水污染控制工程格栅设计

水污染控制工程格栅设计摘要：本设计围绕水污染控制工程中的格栅展开。阐述了格栅在污水处理流程中的重要作用，对格栅的类型、设计参数、计算方法等进行了详细分析。通过合理设计格栅，能够有效拦截污水中的较大悬浮物和漂浮物，保障后续污水处理工艺的正常运行，提高污水处理效率和质量，减少对环境的污染。关键词：水污染控制工程；格栅；设计参数；计算

一、引言随着工业化和城市化的快速发展，水污染问题日益严重。污水处理成为解决水污染问题的关键环节。格栅作为污水处理的第一道预处理设施，能够去除污水中尺寸较大的悬浮物、漂浮物等杂质，如树枝、塑料瓶、纤维等。这些杂质若不及时去除，会对后续的水泵、管道、处理设备等造成堵塞、磨损等损害，影响污水处理系统的正常运行，增加运行成本。因此，合理设计格栅对于水污染控制工程至关重要。

二、格栅的类型（一）按形状分类1.平面格栅平面格栅的栅条在同一平面内，结构简单，制作方便，适用于小型污水处理厂或处理水量较小的场合。其缺点是截留的杂质容易堵塞栅条间隙，清渣相对困难。2.曲面格栅曲面格栅的栅条呈曲面形状，常见的有鼓形格栅等。这种格栅截留的杂质不易堵塞，清渣效果较好，适用于处理水量较大、杂质较多的污水处理厂。

（二）按栅条间距分类1.粗格栅栅条间距较大，一般在40150mm之间，主要用于拦截较大尺寸的悬浮物和漂浮物，保护后续设备不被大颗粒杂质损坏。2.中格栅栅条间距适中，通常为1040mm，可去除中等尺寸的杂质，进一步细化预处理效果。3.细格栅栅条间距较小，在310mm左右，能有效拦截细小的悬浮物，为后续处理工艺提供更清洁的进水。

三、格栅设计参数（一）格栅倾角格栅倾角一般在45°75°之间。较大的倾角有利于污水快速通过，减少水头损失，但会增加清渣难度；较小的倾角则清渣相对容易，但水头损失可能较大。综合考虑，通常选取60°左右的倾角较为合适。

（二）过栅流速过栅流速的大小直接影响格栅的拦截效果和水头损失。过栅流速一般控制在0.61.0m/s范围内。若过栅流速过小，杂质容易在栅前堆积，导致堵塞；过栅流速过大，则可能冲走过部分较小的杂质，降低拦截效率，同时增加水头损失。

（三）栅条宽度栅条宽度一般为1020mm。过宽的栅条会减少有效过水面积，增加水头损失；过窄的栅条则强度较低，容易损坏。

（四）栅前水深栅前水深应根据污水流量和过栅流速等因素确定。一般要求栅前水深不小于0.3m，以保证污水能够顺利通过格栅，同时避免污水在栅前形成漩涡，影响拦截效果。

四、格栅设计计算（一）格栅面积计算1.已知设计流量$Q$（m³/s），过栅流速$v$（m/s），则格栅的过水面积$A$（m²）可通过公式$A=\frac{Q}{v}$计算得出。2.根据选定的格栅类型和栅条间距$b$（m），计算格栅的间隙数$n$：$n=\frac{A}{bh}$，其中$h$为格栅的有效高度（m）。3.计算格栅的总宽度$B$：$B=(n1)b+s$，其中$s$为栅条厚度（m）。

（二）水头损失计算格栅的水头损失$h_1$（m）可采用经验公式计算：$h_1=\xi\frac{v^2}{2g}$，其中$\xi$为阻力系数，与格栅类型、栅条形状等有关，一般平面格栅$\xi=2.42$，曲面格栅$\xi=1.79$；$g$为重力加速度（9.81m/s²）。

（三）清渣设备选型1.人工清渣对于小型污水处理厂或处理水量较小且杂质较少的场合，可采用人工清渣方式。人工清渣简单易行，但劳动强度较大，效率较低。2.机械清渣当处理水量较大时，应选用机械清渣设备，如链条式清污机、旋转式清污机等。机械清渣设备清渣效率高，能减轻工人劳动强度，保证污水处理系统的连续运行。

五、设计实例某污水处理厂设计流量$Q=0.5m³/s$，污水中含有较多的树枝、塑料瓶等较大尺寸的悬浮物。拟采用平面格栅进行预处理，栅条间距$b=20mm$，栅条厚度$s=10mm$，有效高度$h=1.0m$，过栅流速$v=0.8m/s$。

（一）格栅面积计算1.过水面积$A=\frac{Q}{v}=\frac{0.5}{0.8}=0.625m²$。2.间隙数$n=\frac{A}{bh}=\frac{0.625}{0.02×1.0}=31.25$，取$n=32$。3.总宽度$B=(n1)b+s=(321)×0.02+0.01=0.65m$。

（二）水头损失计算采用平面格栅，$\xi=2.42$，则水头损失$h_1=\xi\frac{v^2}{2g}=2.42×\frac{0.8^2}{2×9.81}=0.078m$。

（三）清渣设备选型由于处理水量较大，选用链条式清污机进行机械清渣，以提高清渣效率，保证格栅正常运行。

六、运行与维护（一）日常运行1.定期检查格栅的运行情况，确保过栅流速在合理范围内，避免水头损失过大或过小。2.观察格栅前后的水位变化，若水位差异常增大，可能是格栅堵塞，应及时采取清渣措施。

（二）维护保养1.定期清理格栅上的杂质，防止堵塞。对于人工清渣的格栅，应安排专人定时清渣；对于机械清渣设备，要定期检查设备的运行状况，如链条、齿轮等部件的磨损情况，及时进行维修和更换。2.检查栅条是否有损坏，如有损坏应及时修复或更换，确保格栅的拦截效果。3.对格栅及清渣设备进行定期保养，如涂抹润滑油、防腐处理等，延长设备使用寿命。

七、结论格栅作为水污染控制工程的重要预处理设施，其合理设计对于保障污水处理系统的正常运行至关重要。通过对格栅类型、设计参数的选择和计算，能够有效地拦截污水中的较大悬浮物和漂浮物，减少后续处理工艺的负担，提高污水处理效率和质量。在实际设计中，应根据污水水质、水量等具体