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采用粉碎型格栅除污机的地埋式污水泵站设计
发布时间：2013-08-22 08:21 来源：未知
粉碎型格栅除污机（破碎机）专门处理污水中的固体物，将木头、布片、易拉罐壳等物质粉碎成一定粒径，使污水中的栅渣不需要打捞就能随水流顺利被水泵提升。该设备在国外已有多年应用历史，2003年破碎机在杭州市“西湖西进”工程杨公堤建设中的成功应用，开辟了该设备在国内应用的先例。
近年来，杭州市许多污水泵站采用了此种粉碎型格栅除污机，并将泵站建设成地埋式污水泵站。在这些泵站中，有小型的完全无人值守地埋式泵站(Q=4000—8000m3/d)，如杨公堤上的丁家山泵站、卧龙泵站、花港泵站和茶博泵站，也有大中型地埋式有人值守污水泵站，如滨江污水泵站(Q=16.3×104m3/d)，当然最多的还是花园式的有人值守污水泵站，即提升泵房采用地埋式，同时管理用房和变配电间布置在地面上，如紫金庭园污水泵站(Q=1881m3/d)、北景园污水泵站(Q=1.6×l04m3/d)、巨州路污水泵站等均采用此种方式。由于运用了粉碎型格栅除污机，设计人员就可以根据泵站的规模、所在位置、规划用地大小来设计污水泵站的形式。
1、小型污水泵站
由于小型污水泵站(Q≤8000 m3/d)_般服务区域较小，流量也较小，故从节约工程造价的角度出发，仅设置1台破碎机，同时为了避免破碎机故障时影响泵站运行，在破碎机后再设置一道人工格栅，在破碎机故障修理时临时阻挡杂物，�；に谩�
若小型地埋式污水泵站处于风景名胜区，则完全可采用无人值守，在枢纽监控泵站操作即可（如杭州市杨公堤工程中的4个污水泵站），若用地允许，也可建设管理用房。
小型地埋式污水泵站选用破碎机时，必须认真调查管道接人情况，若部分管道为合流式管道，则在雨季时会出现流量突然增大的情况，由于小型破碎机一般不带能过水的转鼓，若不采取相应措施，会发生污水溢流的现象。目前，可采取的措施有采用带转鼓的破碎机（设备投资增加10万元左右），或者设置旁通闸门至泵室，闸门后同样设置不锈钢人工格栅，雨季时开闸过水。
2、大中型污水泵站
2.1格栅过水流量的确定
由于大中型污水泵站(8 000 m3/d≤Q≤20×104 m3/d)服务区域相对较大且流量较大，一旦发生事故造成的影响也较大，一般设置为2个单元，即必须安装2台破碎机，确保1台破碎机在检修的情况下另1台破碎机能够通水运行。有的管理单位希望单台破碎机的过水流量为整个污水泵站的最大设计流量Qmax，这样平时可以采用l用l备的运行方式，实际上这种配备方式虽然保证率高，但并不经济。根据目前一些采用破碎机的泵站的经验，破碎机发生的主要故障为电路故障，一般检修时间<2 h，即使是更换整副刀具，所需时间也小于8h，所以万一发生故障，可关闭故障破碎机电源（由于较大流量的破碎机均附带能过水的转鼓，即使关闭此台破碎机电源，也能通过一定流量），将检修期安排在两个高峰流量中间，这样另1台破碎机能通过Qav。即可。所以，在确定破碎机过水流量时，可比较Qmax和1/2Qmax两者的大小，取大值。当然，由于大中型泵站流量较大，Kz均小于2O，所以一般都是Qmax>1/2Q max。
2.2不同形式的地埋式泵站
目前的地埋式泵站可以分为两种形式，一种是泵房为地埋式，管理用房仍位于地面以上的不完全地埋式泵站；另一种是泵房和管理用房等均位于地下的完全地埋式泵站。
①不完全地埋式泵站
管理用房在地面上，泵房在地下的泵站，由于泵房部分可以全部埋入地下，并且在其上部可种植草皮或根系不发达的树，在不增加泵站占地面积的情况下却增大了泵站的绿化面积，大大改善了泵站的环境。不仅如此，这种泵站因为粉碎型格栅机的设置，避免了臭气从传统格栅上方开放孔口逸出，使泵站的除臭设计变得更加简单。如目前正在施工中的杭州北景园污水泵站、浦沿泵站都是这样的形式。
②完全地埋式泵站
当然，随着城市的发展，对环境的要求越来越高，一些城市中心地带的泵站被要求完全埋入地下，或与建筑物的地下室合建在一起，如滨江污水泵站由于处于城市CBD核心区块，整个泵站建没于地下，在泵站上方则建设了立体式花园，而杭大路泵站(Qmax=8.5×l04m3／d)、玄坛弄污水泵站(Q =12×104 m3/d)都与开发的建筑物地下室合建在一起，集约化利用了土地。由于这种类型的泵站所有设施（包括配电间、值班室）都在地下，一旦出现停电、设备故障等突发情况，就会出现上游污水流满泵房工作场地的危险，对设备和工作人员的安全造成威胁。经研究，解决泵房的受淹进水问题可采用能快速截流的阀体，迅速切断进水，这时该阀体将起到相当关键的作用。在选择阀体时，关闭时间是一个非常重要的参数，一般根据设备样本上的关闭时间乘以1.2~1.5的安全系数作为设计关闭时间，用设计关闭时间乘以泵房的最大设计秒流量，作为泵房最高报警水位至地下一层平台所需要的最小预留空间（即泵房允许进水的最大值），用所需预留空间除以地下一层平台标高和最高报警水位标高的差值，得出污水泵房的面积，该面积的大小再和泵房内设备安装所需要的面积相比较，取大者即可。
目前可供选择的阀体有两种，一是弹性座封偏心旋塞阀，二是刀闸阀。
弹性座封偏心旋塞阀采用双偏心设计，低摩擦开启和关闭，确保零泄漏，V型组合密封圈，可在不卸下操作机的情况下更换密封圈，采用直通流道、圆柱形阀体设计，杂质不容易沉积。弹性座封偏心旋塞阀上配备的电动执行机构配有开关和信号系统，可满足现场手动、远距离集中控制以及计算机程控的要求。但弹性座封偏心旋塞阀启动的瞬间要求有很大的驱动力，对电流的要求很高，因此对于流量较大的泵站不宜采用。
刀闸阀采用全圆形的通道设计，刀板底端加工成刀刃，光洁度高，保证了良好的密封性。该阀体能有效地防止沉淀物逐渐堆积，对于污水的快速截流特别适用。阀体上配备的电动执行机构配有开关和信号系统，也可满足现场手动、远距离集中控制计算机程控要求。
不管弹性座封偏心旋塞阀还是刀闸阀都应和备用电源EPS相连接，保证在完全停电的状况下阀体仍能关闭，使泵房主体不被淹没。
3、设计中的注意事项
①根据潜污泵的流道大小合理选择粉碎型格栅除污机的栅条间距。目前作为污水提升用的水泵主要为无堵塞潜污泵，但其流道对可通过颗粒物的粒径有一定要求，小型潜污泵能通过的杂质粒径较小，大型潜污泵能通过的杂质粒径较大，因此对于格栅机栅条间距的选择很重要。对于不同的破碎机形式，栅距要求也不一样，对于过水格栅为转动式的破碎机，小型泵前可选择6 mm的间距，中型泵前可选择8~ 10 mm的间距，这样可以保证粉碎后的杂质能顺利提升；但对于过水格栅为固定式而在其内设有回转耙拨动固体物至破碎绞刀处的破碎机而言，格栅间距就不需要那么细，可适当放大。
②选用的粉碎型格栅除污机的电机应为潜水型电机。污水水位变化较大，有可能水会漫过除污机的顶部，如果采用常规电机，电机会浸水导电甚至烧毁，所以宜采用潜水型电机。
③粉碎型格栅除污机的栅前、栅后水位较普通的格栅除污机大，由于杂质的处理需要一定时间，杂质会在栅前聚集，影响过水，栅前、栅后水位落差较大。但水头差不能过大，一般控制在2～3 kPa左右，过大的水头差不仅会加大泵房深度，也降低了粉碎型格栅除污机抗冲击流量的能力。
④可在粉碎型格栅除污机后部加一道人工格栅。目前粉碎型格栅除污机的应用技术还不完全成熟，考虑到检修时需要吊装，人工格栅可起到临时拦污的作用。
⑤设计时应根据污水的性质选择合适的破碎机产品。例如，对含油量高的污水必须采用有回转耙的粉碎型格栅，圆桶状的格栅一般没有去堵塞功能，一旦堵塞（油污），过水量减少，粉碎机上游的水位会上升。
4、结语
杭州市各种规模的地埋式污水泵站的成功应用表明，只要设计合理，粉碎型格栅完全能适应泵站的运行，且破碎机的故障率远远低于传统格栅；采用破碎机后从感观和嗅觉两个方面大大改善了泵站的卫生条件，也使管理人员从繁重的体力劳动中解放出来，使新型、环境友好型的污水泵站成为现实。
