帐号: 密码:
站内搜索: 订阅资讯
亚洲环保杂志 北京杂志 环保杂志 环保企业 亚洲环保杂志 环保杂志 杂志订阅 绿色杂志
设为首页 加入收藏
联系我们 请您留言
 
您当前位置:网站首页 >> 城镇污水处理技术 >> 阅读文章

转鼓格栅在污水处理领域内应用情况

2014-12-14 16:27:13 来源:亚洲环保杂志官方网站

转鼓格栅在污水处理领域内应用情况

Applications of Rotamat® Screen  in Wastewater Treatment

高颖 (德国Huber SE公司)

80年代初期,德国琥珀公司 (Huber SE) 开发研制了转鼓型细格栅,因为结构牢固,操作简单,集合过滤,运输,栅渣冲洗和压榨等多种功能为一体,在德国和欧洲获得广泛应用。目前在全世界投入使用的转鼓格栅数量已超过6000多套,其中约有500多套在中国运转,成为目前中国机械性预处理设备中的标准选型设备。

本文详细描述转鼓格栅的结构和工作原理,同时介绍了此装置的一些新的功能,例如内置型栅渣冲洗功能,为用户单位和设计单位提供了有用信息。

In the early 80’s, Huber SE, a German company, developed a kind of rotary drum fine screen. Due to its sturdy construction, customer-friendly operation, combination of screenings removal, transport, washing and compaction in one system, this type of fine screen has been widely used in Germany and Europe. Over 6000 sets have been sold worldwide, 500 sets of them are operated in China, which become currently as the standard equipment for Chinese mechanical pre-treatment.

This paper describes the construction and the principal of the rotary drum screen in detail, together with some new functions of this equipment, e.g. Integrated Screenings Washing System IRGA, which information is very useful for users and design institutes.

关键词:

转鼓格栅,精细格栅,机械性预处理,内置型栅渣冲洗装置

Keywords:

rotary drum screen, fine screen, mechanical pre-treatment , Integrated Screenings Washing System IRGA

1. 前言

从污水处理工艺角度分析,污水处理可以简单分成机械性予处理和后段生化处理二部分。 机械性予处理,即在生化处理之前进行栅渣过滤和沉砂排砂,是市政污水处理过程中的重要一环。 其中格栅机械是污水处理厂的关键设备,选择合适的细格栅进行机械性予处理,不仅能大量取出固体污染物质,减轻后面生化处理的负担,,而且可以延长水泵, 搅拌器和脱水设备等的使用寿命。

格栅是指配置条状栅网的过滤设备,直接安装水流截面之内。截流固体物质的栅条可由扁钢条,园钢条或其他型钢钢条组成。在一般情况下,栅网是按一定角度安装入水流之内。根据栅距大小,格栅设备可分成粗格栅和细格栅。粗格栅的栅距是在60-100 mm 范围之内,一般情况下安装在应急溢流水渠之内,采用手工清理; 而细格栅的栅距是在10-25 mm 之间,一般采用机械清理。清理方式可以采用疏齿板,插入栅网,并将分离出的固体物质向上提出,或采用钢缆或齿杆通过齿耙将栅渣清理去除。

在建造设计新的污水处理厂时,对于用户单位和设计单位来说,总会提出这样一个问题,在确定污水处理厂的设计流量和处理工艺之后,如果选择合适的格栅机械类型? 如何确定栅缝间隙?

格栅机械的类型已及栅距选用则必须污水处理厂内的生物处理工艺而确定: 栅距太小,会导致格栅使用数量增加,从而投资费用增加; 栅距太大,则会导致栅渣物质进入后续处理工艺,影响水泵和阀门部件的正常运转。

80年代之前,德国的大型污水处理厂几乎都是采用粗细二道格栅,其中细格栅一般在20 mm 左右。 从污水处理工艺上看, 大型污水处理厂几乎都配置初级沉淀池和厌氧消化塔。因此对格栅要求相对较低,因为有相当一部分细小固体物质可通过初沉池被排除。

但是在80年代之后,德国在大规模建造中小规模的污水处理厂时情况发生很大变化。多数小型污水处理厂在初期建造阶段没有资金建造厌氧消化塔和初级沉淀池,要求采用细格栅的栅距范围在6-10 mm 之间,尽可能多地取出污水中各种细小杂物,从而保证生化嚗气池可靠稳定地工作。另外一方面,因为小型污水处理厂的人员资金有限,要求机械性过滤设备简单牢固,并含有过滤。运输,压榨和脱水等多种功能集合在同一台机械之内,栅渣在通过螺杆运输出渠外时便已受到冲洗和压榨处理,这样可省去冲洗压榨机装置。

德国HUBER公司曾在80年代初期,便已开发推出举世闻名的圆鼓细格栅。因其装置结构结实可靠,工作方式新颖独特, 很快在欧洲市场和全世界获得广泛应用。根据污水处理市场不断提出的要求和需要,德国HUBER公司仍然持续投入大量资金和人力,不断改善加强,并增加配置各种处理功能。

本文详细介绍转鼓格栅的特点,构造及其各种处理功能,使新老用户和设计院全面了解装置的性能,充分利用好此格栅机械的各种功能。

.

2Ro1 机械的装置构造和工作原理:

根据以下工作原理图说明各部件名称:

1: RO1转鼓格栅的结构

细栅过滤器的固定部分(从下到上)由以下部分组成:

·         水渠中的(圆接方) 档水板

·         带滤渣刮脱器(部件 4 脱渣板)的栅筐 (部件 3) 

·         带有圆洞网板的料斗(部件 1)

·         栅筐底板

·         内部安装输料条的螺管

·         支架

·         压缩区,集水外套 (部件 6),和挤压水回流管

·         出料口(部件 7)

·         传动马达

这些部件构成了机械部分的主体。在此之上,还可安装其它附加装置。

细栅过滤器的旋转部分(从上到下)由以下部分组成:

·         带有中心管,螺杆片,上下轴承插头的螺杆(部件 5)

·         带有耙齿的清洁臂 (部件 2,又称齿耙或格栅梳)

这些部件构成了机械的旋转部分,并通过机械上端安装的传动马达驱动旋转。

工作原理:

ROTAMAT – 细格栅以 35° 角度安装在水渠之内或安装在一箱体之内。污水通过格栅端面穿流栅筐,经栅条网过滤之后流入后面水渠,固体物质被过滤阻挡在栅网筐内。通过栅渣累积可额外形成更好的过滤效果。 栅前/栅后之间的液位差到达设定值时,位于中央的旋转齿耙启动工作。 耙齿彻底深入栅条之内,对栅筐进行清理,将所有固体栅渣取出,并投入位于栅筐中央的料斗之内。通过运输螺杆的旋转,栅渣被输出水渠。为了彻底清理耙齿,齿耙旋转第一圈之后在 12 点钟位置停止,然后倒转 15° 。此时,耙齿通过一可摇晃的脱渣板进行自清理。

栅渣在运输过程被压榨,冲洗和脱水处理。脱水后的栅渣通过排料口排入垃圾集装箱或排渣螺杆。栅渣固含量最高可达40% DR。压渣水被收集在集水外套之内,并通过一透明塑料管返送回污水渠。

作为选购部件,可以在栅筐之上安装冲洗棒,可自动冲洗栅筐和齿耙,减轻机械保养工作的负担。

3. 转鼓细格栅RO1的特点

与传统的格栅不同,HUBER细格栅RO1是筒状结构,并且栅筐按一定倾斜角度安装在水渠之内. 装置的主要特点:

  • 这种格栅将粗细格栅的功能结合在一起,即要求细格栅过滤取出洗小物质的同时,也能象粗格栅那样,分离取出粗大石块和树叉等大型物质。 也就是说, 在一般情况下,在此细格栅之前毋须安装粗格栅。
  • 旋转自清洗细格栅是专门用于机械性污水过滤处理。 通过旋转齿耙对栅筐进行强制性栅渣清理,效率高,清理彻底完全,并可以在没有冲洗水状态下进行清理工作。由于污水在栅条之间穿流而过,一些小型固杂物体,甚至纤维状物体也能分离取出。
  • 毋须购买附加机械(压榨系统,冲洗系统等),滤渣经过此机械的压榨处理,排出之后滤渣便呈无臭脱水状态,符合目前环境卫生要求。因为整个处理过程,即从水渠中过滤取出格栅物至滤渣排入垃圾集装箱是在统一台机械内完成,并且安装有格栅盖板和滤渣装袋系统,使格栅滤渣的处理在一个无臭气外泄的封闭系统之中。
  • 此机械的所有部分(除马达,轴承和驱动装置之外)都采用不锈钢(材料1.4541)制成。 这样,便排出了因采用其他金属而造成的工作(对金属表面进行耗时耗费保养工作,例如,除锈,打光和涂油漆)。我们除了向用户提供成熟的技术之外,装置所用的材料为优质不锈钢,毋须保养和维修。
  • 我们的机械受专利保护,其特点是旋转工作,所以磨损很小(因为没有往返运动器件),能耗低,保养工作很少。
  • 我们还想指出,此格栅在运输滤渣的螺杆之中还安装了滤渣压榨器。此外,可根据用户愿望安装滤渣冲洗器。和其他处理系统之间的最大差异(准确地说,此机械的优点)是在排渣螺杆内安装滤渣压榨器。因此,排出的滤渣呈脱水压缩状态。从而可省掉滤渣后处理过程中的大量填埋费用。
  • 通过配置恒温加热装置,可在寒冷地域室外安装。

与传统的垂直格栅相比较,圆鼓格栅的安装位置是在进水提升泵之后,要求以35°-角度安装在浅宽型水渠之内。

从图2可以看到,在传统格栅中,水流可以直线穿流传统格栅的栅条,并且因为格安装处面处穿流面积缩小,当水流经过栅条时流速将变大。 这时水中的纤维毛发物质也会加速流动,穿流格栅。这一现象阻碍了 截留  一些细小的栅渣物质。

琥珀Ro1型细格栅和传统格栅相比明显的差别是栅条排列方向和水流方向相垂直。当水流经过栅筐时,产生折流现象,从而提高了分离面积和过滤效果(参见图 3)

2: 直线形水流穿越传统垂直格栅

3: 转鼓栅筐 35°-角度安装


此外, 在进行栅渣清理时,耙齿全部伸入过滤栅筐之内进行强制性清理,一次性将所有栅渣分离去处。因为圆周旋转工作方式,栅渣清理时间短快而且十分干净。

鉴于以上原因,筒型格栅倾斜安装在水渠之内,其过滤效果远高于普通垂直格栅。栅缝为10 mm Ro1型细格栅其过滤效果一般要比8 mm 普通垂直格栅的过滤效果要好。这一现象已 在机械设计,机械制造和大量运用实践中得已证实。

转鼓格栅的另一特点是水头损失很小。因为琥珀Ro1型细格栅的栅网呈圆筒型,栅筐在水渠内是按35度角度安装,随着液位上升,过滤面积以超正比例关系增加(见图 2)。由于这一原因,水流经过栅筐时流速反而下降。

浸泡在水内的栅筐过滤面积是与细格栅的安装角度,栅前液位 h 和栅筐半径 r有关,可按以下公式进行计算:

其中:

AM:    浸泡在水内的栅筐过滤面积

r:     栅筐半径

α:  转鼓格栅的安装角度

h:  栅前液位

将浸泡在水内的栅筐过滤面积AM 作为栅前液位h 的函数,并将这两种格栅系统的曲线画制在同一图内进行比较,可以看出,在传统格栅内,栅筐过滤面积AM 和栅前液位h 之间呈现线性关系,而在转鼓格栅内则曲线显示超比例面积增加关系。在同一栅前水深情况下,通过两根曲线之间的差值可以计算出,转鼓栅筐网比传统栅网多增加的过滤面积。

4: 过滤面积和栅前液位之间的关系

因为随栅前液位上升,转鼓格栅的过滤面积是超比例增加,导致栅条之间的流速相对较小,从而水头损失也相应较小。再加上穿栅折流和耙齿快速清理,极大地提高了过滤效率。

4.根据用户要求,可以在装置内配置或后安装栅渣冲洗装置 IRGA

随着许多城市对污水处理的要求不断提高,在去除水中污染成份 (COD/BOD) 的同时,还必须将其中氮,磷等营养物质都消除。具体来说,几乎所有污水处理厂都将改造成具有除磷脱氮功能的生化处理工艺

此时,不仅要求对生化池的构筑物进行改造,还需要对栅渣进行冲洗处理,增加碳源,优化污水中的氮/碳比例,同时降低栅渣后处理的费用

污水经过转鼓过滤装置过滤之后,可以截留取出许多细小杂物,其中混杂大量粪便物质和有机污染物质。因此要求对筛渣进行强化冲洗,只有冲洗处理之后的筛渣内有机物含量才能低于5%,进行后续填埋处理。

RO1转鼓格栅中可以直接配置内置型冲洗装置(IRGA),可对栅渣进行冲洗处理,并将可生物降解的物质返回生化处理池。强劲的射流可将栅渣内的疏松物质冲洗出这些可生物降解物质连同冲洗水一起进入生化处理池内。而干净的栅渣更容易脱水减轻栅渣重量。

ROTAMAT®-格栅装置内,栅渣冲洗装置可以直接安装在料斗内 或安装在提升螺杆之内。安装配置内置型栅渣冲洗装置 IRGA之后,对筛渣物质进行三段冲洗处理。在不同位置先后进行三重冲洗: 分别称为粗洗,压力洗和精洗。

1.粗洗:

冲洗棒安装在料斗的右上侧。冲洗棒的盖板可防止栅渣覆盖问题。冲洗水通过电磁阀 1进行控制。通过便平射流可将料斗内栅渣中的粪便物质冲洗出,冲洗水通过料斗带孔底板流入水渠

2.压力洗:

冲洗棒安装在筛筐的基板上,料斗的上侧冲洗水通过电磁阀 1进行控制。栅渣冲洗水帘时将可将还剩下的粪便物质冲洗出

3.精洗:

螺管上的精洗。3 个喷头安装在螺杆上,和高压冲洗管相连。可按规定的角度向螺管内被运输的栅渣进行冲洗将剩余的粪便物质冲洗出来;  按不同角度进行3 点式强烈地栅渣翻滚冲洗。冲洗水则沿螺管壁返回料斗和水渠

如果用户原来在订货时没有配置强化冲洗装置,则在今后可以很容易地补上配置。冲洗处理之后,溶解性物质和惰性物质相分离。此时,粪便物质几乎全部被冲洗出,重量大幅度下降。

-    最佳 价格/性能比

-    减少后处理费用

-    改善操作和卫生条件

-    几乎全部冲洗出粪便物质

-    重量下降约 50 %

5: RO1转鼓格栅的工作方式和栅渣冲洗方式

ROTAMAT-机械除了具有功能 过滤运输压榨之外还能将栅渣中溶解物质 (粪便物质) 冲洗出来。此过程含有三个相互自动协调工作的冲洗区域,按顺序前后驱动工作。作为冲洗水,用户可以采用已存在的杂用水(二沉池出水)或采用潜水泵(参见选购部件)直接从格栅装置之后水渠内抽吸污水。冲洗水连同被洗下的溶解性成分,穿流筛网,然后返回污水处理厂的进水渠内

5.控制系统

在标准情况下,机械的运转是全自动进行。可以分成液位控制和时间控制。

液位控制:

根据格栅前后的液位差(例如100 mm)来控制。当液位差很大超过100 mm时,说明栅筐内很多栅渣被截留,必须进行清理。因此,此液位差信号送往PLC之后,被加工处理,并指挥电机运转,进行栅渣清理工作。

时间控制:

通过文字触摸屏,可以设置电机的休息/运转时间。

但在一般情况下,装置应该通过液位差来控制电机运转,这样可以按需运转,节省电能,减少机械磨损。在各种液位测定系统中常用的是气泡式液位测定系统,当然也可以采用其他液位测定系统,例如超声波液位控制。

6.工程实例

目前在全世界已投入运转有8000多台机械投入运转,其中在中国已经投入使用的圆鼓细格栅数量也已超过500多套,篇布中国30多个省市,获得用户一致好评。在由中国水网组织的2008年民意调查显示,用户对琥珀转鼓格栅的满意程度获得第一。

目前在一些中国大型污水处理厂内已投入运转的装置摘要如下:

污水处理厂

Ro1格栅栅筐直径/栅距

机械数量

投入运转时间

上海白龙港

Ro1/2600/9

2

1996

上海竹园一厂

Ro1/2600/9

12

2007

上海竹园二厂

Ro1/2200 Ro1/2600

30

2003 2008

北京首钢污水厂

Ro1/1800/6

2

2001

重庆鸡冠石

Ro1/3000/10

6

2005

重庆唐家陀

Ro1/2400

3

2004

太平门

Ro1/2400

8

2005

天津纪庄子

Ro1/2200

6

2004

天津咸阳路

Ro1/2200

6

2004

南京江心洲

Ro1/2000

4

2003

石家庄桥东

Ro1/2200/8

8

2002

抚顺污水厂

Ro1/2400/10

4

2001

本溪污水厂

Ro1/2400/10

3

2002

襄樊污水厂

Ro1/2200

6

2003

吉林污水厂

Ro1/1600

7

2003

6: 上海竹园污水一厂内安装的12套大型转鼓格栅

现代化的污水处理厂要求格栅机械结构坚固,操作简单,使用寿命长。事实上,许多用户单位对转鼓格栅的运转性能表示满意,在污水处理厂的扩建工程中仍然重复订购使用转鼓格栅,以充分保证污水处理厂的运转稳定性。

参考文献

[1] E. Stier, H.-C. baumgart, M. Fischer (1990):: Handbuch für Ver- und Entsorger. Band 3 Fachrichtung Abwasser. Herausgeber Abwassertechnische Vereinigung e. V. (ATV). F. Hirthammer Verlag München.

[2] 赵明友: 新型鼓型栅筐格栅除污机的应用研究。中国市政工程。增刊。2001825日。

[3] Hong / Bischof (1992): Abwassertechnik; B. G. Teubner  ISBN 3-519-05247-4, Stuttgart

[4] Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik (1983). Dritte, überarbeitete Auflage. Band III: Grundlagen für Planung und Bau von Abwasserkläranlage und mechanische Klärverfahren. Verlage von Wilhelm Ernst & Sohn Berlin Müchen.

联系地址:

高颖              德国工程博士

德国汉斯琥珀公司

Industriepark Erasbach A1

92334 Berching

Tel. 08462/201 245

e-mail: gao@huber.de

文章评论

现在有0人对本文发表评论 查看所有评论


本刊概况 | 广告服务 | 订阅中心 | 联系我们 | 京ICP备09025260号
Copyright © 环保亚洲 All rights reserved.
联系地址:北京市朝阳区左家庄前街一号百灵大厦3号楼
电话:010-52851825 59469111 传真:+86-10-52050266
E-mail:asiaep@163.com