1. 設(shè)計(jì)流量
格柵的設(shè)計(jì)應(yīng)采用最大流量。根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50014-2021），處理構(gòu)筑物的個(gè)（格）數(shù)不少于2個(gè)（格），便于檢修維護(hù)；同時(shí)按并聯(lián)設(shè)計(jì)，可使污水的運(yùn)行更為可靠、靈活和合理。如果設(shè)計(jì)兩個(gè)格柵并聯(lián)，每個(gè)格柵應(yīng)按照1/2*Qmax設(shè)計(jì)。（Qmax指污水處理廠的最大流量，下同。）
順便提一下粗格柵后提升泵站水泵的選型。提升泵站的水泵也是按照最大流量進(jìn)行選型，一般選擇潛污泵，水泵臺(tái)數(shù)不應(yīng)小于2臺(tái)，且應(yīng)設(shè)備用泵。臺(tái)數(shù)小于等于四臺(tái)時(shí)，設(shè)一臺(tái)備用泵：也就是兩用一備、三用一備、四用一備（中型污水處理廠一般就是3-5臺(tái)）。臺(tái)數(shù)大于等于五臺(tái)時(shí)，應(yīng)設(shè)2臺(tái)備用泵，就是五用兩備（潛水泵可現(xiàn)場(chǎng)備用1臺(tái)，庫(kù)存?zhèn)溆?臺(tái)）。最多不宜大于8臺(tái)（大型污水處理廠才可能用到這么多臺(tái)）。
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2. 格柵柵條間隙寬度
根據(jù)《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，粗格柵柵條間隙寬度：機(jī)械清除時(shí)宜為16mm~25mm，人工清除時(shí)宜為25mm~40mm，特殊情況最大柵條間隙可采用100mm；細(xì)格柵柵條間隙寬度宜為1.5mm~10mm。
水泵前，格柵除污機(jī)柵條間隙寬度應(yīng)根據(jù)水泵進(jìn)口口徑按下表選用。對(duì)于階梯式格柵除污機(jī)、回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)和轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī)的柵條間隙或柵孔可按需要確定。
如泵站較深，泵前格柵機(jī)械清除或人工清除比較復(fù)雜，可在泵前設(shè)置僅為保護(hù)水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)的、空隙寬度較大的粗格柵（寬度根據(jù)水泵要求，國(guó)外資料認(rèn)為可大到100mm）以減少柵渣量，并在處理構(gòu)筑物前設(shè)置間隙寬度較小的細(xì)格柵，保證后續(xù)工序的順利進(jìn)行。這樣既便于維修養(yǎng)護(hù)，也不會(huì)增加投資。
膜處理工藝和曝氣生物濾池工藝需要將細(xì)小物質(zhì)安全可靠地分離出去，例如頭發(fā)和細(xì)小纖維物質(zhì)等，避免引起膜組件或?yàn)V池填料堵塞而無(wú)法正常工作，因此膜處理工藝和曝氣生物濾池工藝前一般需要設(shè)置超細(xì)格柵作為預(yù)處理工藝。根據(jù)國(guó)內(nèi)外工程實(shí)際應(yīng)用情況，超細(xì)格柵柵條間隙宜小于或等于1mm。
3. 進(jìn)水渠寬度B1
進(jìn)水渠寬度B1不是隨意取值的。格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.4m/s~0.9m/s，參見(jiàn)崔玉川設(shè)計(jì)書P24設(shè)計(jì)參數(shù)第7條?？梢韵阮A(yù)設(shè)一個(gè)進(jìn)水渠寬度B1，然后計(jì)算進(jìn)水渠道內(nèi)的流速，在0.4m/s~0.9m/s范圍內(nèi)就可以。注意柵前進(jìn)水渠道流速按照明渠計(jì)算（v=Q/B1/h），和過(guò)柵流速（通過(guò)格柵的流速）不是一回事（見(jiàn)下圖）。
4. 格柵安裝角度
根據(jù)《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，除轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī)外，機(jī)械清除格柵的安裝角度宜為60°~90°。人工清除格柵的安裝角度宜為30°~60°（現(xiàn)在城市污水處理廠一般都采用機(jī)械清除格柵）。下表展示了國(guó)內(nèi)外采用的格柵傾角數(shù)據(jù)。
5. 柵條寬度
如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的格柵水頭損失很大，大概率是設(shè)計(jì)的柵條寬度取得太寬了。柵條寬度太寬，柵條的阻力很大，會(huì)造成很大的水頭損失，還會(huì)浪費(fèi)鋼材，降低過(guò)水流量?？梢圆檎乙恍└駯诺膱D片或者技術(shù)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)不論是粗格柵還是細(xì)格柵，柵條寬度一般都是0.01m，也就是1cm。
*要注意有的參數(shù)是可以在合理范圍內(nèi)自行調(diào)整的，有的參數(shù)是不宜變動(dòng)的。怎樣知道哪些參數(shù)能變動(dòng)，哪些不能變動(dòng)呢——認(rèn)真的思考+經(jīng)驗(yàn)的積累。
6. 格柵寬度與柵前水深
按照經(jīng)驗(yàn)，中型污水處理廠粗格柵寬度大概一米左右，細(xì)格柵兩米左右。如果按照例題算出來(lái)的格柵很寬，大概率是柵前水深取值取小了。
格柵槽斷面盡量采用矩形的水力最優(yōu)斷面，即矩形斷面的底寬為水深的兩倍。假如格柵槽的凈寬是1m，那么水深在0.5m左右比較好。這樣設(shè)計(jì)的好處是：在過(guò)水?dāng)嗝婷娣e、水力坡降和渠道粗糙系數(shù)一定的條件下，可通過(guò)最大的流量。
7. 格柵設(shè)備選型
格柵設(shè)備選型可以從《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第11冊(cè)常用設(shè)備中選，但是這個(gè)設(shè)計(jì)手冊(cè)有點(diǎn)老舊了。還可以在網(wǎng)上搜索，查找生產(chǎn)格柵設(shè)備的廠家。通常廠家都會(huì)在網(wǎng)站上公開(kāi)產(chǎn)品信息。按照例題根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果（可以根據(jù)設(shè)計(jì)流量，或者根據(jù)計(jì)算的柵條間隙和格柵寬度），選擇一個(gè)合適的格柵型號(hào)。當(dāng)然現(xiàn)在有很多廠家也可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行“個(gè)性化定制”。
需要注意參考的設(shè)計(jì)公式可能有不同。有的公式計(jì)算的寬度是“柵槽寬度”，例如算出來(lái)是1.1m寬的柵槽，設(shè)計(jì)的柵槽一般比格柵機(jī)的寬度多0.2m（這0.2m的縫隙由格柵機(jī)兩邊的橡膠皮阻擋，如下圖所示），那么就應(yīng)該選一個(gè)0.9m寬的格柵機(jī)。有的公式計(jì)算的是格柵機(jī)的“設(shè)備寬度”，例如算出來(lái)是1.1m的格柵機(jī)寬度，就應(yīng)選一個(gè)1.1m寬的格柵機(jī)。如果格柵機(jī)選大了，安裝不進(jìn)去；如果選小了，格柵側(cè)邊有空隙就會(huì)跑水。
再例如設(shè)計(jì)兩組格柵，對(duì)于城市污水處理廠選2個(gè)格柵機(jī)就足夠了（即一個(gè)柵槽安裝一臺(tái)），沒(méi)必要在每個(gè)槽里面安裝多臺(tái)。
8. 流量校核和過(guò)柵流速校核
格柵設(shè)備選型后，需要進(jìn)行流量校核和過(guò)柵流速校核。流量校核就是校核僅有一臺(tái)格柵運(yùn)行時(shí)是不是能通過(guò)0.75*Qmax，且此時(shí)過(guò)柵流速符合標(biāo)準(zhǔn)要求（0.6m/s~1m/s），以滿足設(shè)備檢修等特殊情況的要求。此外，還需要校核每臺(tái)格柵1/2*Qmax時(shí)的過(guò)柵流速是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求（0.6m/s~1m/s）（按照設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果選型通常是會(huì)符合的）。
過(guò)柵流速是經(jīng)過(guò)柵條間隙的流速。校核過(guò)柵流速時(shí)需要注意采用的公式是包括柵條間隙的公式（如下）。
校核時(shí)，柵條間隙數(shù)量n等參數(shù)應(yīng)根據(jù)選型的設(shè)備來(lái)校核，例如設(shè)計(jì)計(jì)算的粗格柵設(shè)備1100寬，但設(shè)備選型選了1200，那么應(yīng)該校核的是選的這個(gè)1200寬的粗格柵是否滿足要求。
還需要注意的是，采用0.75*Qmax校核過(guò)柵流速時(shí)，如果還用之前設(shè)定的水深來(lái)代入計(jì)算，過(guò)柵流速肯定是會(huì)變大的?？梢韵胂螽?dāng)流量增加時(shí)，如果要維持一定的流速范圍，水深也是要隨之增加的。所以此時(shí)可采用更深的水深來(lái)計(jì)算過(guò)柵流速，但需要注意超高是否能滿足要求（從高程布置來(lái)看，對(duì)粗格柵來(lái)說(shuō)，要保證污水不會(huì)回灌到入場(chǎng)污水干管中；對(duì)細(xì)格柵來(lái)說(shuō)，超高要保證污水不會(huì)外溢）。
*歐盟標(biāo)準(zhǔn)BS EN 12255-3:2000《污水處理廠第3部分：預(yù)處理》規(guī)定過(guò)柵流速在最大流量下不超過(guò)1.2m/s；《日本指南》為0.45m/s；美國(guó)《污水處理廠設(shè)計(jì)手冊(cè)》（1998年）為0.6m/s~1.2m/s；法國(guó)《水處理手冊(cè)》（1978年）為0.6m/s~1.0m/s。
9. 超高
格柵計(jì)算的例題中，格柵進(jìn)水槽的超高取值為0.3m。細(xì)格柵在提升泵站后，通常設(shè)置在地面以上，超高0.3m一般不會(huì)有問(wèn)題。粗格柵超高0.3m有沒(méi)有問(wèn)題呢，大概率有很大的問(wèn)題。
由于粗格柵的格柵井前連接入場(chǎng)污水干管，那就要考慮入場(chǎng)污水干管的實(shí)際埋深?；貞浺幌屡潘芫W(wǎng)的設(shè)計(jì)，最后進(jìn)污水處理廠的污水干管是不是都深埋在地下？因此，城市污水處理廠第一道格柵的進(jìn)水槽超高肯定不止0.3m，粗格柵柵槽的總高度通常也是很高的（此時(shí)設(shè)備大多需要定制）。
所以，需要首先根據(jù)入場(chǎng)污水干管管徑、管內(nèi)底標(biāo)高（任務(wù)書告訴了）以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于排水管渠設(shè)計(jì)流速和設(shè)計(jì)充滿度的要求，計(jì)算污水干管管內(nèi)水面標(biāo)高，從而估算柵前水面標(biāo)高（重力流允許進(jìn)水井水面和格柵水面之間小有落差），然后再高出地坪標(biāo)高0.2~0.3m定出格柵槽的頂標(biāo)高（如果沒(méi)有高出地面，在暴雨季節(jié)，大量的雨水夾帶著泥沙等進(jìn)入處理系統(tǒng)，除了給后續(xù)處理增加負(fù)擔(dān)外，沙粒的增加會(huì)導(dǎo)致污水提升泵磨損加重）。所以，粗格柵槽的頂至柵前水面的距離才是格柵槽的實(shí)際超高，如下圖所示。后期在畫高程布置圖時(shí)，也要注意這一點(diǎn)（粗格柵的柵槽是通到地面的，而不是埋了厚厚的土）。
10. 柵渣量
被格柵截留的物質(zhì)叫做柵渣（不是冰糖葫蘆那個(gè)山楂）。每日柵渣量是計(jì)算單個(gè)格柵每天產(chǎn)生的柵渣量，用來(lái)確定單個(gè)格柵采用怎樣的清渣方式。所以如果是兩組格柵，那么計(jì)算單個(gè)格柵每日柵渣量時(shí)應(yīng)采用1/2*Qmax。而為了改善勞動(dòng)和衛(wèi)生條件，現(xiàn)在的城市污水處理廠基本都是要采用機(jī)械清渣方式的。
粗格柵和細(xì)格柵的柵條間隙不同，W1（每1000m3污水產(chǎn)生0.1m3~0.01m3的柵渣量）取值不同。細(xì)格柵的柵條間隙小，相對(duì)粗格柵來(lái)說(shuō)應(yīng)取更高的值，表示能夠截留更多的柵渣。因此對(duì)于相同的進(jìn)水水質(zhì)來(lái)說(shuō)，細(xì)格柵的每日柵渣量應(yīng)該比粗格柵更高。但城市污水處理廠實(shí)際運(yùn)行可能未必是這么回事，因?yàn)榧?xì)格柵通常設(shè)置在粗格柵之后，污水到細(xì)格柵時(shí)已經(jīng)被去除了一部分較大的漂浮物和懸浮物了。
另外，計(jì)算柵渣量時(shí)所采用的污水流量變化系數(shù)K，應(yīng)按照《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50014-2021）來(lái)取值。教材中的變化系數(shù)已是老黃歷了。
*現(xiàn)有的教材或者設(shè)計(jì)書中有的參數(shù)或設(shè)計(jì)理念還未根據(jù)新版《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》更新。當(dāng)教材或設(shè)計(jì)書與《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》不一致時(shí)，以《設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》為準(zhǔn)。
11. 計(jì)算草圖
單體構(gòu)筑物的計(jì)算草圖是得分點(diǎn)。不畫就成為了扣分點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50014-2021）
[2]《城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算》，崔玉川，化學(xué)工業(yè)出版社
[3]《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第五冊(cè)、第十一冊(cè)），中國(guó)建筑工業(yè)出版社
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發(fā)布日期：2024-10-29 
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