江南泵站直立鏈條齒耙式清污機(jī)發(fā)明及制安淺析

歐陽(yáng)滿懷,高志明

(陜西省水務(wù)集團(tuán)勉縣污水處理有限公司，陜西 勉縣 723000)

1 基本概況

陜西省水務(wù)集團(tuán)有限公司為貫徹習(xí)近平總書(shū)記生態(tài)文明思想，樹(shù)立新發(fā)展理念，構(gòu)建新發(fā)展格局，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，建設(shè)山青水綠土凈氣新的人居生態(tài)環(huán)境，確保一江清水送京津，投資1.2 億元在勉縣修建了勉縣江南污水處理廠，主要收集處理勉縣城區(qū)漢江以南生活污水。江南泵站是污水輸入江南污水處理廠的第一關(guān)口和中樞系統(tǒng)，收集污水通過(guò)該泵站加壓提升后由管網(wǎng)輸送至江南污水處理廠進(jìn)行處理，它是在原勉縣江南城市主排管理站的基礎(chǔ)上改造而成?，F(xiàn)安裝有耦合式潛水泵機(jī)組4 臺(tái)，其中提水量600 m3/h、配套功率55 kW的潛水泵2 臺(tái)和提水量350 m3/h、配套功率37 kW 機(jī)組的潛水泵2 臺(tái)。

2 存在問(wèn)題

江南泵站在未建江南污水處理廠之前，它是勉縣江南城市污水、防汛雨水主排泵站，安裝有2 臺(tái)粉碎型格柵機(jī)，只要將污水中垃圾粉碎即可直接排入漢江。粉碎型格柵機(jī)能否粉碎垃圾、粉碎效果如何、運(yùn)行是否可靠無(wú)關(guān)緊要，只要水泵葉輪不被垃圾雜物卡阻、水泵能正常提水即可。

近幾年，隨著中央對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的高度重視，環(huán)保督察要求嚴(yán)禁污水直排，必須經(jīng)有效處理符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918)一級(jí)A 標(biāo)后才可排放。因此，江南污水處理廠建成后，要求污水進(jìn)入廠區(qū)前，必須將污水中的生活垃圾和固體雜物攔截并清除，其污水垃圾顆粒直徑或固體雜物幾何尺寸d＜20 mm， 除保證水泵安全運(yùn)行外，主要是要保證污水處理廠區(qū)轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵清污機(jī)的安全正常運(yùn)行，要求污水水質(zhì)固體懸浮物含量SS≤200 mg/L、垃圾粒徑d≤20 mm。

江南泵站收集的污水范圍為城鄉(xiāng)結(jié)合部，城區(qū)污水通過(guò)管網(wǎng)收集，而鄉(xiāng)村污水主要靠溝渠收集然后流入管網(wǎng)，有些村民平時(shí)將垃圾倒入溝渠，降雨后，雨水和大量生活垃圾隨同污水流入管網(wǎng)，這就增加了泵站清污工作量和難度。

原粉碎型格柵存在以下問(wèn)題:

1)它只能將部分脆性垃圾雜物粉碎，對(duì)柔性垃圾雜物毫無(wú)辦法。

2)垃圾雜物粉碎后隨水流排入漢江，不能將垃圾清除出來(lái)。

3)過(guò)水?dāng)嗝嫣?2 孔各100×120 cm2)。

4)容易堵塞，運(yùn)行極不正常。雨季，由于來(lái)水量增大，垃圾雜物增多且成分比較復(fù)雜，粉碎型格柵機(jī)常常堵塞，流水不暢。水流連帶生活垃圾越過(guò)粉碎型格柵機(jī)頂部直接流入水泵進(jìn)水前池，雜物垃圾卡阻水泵葉輪、損毀水泵現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。

3 設(shè)計(jì)方案

因地制宜，量體裁衣研究設(shè)計(jì)制定解決方案。

泵站房屋及水工土建結(jié)構(gòu)分為三層，地下負(fù)二層(地面高程-6.78 m)為正常過(guò)流層;地下負(fù)一層(地面高程-3.50 m)為設(shè)備維護(hù)層;地面層(地面高程±0.00)為運(yùn)行操作層。

要解決清污問(wèn)題，選用常規(guī)的傾斜回轉(zhuǎn)鏈帶式格柵清污機(jī)定型產(chǎn)品是不可行的，原因有以下四點(diǎn):

1)地面層(高程±0.00)和負(fù)一層地面(高程-3.50 m)鋼筋混凝土底板各只留有上下直通的寬0.5 m×長(zhǎng)1.3 m 的2個(gè)設(shè)備起吊檢修孔，不能滿足安裝最小尺寸寬度1.2 m 要求。

2)如果擴(kuò)孔或另外開(kāi)孔安裝，受承重梁和房屋結(jié)構(gòu)影響，建筑物安全穩(wěn)定無(wú)法保證。

3)江南泵站無(wú)超越管外排污水，不能停水，施工困難。

4)如在室外另選地方安裝，將挖深10 多米，工程量不小，施工難度不小，投資也不小。

因此，如何利用原地形地貌，在確保泵站房屋地面結(jié)構(gòu)不變、再不開(kāi)孔的前提下，設(shè)計(jì)清污機(jī)將垃圾雜物攔截并從水下(高程-6.78 m)處清理到地面(高程±0.00)是我們研究解決問(wèn)題的主要課題。設(shè)計(jì)思路，一是攔截垃圾，在正常過(guò)流水工建筑物負(fù)二層和非常溢流水工建筑物負(fù)一層設(shè)計(jì)扁條鐵(斷面4×40 mm2、柵條間距20 mm)固定攔污柵，不論在正常行水和暴雨洪水情況下，將垃圾全部攔截在外，保證不進(jìn)入泵站前池。二是清運(yùn)垃圾，將攔截的垃圾通過(guò)清污機(jī)清運(yùn)到地面上，人工清理齒耙上的垃圾后運(yùn)走。設(shè)計(jì)方案為直立鏈條齒耙式清污機(jī)。

直立鏈條齒耙式清污機(jī)由電動(dòng)控制操作電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)，將電機(jī)轉(zhuǎn)速由1450 轉(zhuǎn)/min 減到20 轉(zhuǎn)/min，再通過(guò)鏈條聯(lián)動(dòng)地面上和水下底層鏈輪(鏈輪直徑200 mm)，垂直運(yùn)距7.78 m，3 個(gè)齒耙(各寬0.13 m，長(zhǎng)1.2 m)固定在鏈條上，通過(guò)鏈條往返回轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)齒耙強(qiáng)制性清污。

4 制作安裝

設(shè)計(jì)方案確定后，技術(shù)人員自己購(gòu)買(mǎi)材料、加工配件、組織人力安裝。2020 年9 月初開(kāi)始制做，不到一月時(shí)間，于2020 年10 月3 日全面完成制作安裝。

5 效果結(jié)論

該發(fā)明構(gòu)思獨(dú)特，量身制作，設(shè)計(jì)精巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，效果很好?；? 萬(wàn)多元，解決了泵站垃圾清污問(wèn)題和水泵蝸殼經(jīng)常卡死堵塞大問(wèn)題。比正規(guī)廠家定型清污機(jī)一次性節(jié)省投資近30 萬(wàn)元，年節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用近5 萬(wàn)元。直立鏈條齒耙式清污機(jī)可廣泛應(yīng)用于污水處理廠、生活供水廠、水電站、泵站等安裝定型傾斜式清污機(jī)地形有限的過(guò)水渠槽上，可為同類情況的企業(yè)提供參考。