿孔板制成A型：栅条在框架外侧，适用于机械或人工清除污物；B型：栅条在框架内侧，一般上部设有起吊架，将格栅吊起，人工清除污物。2.1.2格栅的分类按形状分水平格栅曲面格栅按栅条净间隙e来分粗格栅:e=50~100mm中格栅:e=10~40mm细格栅:e=3~10mm按清渣方式来分人工清除格栅机械清除格栅2.1.3安装位置与安装粗格栅：一般设在泵站集水井口和污水处理厂中提升泵之前，防止粗大漂浮物、堵塞构筑物孔道、闸门、管道或者损坏水泵、水下搅拌器等机械设备。中、细格栅：位于粗格栅和提升泵站后。为防止细格栅堵塞，应安装连续除污装置。新设计的废水处理厂一般都采用粗、中两道格栅，甚至采用粗、中、细三道格栅。排水泵站的构造示例排水泵站的构造示例各种格栅及格栅除污机平行的金属栅条和框架构成目前使用较多的粗格栅型式有回转式、高链式和三索式，细格栅有回转式、弧形和阶梯式。1粗格栅1.1回转式粗格栅回转式粗格栅(也称回转式固液分离机)一般由安装在回转链上相隔一定间距的一排排耙齿组成，在驱动装置的驱动下，回转链带动耙齿按一定方向旋转，在迎水面耙齿由下向上运动，将水中粗大漂浮物捞出至顶端翻转后卸下。该型粗格栅是目前应用最多的一种。从使用情况看，在设备质量良好的条件下，运行状况还是比较令人满意的。它的弱点在于对于较大尺寸的漂浮物，如粗大的棍棒、球状物、大块的泡沫塑料或木块等难以去除，而这些漂浮物在城市污水中是常有的。该型格栅的检修相对来说比较麻烦，虽然它在水下没有传动部件，但由于回转链要通过底部的导辊，有时需要将设备整体吊出才能检修。1.2高链式粗格栅高链式粗格栅的栅条是固定的，齿耙由链条带动上下运动，下行时齿耙张开，至格栅底部后闭合，上行时耙齿嵌入栅条，将栅条拦阻的漂浮物去除。该型格栅基本可以克服回转式粗格栅难以去除较大尺寸的漂浮物的弱点。国外有一种高链式粗格栅当漂浮物卡在栅条内齿耙运动受阻时，齿耙会自动松开，跳过去再继续运行，同时发出受阻信号。高链式粗格栅在水下无运动部件，检修比较方便。它的弱点是长时间运行后，齿耙的两条驱动链会产生张紧度不一致从而导致齿耙不平，严重时会卡在栅条内。因此运行过程中应注意齿耙是否歪斜，发现问题及时调整。1.3三索式粗格栅三索式粗格珊是一种历史比较长的格栅，早期的三索式粗格栅在运行过程中容易出现乱绳，栅条卡住齿耙的现象经常发生。在使用过程中人们不断地对其进行改进，新型的三索式粗格栅设置了导绳机构，彻底解决了乱绳问题。栅条卡住齿耙的现象也大为减少。三索式粗格栅和高链式粗格栅的结构有些类似，不过齿耙的驱动由链条改为了钢索。两者的弱点也基本一样，但三索式粗格栅调整齿粑的歪斜比较方便。三索式粗格栅较前面两种粗格栅有一个优点，就是它的安装深度更深。一般来说回转式和高链式粗格栅的安装深度不宜超过8m，而三索式粗格栅的安装深度可达12m甚至更深。上述3种粗格栅在国内污水处理厂中都有使用，以回转式粗格栅居多。2细格栅2.1回转式细格栅回转式细格栅和回转式粗格栅的结构基本一样，只是耙齿小一些、耙齿间距窄一些。回转式细格栅的耙齿间距一般为6-10mm。由于耙齿所占宽度(无效宽度)比例较大，使得设备本身及格栅渠道的宽度加大，这是回转式细格栅的不足之处。2.2弧形细格栅顾名思义，弧形细格栅的栅条是圆弧形的，而齿耙的做法基本为两种，一种比较简单，安装在随驱动轴旋转的臂上做圆周运动；另一种安装在可伸缩的机械臂上，结构复杂，不太常用。弧形细格栅的栅条间距和栅条厚度一般为8-10mm，同回转式细格栅一样，设备无效宽度所占比例较大。另外，运行过程中有时会出现卡齿现象。弧形细格栅主要部件都采用不锈钢制作。2.3阶梯式细格栅阶梯式细格栅是近年来从国外引进的格栅类型，国内已有生产。阶梯式细格栅有动栅条和静栅条，都为阶梯状，两者交错布置。运行过程中，静栅条不动，动栅条做回转运动，将杂物沿阶梯一级级向上输送，到顶端后落人螺旋输送机。动栅条和静栅条的厚度为2—3mm，栅条间距一般为3—6mm，所以在具有同样过水断面的情况下，阶梯式细格栅要比上面两种细格栅窄得多。由于栅条间距小(国外甚至做到1—2mm)，它可以截留更加细小的漂浮物。阶梯式细格栅的主要部件都采用不锈钢制作。在国内污水处理厂中，上述3种细格栅中回转式和阶梯式使用较多，尤其是阶梯式细格栅以栅条间距小，使用效果好等特点越来越受到欢迎。机械清除格栅机械清除格栅高链式格栅除污机移动伸缩臂式格栅除污机钢丝绳牵引滑块式格栅除污机复式移动耙机械格栅曲面格栅曲面格栅分为固定曲面格栅（栅条用不锈钢制）和旋转鼓式格栅。曲面格栅转鼓式格栅除污机—细栅过滤器或螺旋格栅机，是一种集细格栅除污机、栅渣螺旋提升机和栅渣螺旋压榨机于一体的设备。弧形格栅除污机2.1.4格栅的设计1.设计参数1)过栅流速：0.6～1.0m/s2)栅前渠道内流速：0.4～0.9m/s3)栅前倾角：45°～75°，机械一般采用60-75°，回转式一般60-90°.4)水头损失一般为：0.08～0.15m5)栅渣量标准：与格栅间隙大小有关e=16～25mm：0.10～0.05m3渣/103m3污水30～50mm：0.03～0.01m3渣/103m3污水6)栅渣含水率80%±，容重960kg/m37)当栅渣量0.2m3/日，则应采用机械清渣1)栅槽宽度B式中：n—格栅间隙数（个）e—栅条净间隙，m；S—格栅栅条的宽度，m；Qmax—最大设计流量，m3/sα—格栅倾角；h—栅前水深，mV—过栅流速，m/sehVQnsinmax2.设计计算B=S（n-1）＋en(m)n=71234567e栅条间隙选择注意2)过栅水头损失h1（m）)(sin2201mgkkhh式中：h0—计算出来的水头损失（m）;k—水头损失增大系数，k=3;ε—阻力系数.34es栅条为矩形断面：β=2.42栅条为圆形断面：β=1.793)栅槽总高度H（m）H=h+h1+h2（m）4)栅槽总长度L（m）)(5.00.1121mtgHllL式中：l1—渐扩部分长度，m；l2—渐缩部分长度，m，l2=l1/2；H1—栅前槽高，m，H1=h＋h2（m）式中h—栅前水深，m;h2—栅前渠道超高，m，一般h2=0.3m5)栅渣量W（m3/d)max1总864001000QWWK式中W1—栅渣量标准（m3/103m3污水）K总—总变化系数总K1.栅后渠底应比栅前渠底低h，以防止栅前壅水2.设计二个平行格栅；3.栅前流速与栅前水深决定栅前渠道断面尺寸。3.格栅设计注意点4.专用设备----常用格栅除渣机类型适用范围构造图链条式主要用于粗、中格栅，深度不大的中小型格栅，主要清除长纤维及条状杂物。高链式格栅除污机移动伸缩臂式主要用于粗、中格栅，深度中等的宽大格栅，耙斗式适于较深格栅。移动伸缩臂式格栅除污机钢绳牵引式主要用于粗、中格栅，固定式用于中小格栅，移动式用于宽大格栅。钢丝绳牵引滑块式格栅除污机回转式主要用于中、细格栅，耙钩式适于较深中小格栅，背耙式用于较浅格栅。回转耙式除污机旋转式主要用于中、细格栅，深度浅的中小型格栅5基本参数及尺寸验证5.1平面格栅的基本参数及尺寸应符合表1规定。5.2平面格栅框架一般用型钢焊接制造，型钢断面尺寸的选择应通过强度和刚度计算来确定。表1平面格栅的基本参数及尺寸mm5.3当平面格栅长度L＞1000mm时，可在格栅框架内增加横向肋条，横向肋条的数量及断面尺寸应通过计算确定。5.4型号编制型号表示方法：标记示例：宽度1000mm，长度1500mm，间隙宽度40mm的A型平面格栅：PGA1000×1500－403设计体会3.1格栅运行的控制格栅的运行一般采用时间和格栅前后的液位差来控制。当有2台以上格栅并联运行时，有的设计人员认为每台格栅的截污量不同将导致格栅前后的液位差不一样，因此在每台格栅的前后都设1套液位差计。实际上并联运行的格栅前后的液位肯定是一样的，这是因为当每台格栅的截污量互不相同时，会导致每台格栅的过流量互不相同产生相同的阻力，从而产生相同的液位差。因此，当2台以上格栅并联运行时，在格栅的前后设1套液位差计即可，这样可以节省不少费用。对于阶梯式细格栅设计人员在考虑格栅运行控制时，往往按通常的做法设计，即格栅在静止一段时间、截留了一定的漂浮物后开始运行，运行的时间一般足以将所截留的漂浮物清理干净。这样做就失去了阶梯式细格栅的一个重要功能——筛滤作用。笔者设计的一个污水处理工程从国外引进了几台阶梯式细格栅，当时供货商就要求随机配备控制系统，以更好地发挥设备的使用效果。后来笔者仔细观察了运行过程，发现该控制系统的特点就是格栅运行的时间间隔较短，一般几分钟就运行一次，但每次只将截留的漂浮物向上抬升几个台阶，这样从上到下格栅的截留物依次减少，下部的截留物稀疏地攀附在格栅上，就象一道滤网，对水中的漂浮物有更好的去除作用，效果确实不错。建议阶梯式细格栅都应采用这样的控制方式。这样的控制方式也适用于回转式细格栅，但不适用于其他类型的细格栅如弧形细格栅。还应注意的是，阶梯式细格栅在停止运行时，动栅条应能自动回到初始位置，动、静栅条保持平齐，否则会影响处理效果。3.2栅渣的输送机械格栅一般都配备皮带输送机或螺旋输送机以输送栅渣。根据笔者的经验，粗格栅宜配备皮带输送机，这是因为粗格栅有时会捞上一些较大、较长、较硬的漂浮物，诸如木棍、大块的泡沫塑料或海绵等，如果使用螺旋输送机，由于螺旋的直径一般为300—350mm，容易被这些东西卡住或堵塞。皮带输送机完全可以解决以上矛盾，但它的缺点是长时间的露天运行皮带容易老化。细格栅配备螺旋输送机非常合适。螺旋输送机体积小，结构简单，经久耐用，也不会被细格栅的栅渣卡住或堵塞。3.3关于栅渣的压实装置笔者参观过的污水处理厂中有少数格栅配备了栅渣压实装置，笔者认为该装置的实际使用价值不大。格栅压实装置主要有两个用途，一是脱除栅渣的水分，二是将栅渣压紧后可减少体积，为打包创造条件。而实际上栅渣所含的水分并不多，该装置在脱除栅渣水分方面并不能发挥多大作用。在该装置的后面再配1台自动打包机将栅渣打包外运虽可以减少栅渣的体积，但国内尚未见有哪些厂生产与该装置配套的自动打包机，若从国外进口显然是不经济的。2.2.1筛网的作用水中不同类型和尺寸的悬浮物，可选择不同材质的金属丝网和不同尺寸的筛网孔眼来去除。其去除效果可相当于初次沉淀池。一般格栅不能截留，也难于通过重力沉降去除，常给后续处理构筑物或设备带来麻烦，可采用筛网过滤来分离和回收。2.2筛网（screen)概述2.2.2筛网形式振动筛网水力筛网转鼓式筛网转盘式筛网微滤机转筒式筛网原理图1—旋转筒2—污水3—筛滤出水4—蒸汽或高压空气管5—旋转筒旋转方向6—截留污物排出7—筛网进水出水渣槽（一）转筒式筛网外进水转筒筛网内进水转筒筛网。（二）振动筛网（三）水力筛网水力筛网构造示意图水不透水部分筛余物(四)、微滤机微滤机是截留细小悬浮物的筛网装置。微滤机是一个鼓状的金属框架，上面覆盖有不锈钢丝编织成的支撑网和工作网。微滤机示意图1—旋转鼓筒2—水池3—水槽5—冲洗滤网的设备6—集渣斗7—排渣管运行时，转鼓2/5的直径部分露出水面，转数为1-4r/min，滤网过滤速度可采用30-120m/h，冲洗水压力0.5-1.5kg/cm2，冲洗水量为