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【技术漫话】格栅演义 四代格栅

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-01-06  浏览次数:129
核心提示:四种期望格栅是最容易让人理解的水处理设备之一,负责捞除污水中的固体污物,在污水处理厂工艺中的必要性毋庸置疑,我们通常对它
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四种期望

 

格栅是最容易让人理解的水处理设备之一,负责捞除污水中的固体污物,在污水处理厂工艺中的必要性毋庸置疑,我们通常对它有如下期望(此外还有运行成本、噪音状况、采购价格等亦是使用者关心的问题,但考虑到主题需要,不再展开)。

 

万能


水中的固体污物可以说是千差万别,不同体积、外形、重量、塑性都会出现——在一些自来水厂取水口采用的格栅甚至能够捞到沙发或者漂浮的树根这样的大体积垃圾;在一些印染厂里,细长并且不易被拉断的废布料在进入企业的污水处理设施前亦要经过格栅捞除;在城市污水厂,带有一定硬度的骨头和带有一定韧性的尼龙绳甚至钢丝都有可能出现在进入格栅的水渠内——而这些,可能正是格栅的大敌。但不论这些固体污物是什么,污水处理工艺设计者、格栅的制造者和使用者都只以毫米为单位对截留污物的外形尺寸进行分类,如粗格栅、中细格栅等。我们不希望在生化池或二沉池上漂浮着这样或那样扎眼的物体;不希望水泵在运行时由于堵塞造成提升水量越来越小,而不得不耗费人力去提升笨重的水泵来清除叶轮间的垃圾;更不希望因此使一些设备损坏报废而花费大量的金钱去恢复设备性能。所以,格栅它必须是万能的。

 

可靠

 

格栅在成为万能的“捞渣工人”时,我们希望它即使面对臭味冲鼻的污水污物也能够坚持不抱怨生气,不罢工抗议,它必须是可靠的。格栅自通水使用那一刻起,它就在不停的摩擦、伸拉、旋转,势必造成机械间配合的精密度降低,而当它发出声音抗议时,你就要知道,它需要你去关心一下了,否则接下来就会以“罢工”来抗议。我们在污水渠上设置格栅是为了解决问题,而不是制造问题,如果它总是发生故障,耗费维修人员的力量和金钱,那么它本身就是一个问题。正因如此,制造者和使用者都会特别关注格栅的可靠性,即在确保良好日常保养和捞渣能力的前提下,维持长时间正常运转的能力。

 

易修理


格栅会发生故障,即使是良好的日常保养也难以阻止各种故障情况的发生。栅条变形,齿耙变形卡滞,链条断裂或是各种易损件到达更换周期,都需要及时恢复原状,确保格栅的运行性能,否则极易造成故障扩大,严重者会缩短格栅使用寿命,甚至导致设备彻底报废。优秀的格栅设计者会充分意识到这一点,因为易修理的要求不仅吸引使用者的目光,同时设备制造者也同样关心,毕竟设备价格构成中售后服务费用永远占有一席之地,如果能以较低的时间成本和配件成本在保修期内修复故障,那么既可以体现制造商对设备的掌控能力,又可以节约售后服务成本和增加利润。一些价格极低的格栅常常被发现用于维护检修的后盖已经被牢牢焊接而无法打开,完全忽视易维修性,那是因为制造商已经确保设备到场后的回款额就能让他赚到应得的一切费用,至于售后,就不再是他考虑的问题。易修理是好格栅的重要特征,在结构设计方面考虑到拆卸的便捷性,则配件的标准化亦要实现长足发展,有一天出现格栅4S店这样的配件供应商也不足为奇。

 

长寿

谁都希望长寿,对格栅的要求也不例外,因为这是实实在在的成本——设备寿命越长,折旧费用越低。影响寿命的重要因素是材料,也是人们最容易理解的指标,对于格栅除污机来说,露天的环境、污水的腐蚀性都在侵蚀着设备本身,如果没有耐腐蚀的好底子,是谈不上长寿的。针对不同部位运行时的环境和状态需要而选择材料(像主体框架的材料、齿耙的材料和格栅面的材料)不仅是制造商的基本功,而且使用者也会提出独立的要求,例如废水中氯离子浓度超高时,普通的304不锈钢材料就会难以适应废水的腐蚀性。我无法告诉你用了多少年的格栅才算是长寿,因为长寿的格栅除了更换一些易损件外,真的可以用很久很久。

 

四代格栅

 

打开百度词条,输入格栅除污机,就可以看到很多分类方法和一些制造标准,例如按格栅形式、齿耙形式、格栅间隙等等,但笔者希望根据格栅的更新换代期对其进行分类,通过走访资深的设备制造商、污水工艺设计师、使用者来对格栅的历史进行梳理,为读者描绘出格栅的达尔文式进化史。

 

在中国环保设备制造的版图上,宜兴在格栅制造业有着举足轻重的作用,通过观察宜兴生产车间里正在装配的格栅,可以了解到水处理行业内的格栅潮流,而更早之前的格栅记录则体现着早一代环保人士对格栅的钟爱。随着加工制造水平的不断发展和设备设计水平的不断提高优化,格栅在中国的历史发展经历了四个阶段。

 


第一代

我国在上世纪90年代发布了CJ/T3048-1995《平面格栅除污机》和CJ/T3065-1997《弧形格栅除污机》两个标准,第一代格栅就以这两类为代表,其特点是采用固定格栅形式,将栅条平行布置成格栅面,在此基础上通过变化齿耙运行方式来转化出多种机型,例如采用钢丝牵引齿耙(图1)、回转式齿耙等。但这种格栅除污机最大的问题在于无法解决呈现扁平状固体污物从格栅中穿过的问题,造成头发纤维、塑料纸等能够扁平穿越格栅的污物时常出现在后续工艺段内,让使用者不堪其扰——格栅无法满足人们对“万能”的期望;同时由于栅条与齿耙发生摩擦,一旦齿耙的运行出现偏差,即可造成栅条变形,从而大大增加维修的难度和成本——人们对“易修理”的期望也些许落空。

 

第二代


2005年以前我国针对第一代格栅做了重大改进,于是旋转式格栅除污机(图2)成了第二代的代表,同时还出现了阶梯式格栅的运行方式。

旋转式格栅除污机放弃了固定格栅和齿耙配合的形式,采用密集齿耙代替固定格栅的作用,污物直接被密集的齿耙拦截,齿耙通过链条自下而上行走至顶端,污物通过重力掉落至集渣槽,齿耙再由链条带动向下行走,从格栅底部回到迎水面捞渣。旋转式格栅提高了对扁平固定污物的去除效果,同时格栅面为移动平面,能够转至池面,便于维修人员更换损坏的齿耙,因此受到使用者的欢迎。另外,制造商为了迎合不同顾客的需求或体现自身产品的独特性,设置了不同的齿耙式样、材质、重量和安装方式以降低易损配件的更换频率。但旋转式格栅由于齿耙较为密集,存在立体夹缝,因此污物易与齿耙发生粘联而无法自然掉落至集渣槽,反而通过齿耙回转至格栅后部水渠而进入后续工艺,可谓按下葫芦浮起瓢。这种格栅至今仍有很大市场需求。

 

阶梯式格栅栅条采用两组阶梯形式的钢片,一组为固定式钢片,静止不动,另一组为移动式钢片,移动式钢片与固定式钢片间隔穿插,污物被两组钢片共同阻拦,通过电动机驱动移动式钢片做短距离往复运动,使污物沿阶梯向上传递,逐渐被送至顶端。阶梯式格栅不需要齿耙,运行稳定,减轻了维修量,也不会发生污物缠绕齿耙的现象,但是扁平污物亦通过格栅的问题没有解决,且被截留的污物难以被高效输送至池面集渣槽,稍有风吹草动,即会掉回水中,因此并不被使用者推荐,市场份额占比较小。

 

第三代

2005年后以转鼓式格栅为代表的格栅有了极大发展,细格栅和膜格栅较多采用这种形式。转鼓式格栅采用网格形式的格栅面,并将格栅面卷成圆筒状,圆筒中间设置集渣槽和螺旋输送装置,圆筒与水面形成35度夹角,污水自圆筒内穿过格栅面进入后续工艺段,污物则被截留在圆筒内壁,通过电动机旋转圆筒,污物随圆筒内壁从水下转至水面上,并且通过重力、固定毛刷和水力冲洗掉落到集渣槽内。转鼓式格栅采用栅格形式的格栅面,避免了条形格栅的缺点,起到较好的截留污物的效果;缺点是格栅面不易清洗干净,易缠绕纤维物质,因此需要良好的使用和维护习惯,及时清除格栅面的缠绕物,否则会造成过水不畅,严重时会导致设备变形。转鼓式格栅在应对绝大多数固体污物时有良好的截留效果,但应对细纤维、有粘性物质(例如头发丝或粘性油污)时则效果变差,有的厂家会提供超高压水喷射装置来改善纤维缠绕和堵塞的状况。

 

第四代

2010年前后,网板式格栅除污机成为第四代的代表,它采用网板形式的格栅面,克服了前几代格栅存在的纤维缠绕问题。网板式格栅是在不锈钢板上钻密集圆孔,形成格栅面阻拦污物。网板式格栅亦有采用回转、内进流和转鼓的运行方式。回转运行的网板格栅除污机设备形式与回转式平面格栅除污机类似,它使用网板格栅面代替栅条,采用毛刷板作为栅耙刮除并输送污物至顶部集渣槽;网板形式的格栅面也同样被转嫁到转鼓式格栅上,以减轻纤维缠绕带来的痛苦;亦有制造商设计出独特的内进流式旋转格栅(图5),即采用垂直安装方式,污水由栅框前进入,通过在污水中的两个格栅面同时拦截固体污物,污水通过截面远大于转鼓式格栅和回转式格栅,固体污物被旋转的网板带至地面,并且通过重力、固定毛刷和水力冲洗掉落到集渣槽内。这种方式既拥有强大的污物截留能力,减轻了纤维缠绕的问题,又避免了齿耙冲洗的难点,损坏的栅板比转鼓格栅更方便更换,而且为了减轻工人清洁格栅面的工作,制造商会提供超高压水喷射装置定期清洗使格栅恢复如新,因此,这类产品一经问世便树立了良好的口碑。 

 

内外比拼

 

饮水不忘挖井人,格栅的演进史离不开技术研发人员的辛勤付出,而国内企业的原创力量至今仍然落后于国外,使得国产格栅和进口格栅产品之间总是存在难以赶超的差距。

 

在研发方面,国内最早由市政设计院提供原理构思给机械设计研发单位,如今虽然制造商按图制造的模式早已转变为由设备制造商独立完成设备的研发、制造和销售,但国内的格栅制造商始终未能形成强大的原创设计研发力量,更多的“研发”集中于如何吸收国外的原创技术,转为我用。这种方法似乎更加廉价和便捷,但“猫”总会留一手爬树的本领,“老虎们”总有无法参透的设计细节,这在转鼓式格栅的技术引进方面特别突出,国内制造商在仿制的过程中无法完全掌握,造成产品在实际使用过程中问题多多,饱受诟病,而这个型式的进口格栅在众多场合的使用状况其实是良好的。

 

在加工制造精度方面,进口格栅配件总是略高一筹。我们往往惊讶于进口格栅在同类多批次产品中体现出一致的超低运行声音,而国产设备发出意外声响的几率却要高出许多。虽然这种问题常常被归咎为不同的师傅和不同的手艺,但其实恰恰是国内企业加工制造精度的不足,这当然不光影响产品的运行噪音,更重要的是影响着产品的可靠性和寿命。

 

在材质方面,进口格栅与国产格栅即便描述一致,你依然会对国产格栅产生疑虑,这似乎成为惯性思维。国内材质的变化多样往往让人目不暇接,同样的304不锈钢,国产板材的性能往往低于国外板材,即使主体材质能够与进口格栅的品质媲美,众多非格栅制造商自身生产的配件材质也无法完全保证,这似乎是设备制造大环境使然。

 

值得一提的是,在国内,工艺设计往往会对格栅制造商提出特别的宽度、长度等要求,使其疲于应对,而每一台格栅独一无二的制造则增加了成本和风险,间接降低了品质。进口格栅则通常不接受个性生产,产品品质易于得到保障。目前一些市政设计院已经有所改变,会根据格栅制造商提供的成熟产品手册进行设计。

 

综上所述,各个生产因素优势的累计叠加使得进口格栅在综合性能方面要优于国产格栅,但国产格栅通过低廉的价格和贴心的响应服务依然能够在市场中占据优势,特别是在部分技术成熟的格栅型号方面,例如平面格栅、回转式格栅、网板格栅等领域,国产格栅的性价比已经实现了超越。

 

格栅除污机的发展是环保产业发展的一个缩影,体现着环保设备制造水平的日新月异,环保设备的设计者和制造者围绕着使用者的需要,不断优化设备的核心性能,给环保设备带来了不断的创新。我们选择格栅产品,自然会考虑最新的科技和制造水平,但笔者认为并非新产品就是最合适的产品,而应依据污水中固体污物的构成和污水处理工艺的需要去选择,达到设置格栅的预期目的。本文并非认为第三代或第四代格栅的性能就必然优于第一代或第二代,而是要考虑到技术的成熟程度,只有经受过市场的检验,得到市场认可的产品才会长足发展。也许有一天我们的格栅破碎机能够将固体污物破碎成更细小的颗粒而不妨碍设备运行,破碎后的颗粒甚至可以通过污泥压榨系统排出,那么谁还会去考虑设置捞除固体污物的格栅除污机呢?

 

来源:《环保产业》  作者:季中良

【技术漫话】格栅演义 2014-01-06 JIEI    环保产业研究

 
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关键词: 格栅演义 四代格栅
 
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