CN107364903B - 一种细格栅除污设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种细格栅除污设备及采用其处理污水的方法，涉及污水处理领域。细格栅除污设备包括格栅槽以及设置在格栅槽内的格栅过滤板，还包括控制系统及分别与控制系统连接的曝气清污系统、排渣系统和液位差检测系统；曝气清污系统用于在格栅槽内格栅过滤板的进水侧以空气搅拌为动力清除堵塞格栅过滤板的污物；排渣系统用于排出格栅过滤板进水侧的栅渣；液位差检测系统用于获得格栅槽内格栅过滤板的进水侧液位和出水侧液位，或获得进水侧与出水侧的液位差值；控制系统根据进水侧与出水侧的液位差值控制曝气清污系统和排渣系统的启动或关闭。本发明的细格栅除污设备适用于中小规模污水处理工程，结构简单，成本低，能耗低，自控清污，清污方便。

Description

一种细格栅除污设备及方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种细格栅除污设备及采用该设备处理污水的方法。

背景技术

格栅是污水进入污水厂后经过的第一道处理工序。通常，格栅按栅条净间距分为粗格栅(50-100mm)、中格栅(16-40mm)、细格栅(3-10mm)三类。细格栅的功能是要控制最终进入后续处理单元的水中悬浮污染物的尺寸，以免其在后续处理单元中积累，进而对相关设备造成损害或影响出水水质。膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor，MBR)是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术。自MBR工艺进入工程化应用阶段以来，由于膜组件对大型漂浮物特殊的敏感性，使细格栅预处理的重要性更加突显。缺乏有效的细格栅处理，不仅严重影响出水水质，而且可能导致膜组件损坏，造成巨大的经济损失。随着污水处理标准的不断提高，MBR工艺正在得到越来越广泛的应用，细格栅的作用也变得愈加不可或缺。

目前，细格栅设备主要存在机械细格栅和人工细格栅两类，现有的机械细格栅往往结构复杂，造价较高且不易小型化，进而导致中小规模工程中缺乏合适的细格栅设备，造成设备利用效率的降低、能量和投资的浪费。人工细格栅虽然比机械细格栅价格便宜、结构简单，但人工清渣工作量巨大，劳动强度高且较麻烦，维护管理困难。因此，如何简化细格栅设备，降低投资和清渣维护工作量，使之适应中小规模污水处理的需要，是有待解决的问题。

针对现有细格栅除污设备存在的各种问题，亟需开发一种结构简单，成本低，能耗低，自控清污，清污方便，适用于中小规模污水处理工程的细格栅除污设备。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种结构简单，成本低，能耗低，自控清污，清污方便，适用于中小规模污水处理工程的细格栅除污设备。

本发明还提供一种采用上述细格栅除污设备处理污水的方法，能够使污水中的固体污染物质在低能耗、低成本和自控清污的条件下得以有效去除。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种细格栅除污设备，包括格栅槽以及设置在格栅槽内的格栅过滤板，还包括控制系统，以及分别与控制系统连接的曝气清污系统、排渣系统和液位差检测系统；

所述曝气清污系统用于在格栅槽内格栅过滤板的进水侧产生冲刷气体，以空气搅拌为动力清除堵塞格栅过滤板的污物；

所述排渣系统用于排出格栅过滤板进水侧的栅渣；

所述液位差检测系统用于获得格栅槽内格栅过滤板的进水侧的液位和出水侧的液位，或获得格栅槽内格栅过滤板的进水侧与出水侧的液位差值；

所述控制系统根据格栅过滤板进水侧与出水侧的液位差值控制曝气清污系统和排渣系统的启动或关闭。

优选的，所述格栅过滤板在格栅槽内的平面布置形式呈U形、S形、迷宫型和圆形中的一种，所述格栅过滤板的板面垂直于格栅槽的底壁设置。

优选的，所述格栅槽内设置有位于格栅过滤板进水侧的填料；

所述格栅过滤板上设置有多个滤孔，所述滤孔的孔径小于填料的粒径和栅渣的粒径。

优选的，所述曝气清污系统包括鼓风机和与之相连接的曝气穿孔管，曝气穿孔管设置在格栅槽内格栅过滤板进水侧的底部，并沿格栅过滤板的板面走向布置，在鼓风机和曝气穿孔管的曝气搅动作用下，填料与空气联合冲刷擦洗格栅过滤板表面，去除堵塞格栅过滤板滤孔的污物。

优选的，所述排渣系统包括开设在格栅过滤板进水侧的格栅槽槽底的排渣口及与排渣口连接的排渣管，所述排渣管上设置有排渣控制阀，所述控制系统与排渣控制阀连接，用于开启或关闭排渣控制阀。

进一步的，所述排渣系统还包括排渣篦，所述排渣篦设置在排渣口的上方，所述排渣篦的过水尺寸小于填料的粒径但大于栅渣的粒径。

优选的，所述液位差检测系统包括分别与控制系统连接的进水侧液位传感器和出水侧液位传感器，所述进水侧液位传感器设置在格栅槽内格栅过滤板的进水侧，用于检测进水侧的液位；所述出水侧液位传感器设置在格栅槽内格栅过滤板的出水侧，用于检测出水侧的液位。

本发明还提供一种采用以上任一方案所述的细格栅除污设备处理污水的方法，包括以下步骤：

S1、污水进入格栅槽内经格栅过滤板过滤，污水中大于格栅过滤板滤孔孔径的物质被拦截在格栅过滤板的进水侧累积形成栅渣，小于格栅过滤板滤孔孔径的物质通过格栅过滤板，格栅过滤出水排出至后续处理工序；

S2、控制系统根据进水侧与出水侧的液位差值控制曝气清污系统和排渣系统的启动或关闭，及时清除堵塞格栅过滤板滤孔的污物和排出格栅过滤板进水侧累积的栅渣，以保持格栅过滤板有效的过水通量。

优选的，所述步骤S2具体为：

当进水侧与出水侧的液位差值升高至第一设定液位差值时，控制系统启动鼓风机，鼓风机产生的气体与填料联合作用，冲刷去除堵塞格栅过滤板表面的栅渣；

当进水侧与出水侧的液位差值降低至小于所述第一设定液位差值的第二设定液位差值时，控制系统关闭鼓风机；

当进水侧与出水侧的液位差值升高至第一设定液位值，但在鼓风机的启动时间达到第一设定时间内，进水侧与出水侧的液位差值仍未降低至小于第一设定液位差值的第二液位差值时，控制系统开启排渣控制阀，启动排渣系统，排出栅渣；

排渣系统启动的同时，控制系统关闭鼓风机；

当启动排渣系统的时间达到第二设定时间时，控制系统关闭排渣控制阀，排渣系统关闭。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

在本发明中，液位差检测系统可获得格栅槽内格栅过滤板的进水侧的液位和出水侧的液位，或获得格栅槽内格栅过滤板的进水侧与出水侧的液位差值。曝气清污系统在格栅槽内格栅过滤板的进水侧产生冲刷气体，通过填料和空气的联合作用自动冲刷去除格栅过滤板表面堵塞滤孔的污物。排渣系统可自动排出格栅过滤板进水侧被拦截的栅渣。控制系统根据进水侧与出水侧的液位差值控制上述的曝气清污系统和排渣系统启动或关闭从而实现细格栅的自动清污排渣，提高了除污效率，除污效果好。

与现有技术相比，本发明的细格栅除污设备适用于中小规模污水处理工程，结构简单，成本低，能耗低，自控清污，清污方便。

附图说明

图1是本发明实施例1中细格栅除污设备的俯视图；

图2是图1中A-A向的剖面图。

图3是细格栅除污设备的平面布置形式图。

图中：

1、格栅槽；2、槽体；3、进水口；4、出水口；5、格栅过滤板；6、鼓风机；7、曝气穿孔管；8、填料；9、排渣口；10、排渣篦；11、排渣控制阀；12、排渣管；13、进水侧液位传感器；14、出水侧液位传感器。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提出了第一种优选的细格栅除污设备，该细格栅除污设备包括、格栅槽1、设置在格栅槽1内的格栅过滤板5、控制系统、与控制系统分别连接的曝气清污系统、排渣系统和液位差检测系统。

在本实施例中，格栅槽1包括槽体2、进水口3和出水口4。进水口3和出水口4分别设置在槽体2的侧面。污水经进水口3进入格栅槽1内，再经过格栅过滤板5进行过滤，去除污水中大颗粒固体污染物质，消除和减轻污水中固体物质对后续处理设备(如水泵等)的损伤。格栅过滤板5上均匀布满多个滤孔，滤孔的形状不限，可以为圆形或方形等形状，滤孔的孔径为1-5mm。根据工艺要求，格栅过滤板5的滤孔孔径应小于填料8的粒径和被拦截物质(栅渣)的粒径，从而使大于格栅过滤板5滤孔孔径的物质被拦截，而小于格栅过滤板5滤孔孔径的物质可以通过格栅过滤板5并随污水排至后续处理工序。

液位差检测系统包括分别与控制系统连接的进水侧液位传感器13和出水侧液位传感器14。进水侧液位传感器13设置在格栅槽1内格栅过滤板5的进水侧，用来检测进水侧的液位。出水侧液位传感器14设置在格栅槽1内格栅过滤板5的出水侧，用来检测出水侧的液位。

曝气清污系统包括鼓风机6、曝气穿孔管7和填料8。鼓风机6与曝气穿孔管7相连接，可用来在格栅槽1内格栅过滤板5的进水侧产生冲刷气体。曝气穿孔管7设置在格栅槽1内格栅过滤板5的进水侧的底部，整体与板面走向平行地布置。

填料8设置在格栅槽1内格栅过滤板5的进水侧。在鼓风机6的曝气搅动作用下，填料8与空气联合冲刷擦洗格栅过滤板5表面，去除堵塞格栅过滤板5滤孔的污物。

排渣系统包括排渣口9、排渣篦10、排渣管12和排渣控制阀11。排渣口9设置在格栅过滤板5进水侧的底部，排渣篦10设置在排渣口9的上方，排渣篦10的过水尺寸小于填料的粒径但大于被拦截的栅渣的粒径，从而使栅渣能够排出而填料仍能留在格栅槽1内继续发挥清污作用。优选的，排渣篦10的孔径为5-20mm，填料粒径为10-25mm。排渣管12与排渣口9相连接，排渣管12上设置排渣控制阀11，控制系统与排渣控制阀11连接，可控制排渣控制阀11的开启或关闭。

当污水中大于格栅过滤板5滤孔孔径的固体污染物质不断累积堵塞格栅过滤板5滤孔时，格栅过滤板5进水侧液位逐渐上升高于出水侧液位，当控制系统接收到进水侧液位传感器13与出水侧液位传感器14反馈的液位差值达到设定值A的信号时，鼓风机6自动启动，曝气清污系统以空气作为搅拌动力，促使填料8和空气联合作用不断冲刷擦洗格栅过滤板5的表面，去除堵塞格栅过滤板5表面的固体污染物质，实现自动清污；当控制系统接收到格栅过滤板5进水侧与出水侧的液位差值降低至设定值B(B<A)的信号时，鼓风机6自动停止运行，此时曝气清污系统停运。

随着曝气清污系统的停运，格栅过滤板5进水侧的栅渣又开始不断累积并堵塞格栅过滤板5，导致进水侧的液位又不断上升高于出水侧液位，当控制系统接收到进水侧液位传感器13与出水侧液位传感器14反馈的液位差值达到设定值A，且在曝气清污系统启动后的设定时间T1内，进、出水侧液位差值仍未降至设定值B的信号时，则排渣管12上的排渣控制阀11自动打开，被格栅过滤板5拦截的栅渣通过排渣口9排出，并进入后续栅渣处理系统进一步脱水处理。此时，格栅槽1内的填料8通过排渣口9表面上方的排渣篦10得以拦截，从而使栅渣能够排出而填料8仍能留在格栅槽1内继续发挥清污作用。排渣控制阀11开启时，鼓风机6自动关闭，曝气清污系统自动停运。当排渣控制阀11开启后的时间达到设定时间T2时，排渣控制阀11自动关闭，排渣系统停止排渣。随着进水侧栅渣的再次累积，以及进水侧液位的不断升高，再次进入下一次自动清污和排渣循环。

在本实施例中，格栅过滤板5的板面垂直于格栅槽1的底壁设置。如图3所示，格栅过滤板5在格栅槽1内的平面布置形式呈U形、S型、“凹”型(或迷宫型)和圆形中的一种，其原理为通过改变细格栅过滤板5的过流面积来改变细格栅除污设备的处理能力，根据不同的污水处理规模和现场条件选择适合的格栅平面布置形式。相应地，靠近格栅过滤板5设置的曝气排气管7也可以沿着格栅过滤板5的平面布置形式的走向呈现U形、S型、“凹”型(或迷宫型)或圆形。

本发明的细格栅除污设备可根据污水处理规模大小和污水的污染程度，灵活设计格栅过滤板5的平面布置形式，有效解决了中小规模条件下现有细格栅设备处理能力与处理规模不协调的矛盾问题，具有自控清污，清污方便的特点。

采用本发明的细格栅除污设备可以对中小规模污水处理工程的污水进行处理，处理污水的方法具体包括以下步骤：

(1)污水从进水口3进入格栅槽1内，然后经过格栅过滤板5过滤，污水中大于格栅过滤板5滤孔孔径的物质被拦截在格栅过滤板5的进水侧，小于格栅过滤板5滤孔孔径的物质则通过格栅过滤板5，格栅过滤出水经出水口4排至后续处理工序；

(2)随着格栅过滤板5进水侧的栅渣不断积累导致进水侧液位不断升高，当控制系统接收到格栅过滤板5进水侧与出水侧的液位差值达到设定值A的信号时，自动启动鼓风机6，通过曝气穿孔管7向格栅槽1内曝气，以空气搅拌作为动力，促使填料8和被格栅过滤板5拦截的大颗粒固体物质在格栅过滤板5表面反复冲刷擦洗，以清除堵塞格栅过滤板5滤孔的污染物质，恢复过水通量；

(3)随着曝气清污系统的运行，格栅过滤板5的过水通量逐渐恢复，格栅过滤板5进水侧与出水侧的液位差值不断降低，当控制系统接收到进、出水侧的液位差值降低至设定值B的信号时，鼓风机6自动关闭。

(4)当控制系统接收到格栅过滤板5进水侧与出水侧的液位差值升高至设定值A，但在曝气清污系统的填料8与空气联合冲刷作用下，在设定时间T1内仍未降至设定值B(B<A)时，则自动开启排渣控制阀11，同时鼓风机6自动关闭，此时被格栅过滤板5拦截的栅渣通过排渣口9排出，填料8被排渣篦10拦截继续留在格栅槽1内。通过排渣口9排出的栅渣进入后续栅渣处理单元予以脱水减容，脱出的污水回到格栅前进水中。

(5)排渣控制阀5开启时间达到设定时间T2后，进水侧累积的大部分栅渣被排出格栅槽1，排渣控制阀11自动关闭。

实施例2

本实施例提出了第二种优选的细格栅除污设备，该细格栅除污设备的结构与实施例1所述的细格栅除污设备结构基本相同，区别之处在于：格栅槽1内未设置有填料8。

具体的，本实施例的曝气清污系统包括鼓风机6和曝气穿孔管7，在曝气搅动作用下，仅通过空气冲刷擦洗格栅过滤板5表面，去除堵塞格栅过滤板5滤孔的固体污染物质，实现清污目的，这种实施效果不如实施例1的清污效果好。

本实施例细格栅除污设备的其他结构与实施例1所述的细格栅除污设备的相应结构相同，在此不再赘述。

在本发明中，实施例1和实施例2的曝气穿孔管7的数量不局限于一根，还可以为两根或两根以上。以曝气穿孔管7具有三根为例，三根曝气穿孔管7均与鼓风机6连接，三根曝气穿孔管7沿格栅过滤板5的板面走向平行间隔布置，在充足的曝气搅拌动力下，更充分地清除堵塞格栅过滤板5表面的固体污染物质，自动清污效果更好。

综上所述，与常规细格栅除污技术相比，本发明的细格栅除污设备和方法具有以下显著优点：

(1)该设备结构简单，成本低，能耗低，可自控清污，清污方便，适用于中小规模污水处理工程；

(2)细格栅除污方法可使污水中的固体污染物质在低能耗、低成本和可自控的条件下得以有效去除。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种细格栅除污设备，包括格栅槽(1)以及设置在格栅槽(1)内的格栅过滤板(5)，其特征在于，还包括控制系统，以及分别与控制系统连接的曝气清污系统、排渣系统和液位差检测系统；

所述曝气清污系统用于在格栅槽(1)内格栅过滤板(5)的进水侧产生冲刷气体，以空气搅拌为动力清除堵塞格栅过滤板(5)的污物；

所述排渣系统用于排出格栅过滤板(5)进水侧的栅渣；

所述液位差检测系统用于获得格栅槽(1)内格栅过滤板(5)的进水侧的液位和出水侧的液位，或获得格栅槽(1)内格栅过滤板(5)的进水侧与出水侧的液位差值；

所述控制系统根据格栅过滤板(5)进水侧与出水侧的液位差值控制曝气清污系统和排渣系统的启动或关闭；

所述格栅槽(1)内设置有位于格栅过滤板(5)进水侧的填料(8),所述格栅过滤板(5)上设置有多个滤孔，所述滤孔的孔径小于填料(8)的粒径和栅渣的粒径；

所述曝气清污系统包括鼓风机(6)和与之相连接的曝气穿孔管(7)，曝气穿孔管(7)设置在格栅槽(1)内格栅过滤板(5)进水侧的底部，并沿格栅过滤板(5)的板面走向布置，在鼓风机(6)和曝气穿孔管(7)的曝气搅动作用下，填料(8)与空气联合冲刷擦洗格栅过滤板(5)表面，去除堵塞格栅过滤板(5)滤孔的污物。

2.根据权利要求1所述的细格栅除污设备，其特征在于：所述格栅过滤板(5)在格栅槽(1)内的平面布置形式呈U形、S形、迷宫型和圆形中的一种，所述格栅过滤板(5)的板面垂直于格栅槽(1)的底壁设置。

3.根据权利要求1所述的细格栅除污设备，其特征在于：所述排渣系统包括开设在格栅过滤板(5)进水侧的格栅槽(1)槽底的排渣口(9)及与排渣口(9)连接的排渣管(12)，所述排渣管(12)上设置有排渣控制阀(11)，所述控制系统与排渣控制阀(11)连接，用于开启或关闭排渣控制阀(11)。

4.根据权利要求3所述的细格栅除污设备，其特征在于：所述排渣系统还包括排渣篦(10)，所述排渣篦(10)设置在排渣口(9)的上方，所述排渣篦(10)的过水尺寸小于填料(8)的粒径但大于栅渣的粒径。

5.根据权利要求1所述的细格栅除污设备，其特征在于：所述液位差检测系统包括分别与控制系统连接的进水侧液位传感器(13)和出水侧液位传感器(14)，所述进水侧液位传感器(13)设置在格栅槽(1)内格栅过滤板(5)的进水侧，用于检测进水侧的液位；所述出水侧液位传感器(14)设置在格栅槽(1)内格栅过滤板(5)的出水侧，用于检测出水侧的液位。

6.一种采用如权利要求1-5任一项所述的细格栅除污设备处理污水的方法，其特征在于：

包括以下步骤：

S1、污水进入格栅槽(1)内经格栅过滤板(5)过滤，污水中大于格栅过滤板(5)滤孔孔径的物质被拦截在格栅过滤板(5)的进水侧累积形成栅渣，小于格栅过滤板(5)滤孔孔径的物质通过格栅过滤板(5)，格栅过滤出水排出至后续处理工序；

S2、控制系统根据进水侧与出水侧的液位差值控制曝气清污系统和排渣系统的启动或关闭，及时清除堵塞格栅过滤板(5)滤孔的污物和排出格栅过滤板(5)进水侧累积的栅渣，以保持格栅过滤板(5)有效的过水通量；

所述步骤S2具体为：

当进水侧与出水侧的液位差值升高至第一设定液位差值时，控制系统启动鼓风机(6)，鼓风机(6)产生的气体与填料(8)联合作用，冲刷去除堵塞格栅过滤板(5)表面的栅渣；

当进水侧与出水侧的液位差值降低至小于所述第一设定液位差值的第二设定液位差值时，控制系统关闭鼓风机(6)；

当进水侧与出水侧的液位差值升高至第一设定液位值，但在鼓风机(6)启动时间达到第一设定时间内，进水侧与出水侧的液位差值仍未降低至小于第一设定液位差值的第二液位差值时，控制系统开启排渣控制阀(11)，启动排渣系统，排出栅渣；

排渣系统启动的同时，控制系统关闭鼓风机(6)；

当启动排渣系统的时间达到第二设定时间时，控制系统关闭排渣控制阀(11)，排渣系统关闭。

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