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环保技术工艺流程

一体化污水提升泵站拦污栅常见问题及处理措施

来源:原创 编辑:admin 时间:2016-06-15 11:06
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泵站是灌溉、排涝、调水等水利工程的核心 拦污栅作为泵站的辅助设施,其主要功能是有效拦截和清除水流中的污物在使用过程中,拦污栅经常会出现阻塞、振动和锈蚀等问题,严重影响泵站安全、经济和有效运行。现针对这些常见问题进行原因分析并提出解决对策如下。

1.泵站拦污栅常见问题原因分析

1.1拦污栅阻塞

近几年,随着水环境的恶化,泵站来流中的污物增多,特别是排涝期,大量污物随流而下,在拦污栅前堆积,影响了泵站安全与运行。一方面,拦污栅被污物 阻塞后,原有过水面积减小,加剧了栅体的阻水,栅前水头损失增大,从而使泵站机组运行扬程增加,功率增大,时间延长。运行费用增加。另一方面,由于栅前污 物堆积。使栅前、栅后水位差增大,加大了水流对栅体的作用力,严重时压力超过栅体材料弯曲应力极限值,导致栅体结构变形甚至压垮,失去对泵站的保护作用。

1.2拦污栅振动

在设计和安装拦污栅时,对其动力特性考虑不周,导致拦污栅破坏的事件也时有发生特别是大型泵站,拦污栅面积大,结构刚性较小,动态特性复杂,在高速过栅水流作用下,更容易发生剧烈振动。

水流通过拦污栅时,栅后尾流是拦污栅振动的主要振源 当周期性尾流的脱体涡频率与拦污栅结构自振频率接近时,拦污栅会因共振产生的大幅振动而破坏 工程实例表明,周期性尾流作用是拦污栅在短期内损坏的主要原因紊流尾流,特别是高能量的紊流,会使栅体结构产生随机性振动,使拦污栅结构因疲劳而损坏。

1.3拦污栅锈蚀

拦污栅工作机理决定了其长期浸泡在水中,而拦污栅大多是普通钢质材料或者铸铁材料制成的,容易发生以水为介质的电化学锈蚀此外,河道内污物的腐烂变 质、大量工业废水的排人等水环境的恶化会加重拦污栅的锈蚀 拦污栅常见锈蚀部位主要集中在 高水位以下的范围,在水位变化频繁的区域锈蚀情况尤其严重。

随着拦污栅使用时间的增加,锈蚀问题逐渐显现拦污栅锈蚀同样会导致拦污栅过水面积减少,水头损失增加有研究显示:拦污栅锈蚀后水头损失增量可以达到 原进水口损失量的6O%。这充分说明了栅条锈蚀对水头损失的影响极大。[1]锈蚀会使拦污栅减弱受力性能,降低稳定性和可靠性,甚至形成大洞,对进水口流 道中污物的拦截形同虚设,失去对泵站机组的保护作用。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

2.解决问题的对策

2.1优化拦污栅栅体设计

拦污栅栅体设计直接影响拦污栅的工作性能。拦污栅应有足够的刚度、较高的固有频率、较小的局部阻水系数和较好的抗腐蚀性:同时,能够有效地拦截污物,方便清污。

常见的拦污栅为格栅式拦污栅,由栅条、主梁和其他部件构成 栅条问距 (栅距)是其 主要的结构参数。栅距的大小直接影响拦污效果和拦污栅的阻力系数,需要根据水泵类型、叶轮过流面积、垃圾的性质和数量等来决定。拦污栅标准 有效栅距一般为水泵口径的1/10-1/30,但对于中小型轴流泵,叶轮之间有较宽阔的通道和较强的过流能力,栅距要适当放大,以减少水头损失和避免污物 过多堆积:在一般污物情况下,栅距可适当增大,其有效栅距以80~120mm为宜。

针对拦污栅的振动,加固拦污栅可以改变拦污栅自振频率,避开和水流激振的共振频率,达到减振的目的 根据工程经验,拦污栅的栅条采用不规则的间距,用螺栓连接,设置拦污栅斜撑,同时在拦污栅横撑上通过夹紧连接将拦污栅固定在加劲构件上,可以防止拦污栅的有害振动。

2.2合理安放拦污栅

选择合理的拦污栅布置方式,可以有效地拦截和清除污物。《泵站工程规范》要求拦污栅可直立放置也可以倾斜布置中小型泵站,大多是在泵站进水口前直立 或略倾斜放置拦污栅 研究表明,改变拦污栅的安装倾斜角度。利用水流的推力将拦污栅下部的污物推到栅的上部,再配以合适的清污台面,在工程投资增加不多的情况下,有利于人工清 除栅前的污物,避免拦污栅阻塞。对于拦污栅的倾斜角度,有研究者用胶合板和金属板做成拦污栅物理模型(栅距为30mm),通过物理实验得出结论:当拦污栅 倾角大于60°时,其下部有少量杂草堆积:而当倾角小于45°时,各种水草都能被推向栅的顶部,在实验条件下不发生污物与栅条的缠绕。

2.3防护拦污栅锈蚀

在实际应用中发现,对拦污栅锈蚀进行防护时,采用喷锌或涂铝粉氯化橡胶油漆防腐的效果不理想相比较而言,涂料防腐是常用的防护手段 但目前国际国内的防腐涂料品种很多,涂料的选择对拦污栅的防腐是重要的 拦污栅处于水流和泥沙的冲刷下,要求涂料具有一定的耐磨特性 特别是栅条表面的防腐,其涂料的硬度应能满足抗冲刷、抗磨损的要求 国内不少涂料的漆膜都能满足这些要求,但大多数涂料要求金属表面达到GB8923—88Sa2,5级非常彻底的喷砂除锈标准 达到这样的标准需耗费大量工时,特别是在施工现场,要对锈蚀严重的大面积的金属表面除锈达到GB8923—88Sa2,5级的标准很困难 但如果锈蚀表面处理不好,涂料附着不牢,密封不严实,会降低涂料的防腐效果所以,选用涂料时要考虑其喷涂技术要求。

在金属表面涂覆环氧树脂涂层防止锈蚀,是从国外发展起来的一项防护技术,通过应用其防腐效果不错。特别是液态环氧树脂涂覆拦污栅,既可用于新建拦污栅的防腐,也可用于对老化结构锈蚀拦污栅的处理,工艺简单,可在现场操作,能有效延长拦污栅的使用寿命,提高其安全性。

2.4有效

及时清除拦污栅前的污物是防止拦污栅阻塞,减少栅前水头损失,保证拦污栅有效发挥对水泵机组保护作用的基本措施 泵站清污分为人工清污和机械清污。我国一般采用人工清污,这种方式需要在一定水流速度的情况下进行,而且只能打捞表面污物,工作效率低。对于栅面较大、污 物较多的泵站,应配以机械清污。有废水需要处理的单位,也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。

近几年我国清污技术发展很快,各类清污机层出不穷,即使同一类型的清污机,工作原理相同,但结构设计上也略有差别 选用清污机时,要根据泵站工程的特点、污物数量和种类等因素来综合考虑。例如:对于孔口宽深的不适合选用回转式清污机,这种情况下,如果污物量不大,可以 采用抓斗移动式格栅清污机:如果污物量较大,可采用钢丝绳牵引式固定格栅清污机进行清污对于生活垃圾、白色污染物、树干、动物尸体、塑料桶等污染物,回转 式清污机不能有效清除,因为生活垃圾中的一些缠绕物会缠绕在回转靶齿上,难以清理:可以选用钢丝绳牵引式固定格栅清污机或抓斗移动式格栅清污机,但抓斗移 动式格栅清污机要一层一层清理,效率低:钢丝绳牵引式固定格栅清污机清污量大,速度快,但污物太多时需要靠向下牵引力牵引才能落耙 总之,各种清污机各具特点,各有其适宜的工作状况,选用时要综合考虑各种因素。

此外,要优化清污模式 清污模式可分为安全清污、连续清污和经济清污3种。要根据泵站污物来量、拦污栅前后水位差、清污机清污速度等因素来确定清污周期,以保证泵站的运行效率。

3.结语

拦污栅虽然是泵站的辅助设施,但对保证泵站安全、经济和有效运行发挥着重要作用 针对拦污栅在使用中出现的阻塞、振动和锈蚀问题,可以从优化拦污栅的结构设计、改进其安装形势、采用新材料新技术防锈等,提高拦污栅的拦污和清污性能 要加强拦污栅应用技术的研究,在充分考虑泵站自身的运行和管理特点前提下,合理采取措施,确保泵站运行安全、经济。
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