水污染控制工程課程設(shè)計,格柵

1、1緒論1.1 格柵的作用格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)、格柵柜和清渣耙三部分組成，安裝在污水渠道上，泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部。格柵主要作用是將污水中的大塊污染物攔截出來，否則這些大塊污染物將堵塞后續(xù)單元的機(jī)泵或工藝管線。格柵上的攔截物成為柵渣，其中包括十種雜物，大至腐尸，小至樹杈、木料、塑料袋、破布條、碎磚石塊、瓶蓋、尼龍純等均能在柵渣中發(fā)現(xiàn)1。1.2 格柵的種類格柵按不同的方法可以分為不同的類型。按格柵條間距的大小不同，格柵分為細(xì)格柵、中格柵和粗格柵3類，其柵條間距分別為410mm,1525mm和大于40mm。按清渣方式不同，格柵分為人工除渣格柵和機(jī)械除渣格柵兩種。人工消渣主要

2、是粗格柵。按柵耙的位置不同，格柵分為前清渣式格柵和后泊渣式格柵。前清渣式格柵要順?biāo)髑逶?，后清渣式格柵要逆水流清渣。按形狀不同，格柵分為平面格柵和曲面格柵。平面格柵在實際工程中使用較多。按構(gòu)造特點不同，格柵分為抓扒格柵、循環(huán)式格柵、弧形格柵、回轉(zhuǎn)式格柵、轉(zhuǎn)鼓式格柵和階梯式格柵。1.3 格柵的工藝參數(shù)影響格柵作用有柵距、過柵流速和水頭損失三個工藝參數(shù)。1.3.1 柵距柵距即在相鄰兩根柵條間的距離。柵距大于40mm的為粗格柵，柵距在2040mm之間的為中格柵，柵距小于20mm的為細(xì)格柵。一般情況下，粗格柵攔截的柵渣并不太多，只有一些非常大的污染物，但它能有效地保護(hù)中格柵的正常運行。中格柵對柵渣的攔

3、截發(fā)揮主要作用，絕大部分柵渣將在中格柵被攔截下來，細(xì)格柵將進(jìn)一步攔截剩余的柵渣。1.3.2 過柵流速污水在柵前渠道內(nèi)的流速一般控制在0.40.8m/s,經(jīng)過格柵的流速一般控制在0.61.0m/s。過柵流速不能太大，否則將把本該攔截下來的軟性柵渣沖走。同時，過柵流速也不能太小。如果過柵流速低于0.6m/s,柵前渠道內(nèi)的流速將有可能低于0.4m/s,污水中粒徑較大的砂粒將有可能在柵前渠道內(nèi)沉積。1.3.3 水頭損失污水過柵水頭損失與過柵流速有關(guān)，一般在0.20.5m之間。如果過柵水頭損失即格柵前后水位差增大。此時，有可能是過柵水量增加，更有可能是格柵局部被堵死。如過柵水頭損失減小，說明國展流速降低

4、，此時要注意砂在柵前渠道內(nèi)的沉積。1.4 人工除渣格柵和機(jī)械除渣格柵一般情況下，根據(jù)清洗方法，把格柵設(shè)計為人工除渣格柵和機(jī)械除渣格柵兩大類，當(dāng)污染物量大時，一般采用機(jī)械除渣，以減少工人勞動量1.4.1 人工除渣格柵安裝在中小城市的生活污水處理廠或所需截留的污染物量較少時采用的格柵。人工除渣格柵，格柵按傾斜45。60。傾角設(shè)置，這樣可以增加格柵有效面積40%80%,而且便于清洗和防止因阻堵而造成過高的水頭損失，但如果傾角太小時，雖然清理省力，但占地面積較大冏。人工清渣的格柵，其設(shè)計面積應(yīng)采用較大的安全系數(shù)，一般不小于進(jìn)水管渠有效面積的2倍，以免消渣過于頻繁。格柵間應(yīng)設(shè)置操作平臺。在污水泵站前集水

5、井中的格柵，應(yīng)特別注重有害氣體對操作人員的危害，并采取有效的防范措施401.4.2 機(jī)械除渣格柵當(dāng)格柵流量大于0.2m3/d時，為改善勞動與衛(wèi)生條件，都應(yīng)采用機(jī)械除渣格柵，這種格柵安放角一般為60°70。，有時為90°,機(jī)械除渣格柵過水面積一般不小于進(jìn)水管渠的有效面積的1.2倍。格柵的機(jī)械除渣機(jī)也有多種，如鏈條式格柵除渣機(jī)、移動式伸縮臂格柵除渣機(jī)、圓周回轉(zhuǎn)式格柵除渣機(jī)、鋼絲繩牽引式格柵除渣機(jī)等。以下為各種機(jī)械格柵特點比較。表1-1各種機(jī)械格柵特點比較5優(yōu)點缺點適用范圍1鏈條式(1)構(gòu)造簡單，制造方便，容易操作(2)占地面積小(1)套筒滾子價格高，耐腐蝕性差(2)雜物在鏈條與

6、鏈輪之間時容易卡住(1)適宜清楚長纖維，帶狀的污染物(2)適宜較淺的大、中、小型格柵2移動伸縮臂式(1)鋼絲繩在水上，運行壽命長(2)不清渣時設(shè)備在水面上，維護(hù)檢修方便(1)移動時耙齒與柵條間隙的對位比較困難(2)需二套電動機(jī)及減速器。構(gòu)造復(fù)雜適用于中等深度的寬大格柵3鋼絲繩牽引式無水卜固定部件，維護(hù)檢修方便鋼絲繩干、濕交替工作易腐蝕，應(yīng)米用/、銹鋼絲繩固定式適用中、小型格柵，移動式適用于寬大型格柵1.5 格柵應(yīng)用原則(1)格柵分人工格柵和機(jī)械格柵兩種，為避免污染物對人體產(chǎn)生的毒害和減輕工人勞動強(qiáng)度、提高工作效率及實現(xiàn)自動控制，應(yīng)盡可能采用機(jī)械格柵。污水中含有油類等可釋放揮發(fā)性可燃性氣體時，機(jī)

7、械格柵的動力裝置應(yīng)有防爆設(shè)施。(2)要根據(jù)污水的水質(zhì)特點如pH值的高低固形物的大小等確定格柵的具體形式和材質(zhì)。(3)大型污水處理廠一般要設(shè)置兩道格柵和一道篩網(wǎng)，格柵柵條間距應(yīng)根據(jù)污水的種類、流量、代表性雜物種類和尺寸大小等因素來確定，既滿足水泵構(gòu)造的要求，同時也滿足后續(xù)水處理構(gòu)筑物和設(shè)備的要求。第一道使用粗格柵(50100mm)或中格柵(2040mm),第二道使用中格柵或細(xì)格柵(410mm),第三道為篩網(wǎng)(<4mm)。(4)常用格柵柵條斷面為長20mm正方形、直徑20mm圓形、10mrK50mm矩形和兩邊半圓頭的10m由50mm矩形等5種。圓形柵條水力條件好、水流阻力小，但風(fēng)度較差、容易

8、受外力變形。因此在沒有特殊需要時最好采用矩形斷面。(5)格柵一般安裝在處理流程之首或泵站的進(jìn)水口處，位置咽喉，為保證安全要有備用單元或其他手段以保證在不停水情況下對格柵的檢修。(6)為保護(hù)動力設(shè)備，機(jī)械格柵一般安裝在通風(fēng)良好的格柵間內(nèi)，大中型格柵間要配置安裝吊運設(shè)備，便于設(shè)備檢修和柵渣的日常清除6。1.6格柵運行管理注意事項(1)不管采用什么采用什么形式，操作人員都應(yīng)該巡回檢查，根據(jù)柵前和柵后的水位差變化或柵渣的數(shù)量，及時開啟除渣機(jī)將柵渣清除。同時注意觀察除渣機(jī)的運轉(zhuǎn)情況，及時排除其出現(xiàn)的各種故障。(2)檢查并調(diào)節(jié)柵前的流量調(diào)節(jié)閥門，保證過柵流量的均勻分布。同時利用投入工作的格柵臺數(shù)將過柵流速

9、控制在所要求的范圍骨。當(dāng)發(fā)現(xiàn)過柵流速過高時，適當(dāng)增加投入工作的格柵臺數(shù)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)過柵流速偏低時，適當(dāng)減少投入工作的格柵臺數(shù)。(3)隨著運行時間的延長，格柵前后的渠道內(nèi)可能會積砂，應(yīng)當(dāng)定期檢查清理積砂，分析產(chǎn)生積砂的原因，如果是渠道粗糙的原因，就應(yīng)該及時修復(fù)。(4)經(jīng)常測定每日柵渣的數(shù)量，摸索出一天、一月或一年中什么時候柵渣量多，以利于提高操作效率，并通過柵渣旦的變化來判斷格柵運轉(zhuǎn)是否正常。(5)柵渣中往往夾帶許多揮發(fā)性油類等有機(jī)物，堆積后能夠產(chǎn)生異味，因此及時清運柵渣，并經(jīng)常保持格柵間的通風(fēng)透氣7。2格柵設(shè)計計算格柵設(shè)計要點(1)格柵的柵條間隙，應(yīng)根據(jù)水泵允許通過污物的能力來確定。(2)污水處理

10、系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)兩道格柵，一般在泵房前設(shè)一道中格柵，在泵房后設(shè)一道細(xì)格柵，同時格柵柵條間隙應(yīng)符合下列要求：人工清除的為25-40mm機(jī)械清除的為1625mm最大間隙40mm(3)如水泵前格柵間隙不大于25mm,污水處理系統(tǒng)前可不再設(shè)置格柵。(4)柵渣量與地區(qū)的特點、格柵的間隙大小、污水流量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關(guān)。在無當(dāng)?shù)剡\行資料時，可采用：柵條間隙1625mm,0.10.05m3/103m3/d(柵渣/污水)柵條間隙3050mm,0.030.01m3/103m3/d(柵渣/污水)柵渣的含水率為80%,密度約為960kg/m3。(5)在大型污水處理廠或泵站前的大型格柵(每日柵渣量大于0.2

11、m3),一股應(yīng)采用機(jī)械清渣(6)機(jī)械格柵不宜少于2臺，如為1臺時，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用。(7)過渣流速一般采用0.61.0m/s。(8)格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.40.9m/so(9)格柵傾角一般采用45。70。人工清除格柵傾角小時，較省力，但占地面積大。(10)過格柵的水頭損失一般采用0.080.15m。(11)格柵間必須設(shè)置工作臺，臺面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計水位0.5m。工作臺上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。(12)格柵間工作臺兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7m。工作臺正面過道寬度：人工清除不應(yīng)小于1.2m機(jī)械清除不應(yīng)小于1.5m(13)機(jī)械格柵的動力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)，或采取其他保護(hù)設(shè)備的措施。(1

12、4)設(shè)置格柵裝置的構(gòu)筑物，必須考慮設(shè)有良好的通風(fēng)設(shè)施。(15)格柵間內(nèi)應(yīng)安設(shè)吊運設(shè)備，以進(jìn)行格柵及其他設(shè)備的檢修和柵渣的日常清除。2.2格柵的設(shè)計計算已知條件：城市污水處理最大流量為柵各部分尺寸。Qnax=1.03m3/s,日設(shè)計流量為q=70000r3/d,求格設(shè)計計算:(1)柵槽寬度柵條的間隙數(shù)(n)n二Qma、Sin：bhv(2.1)式中，Qnax最大設(shè)計流量，m3/S；a格柵傾角，(°),取a=60°；b柵條間隙，m,取b=0.021m；n柵條間隙數(shù)，個；h柵前水深，m,取h=0.7m；v過柵流速，m/s,取0.9m/So則n=103Sin6000.0210.70.

13、9格柵設(shè)兩組，按兩組同時工作設(shè)計，一格停用，一格工作校核=72.4573(個)；柵條數(shù)n-1=73-1=72柵槽寬度B柵槽寬度一月比格柵寬0.20.3m,取0.2m；設(shè)柵條寬度s=10mm=0.01m則柵槽寬度B=s(n1)+bn+0.2(2.2)B=s(n-1)bn0.2=0.01(73-1)730.0210.2=2.453:2.45本設(shè)計選用柵條寬度為10mm的矩形斷面柵條。(2)通過格柵的水頭損失h1進(jìn)水渠道漸寬部分的長度Li,m設(shè)進(jìn)水渠寬B1=1.4m,其漸寬部分展開角度a=20。(進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.7m/s),則：L1=B-Bi(2.3)2tan:1B-B2.45-1.4L1=1

14、.442tan20o2tan20o柵槽出水渠道連接處的漸窄部分長度L2,m。(2.4)LiL21Li1.44L27一=0.72m圖2-1格柵計算示意圖通過格柵的水頭損失hi,mh1=h0k（2.5）2vho=亡sina（2.6）2g4：（竽（2.7）b式中，hi設(shè)計水頭損失，m；ho計算水頭損失，m；g重力加速度，m/s2,取g=9.8m/s；k系數(shù)，格柵受污泥堵塞時的水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；之一一阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)?？砂词謨蕴峁┑挠嬎愎胶拖嚓P(guān)系數(shù)計算。設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面；之=2.42表2-2格柵的阻力系數(shù)之的計算公式柵條斷面形狀計算公式數(shù)值銳邊矩形43=2.42迎水面

15、為半圓形的矩形吟）33=1.83圓形d3=1.79迎水、背水面均為半圓形的矩形蘆d+s23=1.67止方形一二（）£=0.64s2v2則：h1=h0k=：()3sin：kb2g=2.424廠0.01軍<0.021J20.9oosin60329.8:0.097m(3)柵后槽總高度H,設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m=hh1h2(2.8)則:=hh1h20.70.0970.3=1.0971.10m(4)柵槽總長度(2.9)H1L=L1L21.00.5-tan二式中，Hi為柵前渠道深，Hi=h+h2,m4.24WJ:L=1.440.721.00.50.38I=4.237tan60(5)每

16、日柵渣量W,m3/d(2.10)式中，W每日柵渣量，m3/dWi柵渣量，品/(103m3污水)QW1W11000在格柵間隙為19mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.09m3。則每日柵謂量:700000.09W二1000定6.3m3/d>0.2m3/d故采用機(jī)械精渣。我們采用鋼絲繩牽引式格柵除污機(jī)。3參考文獻(xiàn)1李亞峰，佟玉恒，陳杰.實用廢水處理技術(shù)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007:212尹士君，李亞峰等.水處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004:1073晉日亞，胡雙啟.水污染控制技術(shù)與工程M.北京：兵器工業(yè)出版社，2005:214高廷耀，顧國維，周琪.水污染控制工程M.北京：高等教育出版社，2007:175柏景方.污水處理技術(shù)M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006:736趙慶良，任南琪.水污染控制工程M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20057鄭銘.環(huán)境工程原理設(shè)計應(yīng)用M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001,564結(jié)束語這是我第一次做課程設(shè)計，剛開始不知道從何處下手，只是去圖書館找一些資料，但又不知道該寫點什么，但經(jīng)過認(rèn)真地思考和大家相互學(xué)習(xí)、相互討論后