预处理也称初步处理,通常是指在污水处理厂或给水处理厂的进口处,通过一些专用处理设备或构筑物对污水进行简单的处理,去除水中所含有的会影响后续设备正常运行的大块状杂质及长纤维,如漂浮物、砂粒、果壳、纤维物,所涉及的技术包括格栅、筛网、沉砂等。对于水质和水量变化较大的工业废水,在处理之前还需要进行水量和水质的均和调节。
格栅:
生活污水、工业废水、河流湖泊中常含有一些大块的固体悬浮物和漂浮物,如塑料瓶、塑料袋、破布、棉纱、木棍、树枝、水草等。格栅的基本结构是由一组平行的金属栅条按一定的间距(15~20mm)制成的框架,斜放在废水流经的渠道或泵站集水池的进口处,以截留水中较大的悬浮物和漂浮物,防止水泵、管道以及处理设备的堵塞。
格栅的分类:
根据格栅的栅距(栅条之间的净距),可以把格栅细分为粗格栅、中格栅、细格栅三类。一般采用粗细格栅结合使用。
粗格栅的栅距(栅条之间的净距)范围为40~150mm,常采用100mm。栅条结构采用金属直栅条,垂直排列,一般不设清渣机械,必要时人工清渣,主要用于隔除粗大的漂浮物。
(1)粗格栅
此类格栅主要用于地表水取水构筑物、城市排水合流制管道的提升泵房、大型污水处理厂等,隔除水中粗大的漂浮物,如树干等。在此类格栅后一般需要设置栅距较小的格栅,进一步拦截杂物。
在污水处理中,有时中格栅也被作为粗格栅,其栅距范围为10~40mm,常用栅距为16~25mm,用于城市污水处理和工业废水处理。除个别小型工业废水处理采用人工清渣外,一般都为机械清渣。
(2)中格栅
在早期的设计中,格栅的栅距以不堵塞水泵叶轮为选择依据,较大水泵可以选用较大的格栅;近年来,城市污水处理厂设计中均采用较小的栅距,以尽可能多地去除漂浮杂物。
(3)细格栅
细格栅栅距范围为1.5~10mm,常用的栅距为5~8mm。近年来,细格栅设备较好地解决了栅缝易堵塞的难题,可以有效去除细小的杂物,如小塑料瓶、小塑料袋等。采用细格栅可以明显改善处理效果,减少初沉池水面的漂浮杂物。对于后线处理采用孔口布水处理设备(如生物滤池的旋转布水器)的污水处理厂,必须去除此类细小杂物,以免堵塞布水孔。栅条的形状有圆形、方形和矩形等,其中以圆形栅条的水流阻力最小,矩形栅条因其刚度好而常采用。按照格栅的栅条形状,格栅可分为平面格栅和曲面格栅。平面格栅是使用最广泛的格栅形式,曲面格栅只用于细格栅,且应用较少。
平面格栅一般由栅条、框架和清渣机构组成。图中正面为进水侧,平面格栅由金属材料焊接而成,材质有不锈钢、镀锌钢等。
格栅的设置:
在水处理流程中,格栅是一种对后续处理设备具有保护作用的设备,尽管格栅不是水处理的主体设施,但因其处在废水处理流程之首或泵站的进口处等咽喉位置,因此相当重要。
(1)工艺布置
①城市排水城市排水又分为合流制和分流制两大系统。对于合流制排水系统的污水提升泵房,因所含杂物的尺寸较大(如树枝等),为了保证机械格栅的正常运行,常在中格栅前再设置一道粗格栅。对于分流制的城市污水系统,一般在污水处理厂提升泵前设置中格栅、细格栅两道格栅,例如,第一道可采用栅距25mm的中格栅,第二道采用栅距8mm的细格栅。也有在泵前设置中格栅,泵后设备细格栅的布置方法。
②地表水取水当采用岸边固定式地表水取水构筑物时,一般采用两道格栅,其中第一道为粗格栅,主要阻截大块的漂浮物;第二道多用旋转筛网,截留较小的杂物,如小鱼等。
③工业废水对于普通的工业废水,泵前设置一道格栅即可,栅距可根据水质确定。对于含有较多纤维物的废水,如纺织废水等,为了有效去除纤维,常用的格栅工艺是:第一道为格栅;第二道为筛网或捞毛机。
(2)格栅设置要求
①布置要求格栅安装在泵前的格栅间中,格栅间与泵房的土建结构为一个整体。机械格栅每道不宜少于2台,以便维修。
当来水接入管的埋深较小时,可选用较高的格栅机,把栅渣直接刮出地面以上。当接入管的埋深较大时,受格栅机械所限,格栅机需设置在地面以下的工作平台上。格栅间地面下的工作平台应高出栅前最高设计水位0.5m以上,并设有防止水淹(如前设速闭闸,以便在泵房断电时迅速关闭格栅间进水)、安全和冲洗措施等。
格栅间工作台两侧过道宽度应不小于0.7m,机械格栅工作台正面过道宽度不应小于1.5m,以便操作。②格栅设置格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4~0.9m/ s ,过栅流速一般采用0.6~1.0m/ s 。过栅流速过大时有些截留物可能穿过,流速过低时可能在渠道中产生沉淀。设计中应以最大设计流量时满足流速要求的上限为准,进行格栅设备的选型和格栅间渠道的设计。机械格栅的倾角一般为60°~90°,多采用75°。人工清捞的格栅倾角小时较省力,但占地面积大,一般采用50°~60°。
③运行固定栅机械格栅机多采用间歇清渣方式,而回转式格栅机一般采用连续旋转方式运行。
格栅的水头损失较小,一般在0.08~0.15m,阻力主要由截留物阻塞栅条所造成。间歇清渣方式一般在格栅的水头损失达到设定值(如0.15m)时进行清渣,水头损失可由分别设在格栅前后的超声波液位计进行探测,并控制格栅机的机械清渣装置。也可以采用定时清渣的方式,但此方式不能适应来水含渣量的变化,特别是合流制系统,降雨时与旱流时相比,栅渣量相差极大,如采用定时清渣易出现问题。
④机电设备格栅间的机电设备一般包括进水闸、格栅机、栅渣传送带、无轴螺旋输送机、螺旋压榨机、栅渣贮槽、维修吊车、液位探测仪、配电柜、仪表控制箱等。污水处理厂的原水水质在线监测仪表,如 pH 计等,一般也设置在格栅间中。
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