1 概 述
污水在進入污水處理廠二級處理構(gòu)筑物之前一 般要先通過格柵進行預(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 級處理工藝采用傳統(tǒng)工藝( 主要是指 AAO、氧化溝、 SBＲ 三大類工藝及其改進工藝) 時，格柵系統(tǒng)主要是 分離取出較粗大物質(zhì); 當(dāng)采用更先進的工藝( 主要指 MBＲ 膜處理工藝) 時，對格柵提出了更高的分離要 求，還需要去除毛發(fā)等細小纖維物質(zhì)。
2 格柵分類
根據(jù)格柵的過濾精度，一般分為 3 類。 粗格 柵: 機 械 清 渣 時，過濾精度常采用 16 ～ 25 mm，人工清渣時采用 25 ～ 40 mm。目前，絕大部 分的污水處理廠都采用機械清渣，自動化程度高，操 作人員勞動強度低; 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)，保護水泵運行，避免葉輪纏繞、堵塞等事故， 同時，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)的運行負荷。 細格柵: 過濾精度常采用 2 ～ 15 mm，機械清渣，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)筑物的運行負荷。 精細格柵: 主要應(yīng)用于先進的 MBＲ 膜處理工藝， 過濾精度常采用 0. 5，0. 75，1. 0 mm 3 種，主要用以去 除毛發(fā)等細小纖維物質(zhì)，避免其進入膜系統(tǒng)后在膜表 面“成辮”進而導(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、鏈式 格柵除污機、抓斗式格柵除污機、階梯式格柵除污機等。
3. 1 回轉(zhuǎn)式格柵除污機 回轉(zhuǎn)式格柵除污機一般由安裝在回轉(zhuǎn)鏈上間隔 一定距離的耙齒組成，在驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，回轉(zhuǎn)鏈 帶動耙齒按一定方向旋轉(zhuǎn)，在迎水面耙齒由下向上運 動將水中漂浮物撈出至頂端翻轉(zhuǎn)后卸下［1］�；剞D(zhuǎn)式 格柵除污機如圖 1 所示。 回轉(zhuǎn)式格柵除污機的主要問題是: 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 大負荷; 2) 為保證格柵鏈條能夠“回轉(zhuǎn)”，在格柵機械 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，不能得到格柵的過濾處理; 3) 回轉(zhuǎn)耙池由 鏈條串起，環(huán)環(huán)相扣，移動部件非常多，需要更換耙池 時，鏈條需要逐級打開，維修工作量很大。
3. 2 鏈式格柵除污機 鏈式格柵除污機主要有前耙式、背耙式、高鏈式 等，格柵由傳動裝置、框架、除污耙、撇渣機構(gòu)、同步鏈 條、柵條等組成。機內(nèi)兩側(cè)各有一圈鏈條作同步運 轉(zhuǎn)，當(dāng)鏈條由除污機上部的驅(qū)動裝置帶動后，耙架受 鏈條鉸結(jié)點和導(dǎo)軌的約束作平面運動，當(dāng)耙板運動到 除渣口部位時，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中［1］。 鏈式格柵除污機如圖 2 所示。前耙式、背耙式格柵的主要問題是: 1) 水下有傳動 部件，傳動軸承容易被纏繞; 2) 鏈條運行一段時間后鏈 節(jié)伸長，間隙增大，需要及時進行維護、調(diào)節(jié)，否則鏈條 與傳動輪會脫開，發(fā)生掉鏈故障; 3) 由于水下有傳動部 件，當(dāng)格柵渠道水深較深時，維護保養(yǎng)難度很大。 高鏈式格柵除污機的主要問題是: 1) 格柵底部 的從動鏈輪雖然安裝在液位以上，但當(dāng)進水液位波動較大時也會被淹沒; 2) 進水液位較深時，耙臂懸出長 度大; 3) 格柵渠道較寬時，機耙的整體剛性差，運行 容易產(chǎn)生問題; 4) 長時間運行后齒耙的兩條驅(qū)動鏈 會產(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 抓斗式格柵除污機一般由懸掛單軌系統(tǒng)、載重小 車、抓爪裝置和格柵柵條 4 部分組成。運行時通過設(shè) 置于載重小車上方的驅(qū)動裝置帶動小車沿軌道作平 面移動，當(dāng)?shù)竭_預(yù)定格柵除渣位置后，抓爪( 弧形除 渣齒耙) 在鋼絲繩牽引下實行下行運動，當(dāng)除渣齒耙 抵達格柵底部時，控制系統(tǒng)關(guān)閉弧形齒耙，同時提升 除渣齒耙開始撈渣，齒耙到達預(yù)定提升高度后指令載 重小車移動至指定點卸污［1］。其特點是多道格柵可 僅用一個抓爪除污且無需柵渣輸送機。抓斗式格柵 除污機如圖 3 所示。
抓斗式格柵除污機的主要問題是: 1) 重力靠耙 結(jié)構(gòu)清污效果不佳，強制靠耙結(jié)構(gòu)易發(fā)生卡耙故障; 2) 在鋼絲繩作用下，翻耙導(dǎo)軌控制機耙強制翻耙，容 易出現(xiàn)翻耙死點; 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 耙歪斜卡死; 5) 對于雨污合流制排水體制的污水，在 暴雨水量激增時，柵渣量突增，但格柵抓爪清污是按 照渠道順序進行，導(dǎo)致發(fā)生抓爪清污不及時、格柵被 堵塞的狀況; 如果暴雨導(dǎo)致水位增加過大，抓爪下降 時可能會因為水流沖擊而無法就位。
3. 4 階梯式格柵除污機 階梯式機械格柵除污由箱體、定柵條、動?xùn)艞l和 傳動機構(gòu)組成，因其在過濾時過濾面呈“階梯狀”而 得名。箱體傾斜安裝于入水口處，動?xùn)艞l安裝在定柵 條下方，柵條布置成階梯形，動?xùn)艞l交叉插入定柵條 并可由傳動機構(gòu)驅(qū)動由下至上、由后至前周期運動， 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的主要問題是: 動、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 細格柵 常用的細格柵包括: 旋轉(zhuǎn)網(wǎng)板階梯式格柵除污 機、轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機等。 4. 1 旋轉(zhuǎn)網(wǎng)板階梯式格柵除污機 旋轉(zhuǎn)網(wǎng)板階梯式格柵包括傾斜設(shè)置的框架型機 架、安裝在框架型機架上的階梯形回轉(zhuǎn)體系、轉(zhuǎn)刷裝 置和沖洗裝置。階梯形回轉(zhuǎn)體系由框架型機架上部 的與主軸主鏈輪裝配在一起的減速機、框架型機架中 部的鏈條網(wǎng)板裝置和框架型機架下部的下導(dǎo)輪組成。 旋轉(zhuǎn)網(wǎng)板階梯式格柵除污機如圖 5 所示。
4. 2 轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機 轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機為圓柱形結(jié)構(gòu)，安裝時柵條和 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 鼓全長設(shè)置的清洗濾嘴同時啟動，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，固體含量可達到 35% ～ 40% ，然后 落入垃圾筒或柵渣小車中。轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機如 圖 6所示。
轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機的主要問題是: 1) 受轉(zhuǎn)鼓直 徑和傾角限制，過流能力有限; 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候，難以沖洗 干凈，柵渣積累，導(dǎo)致沖洗系統(tǒng)癱瘓。 5 精細格柵 精細格柵一般應(yīng)用于 MBＲ 膜處理工藝中，是對 前端細格柵功能的補充和強化，通常作為膜保護的 “把關(guān)”措施，是對膜元件保護的最后屏障［3］，通常也 稱之為精細膜格柵。在 MBＲ 工藝中，精細膜格柵是 最重要的格柵設(shè)備，常用的精細膜格柵主要有轉(zhuǎn)鼓膜 格柵、內(nèi)進流式格柵除污機、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格柵中 的轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機相似，但與其相比，濾鼓是由不 銹鋼絲網(wǎng)制造，過濾精度有 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 轉(zhuǎn)鼓表面的網(wǎng)孔流進轉(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)鼓移動時落入中心的螺旋輸 送機并被輸送至排渣口排出; 轉(zhuǎn)鼓外側(cè)上方沿轉(zhuǎn)鼓軸 線長度上設(shè)有沖洗水噴頭及尼龍刷，對轉(zhuǎn)鼓進行清洗 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)鼓膜格柵的主要問題是: 1) 進水 SS 對膜格柵的過濾能力影響較大，這就要求其前端的細格柵裝置 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)致格柵車間的環(huán)境變 差; 3) 受運行原理限制，單臺設(shè)備的最大處理能力有 限，對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，需要單獨配備高水力負荷 的壓榨機。 5. 2 內(nèi)進流式格柵 內(nèi)進流式格柵除污機由一個電機驅(qū)動的連續(xù)轉(zhuǎn) 動的孔板放置于一個固定框架中形成，待過濾的污水 從格柵中部開口進入，從內(nèi)向外通過兩側(cè)的孔板進行 雜質(zhì)過濾后流出，過濾孔板同時旋轉(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)進流式格柵除污機如 圖 7 所示。內(nèi)進流式格柵的主要問題是: 由于過濾孔一般均由 機械沖擊形成，孔邊緣會有一些較小的毛刺，過濾的柵 渣纖維容易形成回穿搭橋，造成過濾孔板的堵塞板結(jié)。
