第3章　物理處理

3.1　格柵與篩網

3.1.1　格柵去除污物的原理是什么？

格柵通常由一組或多組平行金屬柵條制成的框架組成，傾斜或直立地設置在進水渠道中，污水從間隙中流過，固體顆粒被截留。格柵在污水處理前部工序中，攔截、清除各種固體顆粒物、漂浮物等，使后續處理工序得以順利進行。是市政污水、工業污水，如紡織、造紙等處理過程中攔污、除渣的關鍵設備。

3.1.2　格柵是如何分類的？

（1）按柵條形式分類

按柵條形式分為直棒式柵條格柵、弧形格柵、轉筒式格柵和活動柵條格柵。直棒式柵條格柵外觀為普通的直條形，布局簡潔，運行可靠，易安裝維護，應用范圍較為廣泛。弧形格柵主要由驅動裝置、柵條組、傳動軸、耙板、旋轉耙臂、副耙裝置等部件組成。其結構緊湊，占地少，土建費用低，自動控制，運行平穩，可靠，噪聲低。工作時，齒耙緩慢地繞著安裝在弧形格柵曲率中心處的水平軸轉動，去除格柵條上被攔截的污物。轉筒式格柵有柵齒、柵齒軸、鏈板等組成柵網，以替代傳統格柵的柵條。柵網在機架內做回轉運動，從而將污水中的懸浮物攔截并不斷分離水中的懸浮物，因而工作效率高、運行平穩、格柵前后水位差小，并且不易堵塞。該機適合于作細格柵使用。柵網中的柵齒可用工程塑料或不銹鋼兩種材料制造，柵齒軸和鏈板等由不銹鋼制造，大大提高了格柵整體的耐腐蝕性能。較小間隙的格柵一般宜用不銹鋼柵齒。活動柵條格柵機由固定柵條和活動柵條間隔組合，定柵條固定在機架上，并將攔截在固定柵條的污物由下至上逐級提升到格柵頂部的排渣口卸料，便于柵條的組合和更換。

（2）按柵條間距分類

按柵條間距分為粗格柵（間距為40～100mm）、中格柵（間距為10～40mm）、細格柵（間距為3～10mm）。

（3）按柵渣清除方式分類

根據格柵上截留物的清除方法不同，可將格柵分為人工清理格柵和機械格柵。

人工清理格柵只適用于處理水量不大或所截留的污染物量較少的場合。此類格柵用直鋼條制成，與水平面成45°～60°傾角放置。柵條間距視污水中固體顆粒大小而定，污水從間隙中流過，固體顆粒被截留，然后用人工定期清除。

3.1.3　格柵的作用是什么？

格柵的作用是去除污水中較大的漂浮物和懸浮物，以保證泵、管道以及其他污水設施的正常運行。

3.1.4　篩網的作用是什么？水力篩網的構成怎樣？

篩網的作用是截留、去除污水中的纖維、紙漿等較細小的漂浮物和懸浮物。

水力篩網是一種構造較為簡單，較為古老的液固分離裝置。水力篩網處理效果好，運行穩定，適用場合廣，尤其在處理廢水中含有細小纖維狀物質時特別適用，如造紙行業的廢液回收、化纖和紡織企業的纖維回收等。

固定式水力篩網主體為由楔形鋼棒經精密制成的不銹鋼弧形或平面過濾篩面，待處理廢水通過溢流堰均勻分布到傾斜篩面上，篩網表面間隙小、平滑，背面間隙大，排水順暢，不易阻塞。顆粒或纖維等物質被截留，過濾后的水從篩板縫隙中流出，同時在水力作用下，被截留的固態物質被推到篩網下端排出，從而達到固液分離目的。

水力回轉篩是由運動篩和固定篩組成。運動篩水平放置，呈截頂圓錐形。進水端在運動篩小端，廢水在從小端到大端流動過程中，纖維等雜質被篩網截留，并在動篩旋轉力的作用下，沿傾斜面被推送到固定篩以進一步脫水。

水力回轉篩中運動篩的動力來自進水水流的沖擊力和重力作用。因此水力回轉篩的進水要保持一定壓力。

3.1.5　水力篩網的特點是什么？

水力篩網主要用于去除或有效地降低水中懸浮物濃度，減輕后續工序的處理負荷，同時也用于工業生產中進行固液分離和回收有用物質，是一種物美價廉的過濾或回收懸浮物、漂浮物、沉淀物等固態或膠體物質的無動力設備。水力篩網主要特點有：

（1）重力流工作，無能耗；

（2）單機處理水量大；

（3）不易阻塞，清洗方便；

（4）整機材質采用不銹鋼制造，機械強度高、壽命長。

3.1.6　篩網是如何分類的？

篩網的規格常以單位長度的孔數（目數）表示，也有用每個孔的寬度來表示的。中國的國家標準以每厘米的孔數表示，如20孔/cm。篩網按所用原料分為蠶絲篩網、金屬絲篩網和合成纖維篩網三類。也可以按孔的形狀分類，孔型主要有圓孔、長圓孔、方孔、三角孔、凸孔（魚鱗孔）、菱形孔、六角孔、十字孔、梅花孔，樹葉孔等。用污水處理的篩網一般用薄鐵皮鉆孔制成，或用金屬絲編制而成，孔眼直徑為0.5～1.0mm。篩網的型式有很多種，如轉鼓式篩網、水力驅動轉鼓式篩網等。

3.1.7　轉鼓式篩網格柵構成是怎樣的？

轉鼓式格柵除污機由旋轉楔形轉筒、壓榨動轉螺桿和壓榨脫水裝置組成。柵渣螺旋輸送裝置和壓榨脫水裝置安裝在濾柵中央。旋轉楔形轉筒多由楔形不銹鋼條制作的孔徑相等的筒狀篩鼓構成。

轉鼓式格柵除污機一般與水平面呈35°安裝在進水渠道中，污水從轉鼓的端頭流入轉鼓中，水通過轉鼓側面的柵縫流出，格柵將水中的懸浮物、漂浮物等留在轉鼓中。

運行時帶有耙齒的回轉刮渣板在做圓周運動時清理格柵縫隙，耙齒伸入柵網中，將固體取出，當轉至最高點時，通過安裝在轉筒上部的高壓沖洗裝置，將柵渣強力噴射，在擋渣板的作用下，將垃圾從耙齒上清除下來，并將濾渣噴入位于柵筐中央的螺旋傳輸裝置，被傳輸出柵筒。在傳輸的同時，柵渣被進一步脫水直至排出格柵出口。柵渣的傳輸、壓榨是在全密封狀態下完成的。

轉鼓式格柵除污機的工作方式分為人工手動操作和自動操作兩種。自動工作方式多依據進水液位的高低進行啟停工作。

3.1.8　破碎機的作用是什么？

在污水處理行業，破碎機可用于水中漂浮物和懸浮物的破碎、柵渣的破碎，以避免污水泵的堵塞和損壞。破碎機用于污泥的大量細碎，可提高消化車間的處理效率。

3.1.9　螺旋壓榨機的作用是什么？

螺旋壓榨機為格柵機配套設備，作用是把格柵機撈取的污物通過壓榨以減少其水分和體積，便于運輸、焚燒或其他后續處理。

3.1.10　螺旋壓榨機的工作原理是什么？

螺旋壓榨機由擠壓螺旋、螺旋管、傳動部件、進料斗及卸料斗等組成。污物由進料斗進入螺旋管，在擠壓螺旋的作用下，壓縮、脫水后輸送至出渣口。

3.1.11　格柵的工藝設計參數有哪些？

格柵的設計參數主要有格柵柵條間隙寬度、過柵流速、格柵的安裝角度等。

（1）格柵柵條間隙寬度，應符合下列要求：

①粗格柵　機械清除時宜為16～25mm，人工清除時宜為25～40mm。特殊情況下，最大間隙可為100mm；

②細格柵　宜為1.5～10mm。

（2）過柵流速v，0.6～1.0m/s。

（3）格柵的安裝角度α。機械清除格柵的安裝角度宜為60°～90°。人工清除格柵的安裝角度宜為30°～60°。見圖3-1。

1—柵條；2—工作平臺

3.1.12　如何進行格柵的維護？

（1）為使水流通過格柵時，水流橫斷面積不減少，應及時清除格柵上截留的污物。

（2）為了防止柵前產生壅水現象，把格柵后渠底降低一定高度，應不小于h1。h1為水流通過格柵的水頭損失。

（3）間歇式操作的機械格柵，其運行方式可用定時控制操作，或按格柵前后渠道的水位差的隨動裝置來控制格柵。有時也采用上述兩種方式結合的運行方式。

3.1.13　如何進行螺旋壓榨機的維護？

（1）如較長時間不使用，必須將機體內的殘渣全部清理干凈，易銹部件涂油脂保護；并置于通風干燥處。

（2）柱塞油泵內的液面應保持浸過油泵體，以防止空氣進入液壓系統內。

（3）液壓系統的油液應保持清潔，加油或換油時應將泵殼內清洗干凈，油液應用120目濾網過濾。

（4）傳動系統各軸承應定期注入潤滑脂，齒輪箱應定期注入潤滑油，主軸尾端轉動部分可通過油杯加潤滑脂潤滑。

（5）液壓系統油溫不能超過60℃。傳動系統中各軸承溫升不得超過40℃。

3.1.14　輸送機的形式與分類有哪幾種？

輸送機一般按有無牽引件來進行分類。

（1）牽引輸送機

具有牽引件的輸送機一般包括牽引件、承載構件、驅動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅動裝置給輸送機以動力，一般由電動機、減速器和制動器等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使牽引件保持一定的張力和垂度，以保證輸送機正常運轉；支承件用以承托牽引件或承載構件，可采用托輥、滾輪等。

具有牽引件的輸送機的結構特點是：被運送物料裝在與牽引件連接在一起的承載構件內，或直接裝在牽引件（如輸送帶）上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運送物料的有載分支和不運送物料的無載分支的閉合環路，利用牽引件的連續運動輸送物料。

牽引輸送機種類繁多，結構較為復雜，但應用廣泛。帶式輸送機、板式輸送機、小車式輸送機、自動扶梯、刮板輸送機、斗式輸送機、懸掛輸送機和架空索道等均屬于牽引輸送機。

（2）無牽引輸送機

無牽引輸送機一般是指沒有牽引件的輸送機，其構成各不相同，用來輸送物料的工作構件亦不同。它們的結構特點是：利用工作構件的旋轉運動或往復運動，或利用介質在管道中的流動使物料向前輸送。如：輥子輸送機的工作構件為一系列輥子，輥子作旋轉運動以輸送物料；螺旋輸送機的工作構件為螺旋，螺旋在料槽中作旋轉運動以沿料槽推送物料；振動輸送機的工作構件為料槽，料槽作往復運動以輸送物料等。

3.1.15　帶式輸送機的構成是怎樣的？

帶式輸送機屬于牽引類輸送機，結構較為復雜，運行管理要求高。帶式輸送機是一種靠摩擦驅動以連續方式運輸物料的機械。

帶式輸送機的優點：

（1）在一定的輸送線上，將物料從最初的供料點輸送到最終的用料點；

（2）既可以輸送碎散物料，也可輸送成件物品。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業企業生產流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節奏的流水作業運輸線。

帶式輸送機廣泛應用于現代化的各種工業企業中。如在礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統、露天采礦場及選礦廠中，廣泛應用帶式輸送機。

通用帶式輸送機由輸送帶、托輥、滾筒及驅動、制動、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。

①輸送帶　常用的有橡膠帶和塑料帶兩種。橡膠帶適用工作環境溫度-15～40℃。物料溫度不超過50℃。向上輸送散粒料的傾角12°～24°。對于大傾角輸送可用花紋橡膠帶。塑料帶具有耐油、酸、堿等優點，但對于氣候的適應性差，易打滑和老化。帶寬是帶式輸送機的主要技術參數。

②托輥　有槽形托輥、平形托輥、調心托輥、緩沖托輥。槽形托輥（由2～5個輥子組成）支承承載分支，用以輸送散粒物料；調心托輥用以調整帶的橫向位置，避免跑偏；緩沖托輥裝在受料處，以減小物料對帶的沖擊。

③滾筒　分驅動滾筒和改向滾筒。驅動滾筒是傳遞動力的主要部件，分單滾筒（膠帶對滾筒的包角為210°～230°）、雙滾筒（包角達350°）和多滾筒（用于大功率）等。

④張緊裝置　其作用是使輸送帶達到必要的張力，以免在驅動滾筒上打滑，并使輸送帶在托輥間的撓度保證在規定范圍內。

帶式輸送機的主要優點：

①運行可靠　在許多需要連續運行的重要生產單位，如發電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送，以及港口內船舶裝卸等均采用帶式輸送機，此類工作場合要求不得停機，必要時，需要一班接一班地連續工作。

②動力消耗低　由于物料與輸送帶幾乎無相對移動，不僅使運行阻力小，而且對貨載的磨損和破碎均小，生產率高，從而有利于降低生產成本。

③輸送線路和安裝位置適應性強且靈活　線路長度根據需要而定，短則幾米，長可達數千米以上；可以安裝在小型隧道內，也可以架設在地面交通混亂和危險地區的上空。

④靈活的給料、受料和卸料方式　根據工藝流程的要求，帶式輸送機能非常靈活地從一點或多點受料，也可以向多點或幾個區段卸料。當同時在幾個點向輸送帶上加料（如選煤廠煤倉下的輸送機）或沿帶式輸送機長度方向上的任一點通過均勻給料設備向輸送帶給料時，帶式輸送機就成為一條主要輸送干線。

帶式輸送機在污水處理中主要用于脫水后污泥的輸送，根據不同場合，分為水平式和斜向式輸送方式；水平式輸送機既可以接收脫水機脫水后的污泥，又同時起到輸送作用；斜向式輸送機多是用于直接輸送。

3.1.16　螺旋輸送機的構成與原理是怎樣的？

螺旋輸送機可以分為有軸螺旋輸送機和無軸螺旋輸送機。從輸送物料位移方向劃分，螺旋輸送機可分為水平式螺旋輸送機和垂直式螺旋輸送機兩大類型。螺旋輸送機可用于顆粒或粉狀物料的水平輸送、傾斜輸送、垂直輸送等形式。

（1）輸送原理

旋轉的螺旋葉片將物料推移而進行螺旋推移輸送，其推動力是物料自身重量和螺旋輸送機機殼對物料的摩擦阻力，此力使物料不與螺旋輸送機葉片一起旋轉，從而保證物料的輸送。

（2）結構特點

螺旋輸送機一般由輸送機本體、進出料口及驅動裝置三大部分組成。螺旋葉片有實體螺旋面、帶式螺旋面和葉片螺旋面三種形式。螺旋軸的前端和后端分別由止推軸承和徑向軸承所支承。止推軸承一般均采用圓錐滾子軸承，用以承受螺旋軸輸送物料時的軸向力，當螺旋輸送機的長度超過3～4m時，除在兩端設軸承外，宜在中間安裝懸掛軸承（亦稱吊軸承），以承受螺旋軸的一部分重力和旋轉時所產生的力。懸掛軸承不能裝得太密，因為螺旋葉片在懸掛軸承處要中斷，這樣將造成物料在此處堆積，增加旋轉推送物料的阻力。

雙螺旋輸送機就是有兩根分別焊有旋轉葉片的旋轉軸的螺旋輸送機。實際上，就是把兩個螺旋輸送機有機地結合在一起，組成一臺螺旋輸送機。

3.1.17　無軸螺旋輸送機的特點是什么？

無軸螺旋輸送機主要由無軸螺旋、U形螺旋槽、蓋板、襯板、進料口、出料口、排放口和驅動裝置組成。物料由進料口輸入，經無軸螺旋推動后，由出料口輸出。其特點是：

（1）驅動裝置置于螺旋輸送機一端，多采用電機減速機和螺旋驅動軸直連形式，無需聯軸器，拆卸、維修方便，驅動軸能承受彎矩和軸向擠壓力同時作用的負荷。

（2）無軸螺旋輸送機的螺旋葉片一般采用不銹鋼材料制作，要求具有足夠的強度和剛度并且葉片表面光潔、無毛刺，同時又具有合適的旋轉速度，有效保證在輸送柵渣的過程中不會發生污物纏繞、阻塞現象，在輸送量較大的情況下螺旋葉片也不會變形。

（3）螺旋輸送槽采用U形或O形結構，螺旋輸送槽內耐磨襯里設置成半圓狀，其圓弧設置成與無軸螺旋體半徑相吻合，以減少過量間隙，提高輸送效果；耐磨襯里采用耐磨性能高的尼龍材料制作，便于安裝及更換，使用壽命長；螺旋輸送槽也可以采用不銹鋼板卷制而成。

（4）無軸螺旋輸送機沒有高速運轉的零件，螺旋磨損低，設備能耗省、噪聲低。

（5）無軸螺旋輸送機結構形式，能保證所處理的物料流通，無堵塞。

（6）無軸螺旋輸送機安裝方便、操作簡單，運行管理方便。