江南泵站直立鏈條齒耙式清污機發(fā)明及制安淺析

歐陽滿懷,高志明

(陜西省水務集團勉縣污水處理有限公司，陜西 勉縣 723000)

1 基本概況

陜西省水務集團有限公司為貫徹習近平總書記生態(tài)文明思想，樹立新發(fā)展理念，構建新發(fā)展格局，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，建設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口和中樞系統(tǒng)，收集污水通過該泵站加壓提升后由管網(wǎng)輸送至江南污水處理廠進行處理，它是在原勉縣江南城市主排管理站的基礎上改造而成。現(xiàn)安裝有耦合式潛水泵機組4 臺，其中提水量600 m3/h、配套功率55 kW的潛水泵2 臺和提水量350 m3/h、配套功率37 kW 機組的潛水泵2 臺。

2 存在問題

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 臺粉碎型格柵機，只要將污水中垃圾粉碎即可直接排入漢江。粉碎型格柵機能否粉碎垃圾、粉碎效果如何、運行是否可靠無關緊要，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，隨著中央對環(huán)境保護工作的高度重視，環(huán)保督察要求嚴禁污水直排，必須經(jīng)有效處理符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918)一級A 標后才可排放。因此，江南污水處理廠建成后，要求污水進入廠區(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， 除保證水泵安全運行外，主要是要保證污水處理廠區(qū)轉(zhuǎn)鼓式細格柵清污機的安全正常運行，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題:

1)它只能將部分脆性垃圾雜物粉碎，對柔性垃圾雜物毫無辦法。

2)垃圾雜物粉碎后隨水流排入漢江，不能將垃圾清除出來。

3)過水斷面太小(2 孔各100×120 cm2)。

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

3 設計方案

因地制宜，量體裁衣研究設計制定解決方案。

泵站房屋及水工土建結(jié)構分為三層，地下負二層(地面高程-6.78 m)為正常過流層;地下負一層(地面高程-3.50 m)為設備維護層;地面層(地面高程±0.00)為運行操作層。

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

1)地面層(高程±0.00)和負一層地面(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1.3 m 的2個設備起吊檢修孔，不能滿足安裝最小尺寸寬度1.2 m 要求。

2)如果擴孔或另外開孔安裝，受承重梁和房屋結(jié)構影響，建筑物安全穩(wěn)定無法保證。

3)江南泵站無超越管外排污水，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)構不變、再不開孔的前提下，設計清污機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)是我們研究解決問題的主要課題。設計思路，一是攔截垃圾，在正常過流水工建筑物負二層和非常溢流水工建筑物負一層設計扁條鐵(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，保證不進入泵站前池。二是清運垃圾，將攔截的垃圾通過清污機清運到地面上，人工清理齒耙上的垃圾后運走。設計方案為直立鏈條齒耙式清污機。

直立鏈條齒耙式清污機由電動控制操作電動機帶動減速機，將電機轉(zhuǎn)速由1450 轉(zhuǎn)/min 減到20 轉(zhuǎn)/min，再通過鏈條聯(lián)動地面上和水下底層鏈輪(鏈輪直徑200 mm)，垂直運距7.78 m，3 個齒耙(各寬0.13 m，長1.2 m)固定在鏈條上，通過鏈條往返回轉(zhuǎn)實現(xiàn)齒耙強制性清污。

4 制作安裝

設計方案確定后，技術人員自己購買材料、加工配件、組織人力安裝。2020 年9 月初開始制做，不到一月時間，于2020 年10 月3 日全面完成制作安裝。

5 效果結(jié)論

該發(fā)明構思獨特，量身制作，設計精巧，結(jié)構簡單，經(jīng)濟實用，效果很好。花了6 萬多元，解決了泵站垃圾清污問題和水泵蝸殼經(jīng)常卡死堵塞大問題。比正規(guī)廠家定型清污機一次性節(jié)省投資近30 萬元，年節(jié)省運行費用近5 萬元。直立鏈條齒耙式清污機可廣泛應用于污水處理廠、生活供水廠、水電站、泵站等安裝定型傾斜式清污機地形有限的過水渠槽上，可為同類情況的企業(yè)提供參考。