水利泵站拦污栅常见问题及处理措施

　　泵站是灌溉、排涝、调水等水利工程的核心拦污栅作为泵站的辅助设施，其主要功能是有效拦截和清除水流中的污物在使用过程中，拦污栅经常会出现阻塞、振动和锈蚀等问题，严重影响泵站安全、经济和有效运行。现针对这些常见问题进行原因分析并提出解决对策如下。
　　1、泵站拦污栅常见问题原因分析
　　1.1 拦污栅阻塞
　　近几年，随着水环境的恶化，泵站来流中的污物增多，特别是排涝期，大量污物随流而下，在拦污栅前堆积，影响了泵站安全与运行。一方面，拦污栅被污物阻塞后，原有过水面积减小，加剧了栅体的阻水，栅前水头损失增大，从而使泵站机组运行扬程增加，功率增大，时间延长。运行费用增加。另一方面，由于栅前污物堆积。使栅前、栅后水位差增大，加大了水流对栅体的作用力，严重时压力超过栅体材料弯曲应力极限值，导致栅体结构变形甚至压垮，失去对泵站的保护作用。
　　1.2 拦污栅振动
　　在设计和安装拦污栅时，对其动力特性考虑不周，导致拦污栅破坏的事件也时有发生特别是大型泵站，拦污栅面积大，结构刚性较小，动态特性复杂，在高速过栅水流作用下，更容易发生剧烈振动。
　　水流通过拦污栅时，栅后尾流是拦污栅振动的主要振源当周期性尾流的脱体涡频率与拦污栅结构自振频率接近时，拦污栅会因共振产生的大幅振动而破坏工程实例表明，周期性尾流作用是拦污栅在短期内损坏的主要原因紊流尾流，特别是高能量的紊流，会使栅体结构产生随机性振动，使拦污栅结构因疲劳而损坏。
　　1.3 拦污栅锈蚀
　　拦污栅工作机理决定了其长期浸泡在水中，而拦污栅大多是普通钢质材料或者铸铁材料制成的，容易发生以水为介质的电化学锈蚀此外，河道内污物的腐烂变质、大量工业废水的排人等水环境的恶化会加重拦污栅的锈蚀拦污栅常见锈蚀部位主要集中在最高水位以下的范围，在水位变化频繁的区域锈蚀情况尤其严重。
　　随着拦污栅使用时间的增加，锈蚀问题逐渐显现拦污栅锈蚀同样会导致拦污栅过水面积减少，水头损失增加有研究显示：拦污栅锈蚀后水头损失增量可以达到原进水口损失量的6O%。这充分说明了栅条锈蚀对水头损失的影响极大。锈蚀会使拦污栅减弱受力性能，降低稳定性和可靠性，甚至形成大洞，对进水口流道中污物的拦截形同虚设，失去对泵站机组的保护作用。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
　　2、解决问题的对策
　　2.1优化拦污栅栅体设计
　　拦污栅栅体设计直接影响拦污栅的工作性能。拦污栅应有足够的刚度、较高的固有频率、较小的局部阻水系数和较好的抗腐蚀性：同时，能够有效地拦截污物，方便清污。
　　常见的拦污栅为格栅式拦污栅，由栅条、主梁和其他部件构成栅条问距(栅距)是其最主要的结构参数。栅距的大小直接影响拦污效果和拦污栅的阻力系数，需要根据水泵类型、叶轮过流面积、垃圾的性质和数量等来决定。拦污栅标准有效栅距一般为水泵口径的1/10-1/30，但对于中小型轴流泵，叶轮之间有较宽阔的通道和较强的过流能力，栅距要适当放大，以减少水头损失和避免污物过多堆积：在一般污物情况下，栅距可适当增大，其有效栅距以80～120mm为宜。
　　针对拦污栅的振动，加固拦污栅可以改变拦污栅自振频率，避开和水流激振的共振频率，达到减振的目的根据工程经验，拦污栅的栅条采用不规则的间距，用螺栓连接，设置拦污栅斜撑，同时在拦污栅横撑上通过夹紧连接将拦污栅固定在加劲构件上，可以防止拦污栅的有害振动。
　　2.2 合理安放拦污栅
　　选择合理的拦污栅布置方式，可以有效地拦截和清除污物。《泵站工程规范》要求拦污栅可直立放置也可以倾斜布置中小型泵站，大多是在泵站进水口前直立或略倾斜放置拦污栅研究表明，改变拦污栅的安装倾斜角度。利用水流的推力将拦污栅下部的污物推到栅的上部，再配以合适的清污台面，在工程投资增加不多的情况下，有利于人工清除栅前的污物，避免拦污栅阻塞。对于拦污栅的倾斜角度，有研究者用胶合板和金属板做成拦污栅物理模型(栅距为30mm)，通过物理实验得出结论：当拦污栅倾角大于60°时，其下部有少量杂草堆积：而当倾角小于45°时，各种水草都能被推向栅的顶部，在实验条件下不发生污物与栅条的缠绕。
　　2.3 防护拦污栅锈蚀
　　在实际应用中发现，对拦污栅锈蚀进行防护时，采用喷锌或涂铝粉氯化橡胶油漆防腐的效果不理想相比较而言，涂料防腐是常用的防护手段但目前国际国内的防腐涂料品种很多，涂料的选择对拦污栅的防腐是重要的拦污栅处于水流和泥沙的冲刷下，要求涂料具有一定的耐磨特性特别是栅条表面的防腐，其涂料的硬度应能满足抗冲刷、抗磨损的要求国内不少涂料的漆膜都能满足这些要求，但大多数涂料要求金属表面达到GB8923—88Sa2，5级非常彻底的喷砂除锈标准达到这样的标准需耗费大量工时，特别是在施工现场，要对锈蚀严重的大面积的金属表面除锈达到GB8923—88Sa2，5级的标准很困难但如果锈蚀表面处理不好，涂料附着不牢，密封不严实，会降低涂料的防腐效果所以，选用涂料时要考虑其喷涂技术要求。
　　在金属表面涂覆环氧树脂涂层防止锈蚀，是从国外发展起来的一项防护技术，通过应用其防腐效果不错。特别是液态环氧树脂涂覆拦污栅，既可用于新建拦污栅的防腐，也可用于对老化结构锈蚀拦污栅的处理，工艺简单，可在现场操作，能有效延长拦污栅的使用寿命，提高其安全性。
　　2.4 有效清污
　　及时清除拦污栅前的污物是防止拦污栅阻塞，减少栅前水头损失，保证拦污栅有效发挥对水泵机组保护作用的基本措施泵站清污分为人工清污和机械清污。我国一般采用人工清污，这种方式需要在一定水流速度的情况下进行，而且只能打捞表面污物，工作效率低。对于栅面较大、污物较多的泵站，应配以机械清污。有废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
　　近几年我国清污技术发展很快，各类清污机层出不穷，即使同一类型的清污机，工作原理相同，但结构设计上也略有差别选用清污机时，要根据泵站工程的特点、污物数量和种类等因素来综合考虑。例如：对于孔口宽深的不适合选用回转式清污机，这种情况下，如果污物量不大，可以采用抓斗移动式格栅清污机：如果污物量较大，可采用钢丝绳牵引式固定格栅清污机进行清污对于生活垃圾、白色污染物、树干、动物尸体、塑料桶等污染物，回转式清污机不能有效清除，因为生活垃圾中的一些缠绕物会缠绕在回转靶齿上，难以清理：可以选用钢丝绳牵引式固定格栅清污机或抓斗移动式格栅清污机，但抓斗移动式格栅清污机要一层一层清理，效率低：钢丝绳牵引式固定格栅清污机清污量大，速度快，但污物太多时需要靠向下牵引力牵引才能落耙总之，各种清污机各具特点，各有其适宜的工作状况，选用时要综合考虑各种因素。
　　此外，要优化清污模式清污模式可分为安全清污、连续清污和经济清污3种。要根据泵站污物来量、拦污栅前后水位差、清污机清污速度等因素来确定清污周期，以保证泵站的运行效率。
　　3、结语
　　拦污栅虽然是泵站的辅助设施，但对保证泵站安全、经济和有效运行发挥着重要作用针对拦污栅在使用中出现的阻塞、振动和锈蚀问题，可以从优化拦污栅的结构设计、改进其安装形势、采用新材料新技术防锈等，提高拦污栅的拦污和清污性能要加强拦污栅应用技术的研究，在充分考虑泵站自身的运行和管理特点前提下，合理采取措施，确保泵站运行安全、经济。