污水处理预处理系统 · 格栅全技术选型与截留效能研究

污水处理预处理系统 · 格栅技术全览 | 膜格栅截留与资源化

1 预处理核心：格栅的战略地位

      污水进入生化系统前，格栅作为物理拦截第一关，去除大尺寸漂浮物、毛发、纤维及颗粒杂质。常规工艺（AAO、氧化沟、SBR）以粗、细格栅为主；而MBR膜工艺对精细拦截要求极高，必须采用精细膜格栅（0.5～1.0mm）去除细小纤维，避免膜丝缠绕、板结失效。此外，预处理栅渣与沉砂池砂砾宜集中设置渣斗统一外运，有效改善厂区卫生条件及运行效率。

技术趋势：膜格栅拦截的栅渣富含颗粒态有机物，通过厌氧发酵产酸可生产挥发性脂肪酸(VFAs)，替代外购碳源，实现能源回收与低碳运行。

2 按过滤精度分类

粗格栅（常用回转式/抓斗式）：机械清渣精度16～25mm，人工清渣25～40mm。设置于进水泵房前，保护水泵叶轮，去除大尺寸漂浮物，降低后续负荷。

细格栅（转鼓/旋转网板阶梯式）：精度2～15mm，机械清渣。拦截粗格栅“漏网”的小颗粒悬浮物，保障生化池稳定运行。

精细格栅（膜格栅）：精度0.5mm、0.75mm、1.0mm，主要配套MBR膜工艺，去除毛发等细小纤维，防止膜组件板结。

3 常用格栅设备特点及技术要点

3.1 粗格栅主要类型

回转式格栅：尼龙耙齿易变形，间隙不均漏渣率高；下端安全区无法过滤，维修工作量大。

链式格栅（前/背耙/高链式）：水下传动部件易缠绕，链条易伸长；高链式受液位波动影响大，耙臂刚性不足。

抓斗式格栅：一机多格栅节省输送机，但钢丝绳易乱扣，暴雨时清污不及时，易卡耙堵塞。

阶梯式格栅：动静栅条呈阶梯状，逐阶上推污物，但不适合深水渠道，易卡阻变形。

3.2 细格栅与精细膜格栅关键特征

旋转网板阶梯式细格栅：倾斜框架+阶梯形回转体系，配合转刷及冲洗，拦截效率较高。

转鼓式细格栅：圆柱结构，内置螺旋压榨，栅渣固含率可达35%~40%，但过流能力受鼓径限制，栅渣积累时高压冲洗效果下降。

精细膜格栅（MBR专用）：包含转鼓膜格栅、内进流式格栅、网板式膜格栅，滤材为不锈钢丝网，精度≤1mm，必须配备中压+高压联合冲洗（高压冲洗压力120~150bar）。内进流式格栅孔板易产生纤维回穿搭桥，需加强维护；网板式占地面积较小，但高压水雾化可能影响车间环境。

选型提示：MBR工艺应优先选用0.5～0.75mm膜格栅，并保证前端细格栅去除效率，以控制膜格栅进水SS负荷。

4 科研聚焦 · 不同孔径膜格栅截留效能分析

根据赖国旺等（《净水技术》2023）研究，采用0.5mm、0.7mm、1.0mm标准筛模拟膜格栅过滤城市污水，关键截留数据如下：

不同孔径对SS、COD及氮磷截留率对比

三种孔径对溶解性COD截留效果不明显，但对颗粒态COD、SS、TP（颗粒态磷）拦截优异，0.5mm膜格栅综合性能最优。同时对总氮的去除优于氨氮，表明拦截的主要为颗粒态有机氮。

     栅渣厌氧发酵产酸性能（中温35℃、pH=10） 试验表明：截留物发酵过程中SCOD_Cr浓度持续上升，第10d达3569.74 mg/L；总挥发性脂肪酸（TVFA）含量先升后降，发酵第8d达到峰值1342.37 mg/L，随后因产甲烷消耗而降低。因此，膜格栅栅渣是优质碳源，最佳发酵周期为8d，可替代外部碳源用于生物脱氮，经济与环境效益显著。

5 精细格栅选型关键参数

冲洗系统：中压冲洗（日常）+高压冲洗（剥离纤维，120~150bar），高压易雾化需优化排水通风。

过滤精度：MBR工艺建议0.5~0.75mm，兼顾通量与膜安全，进水SS高时强化前端细格栅。

过流能力：转鼓膜格栅单台处理能力有限，大型厂需多台；网板式膜格栅渠道深，占地较小。

栅渣脱水：精细格栅栅渣含水率约90%，必须配置压榨机预脱水后再进入渣斗。

6 栅渣集中处理及渣斗设计要点

预处理系统粗格栅、细格栅、精细膜格栅及沉砂池砂砾推荐统一汇集至渣斗集中外运。精细化设计原则：

平面布置：渣斗临近预处理系统，便于池顶巡视检修，缩短输送机长度。

高度控制：渣斗顶标高与池顶基本一致，通过水平+倾斜输送机送入；底部落渣口需满足运输车接料高度（建议≥2.2m）。

防倒灌措施：若需局部下挖地面，深度≤0.5m，并设置污水篦子及集水井。

压榨脱水联动：精细格栅栅渣先经压榨机含水率降至60~70%再进入渣斗；砂粒可直接落入渣斗。

工程实践：多台格栅共用输送机，沉砂池砂粒集中汇集，实现栅渣、砂砾统一处理，提升厂区环境与运输效率。

7 格栅选型决策矩阵（工艺适配）

8 截留物资源化：栅渣发酵产酸技术前景

     膜格栅截留物富含纤维素与颗粒态COD，相比初沉污泥具有更高的产酸潜能。在中温(35℃)碱性(pH=10)条件下发酵8天，VFAs产量可达1342 mg/L，可作为污水厂生物脱氮的优质内碳源，减少外购碳源成本20%~40%，同时降低剩余污泥产量。建议新建或提标项目预留栅渣发酵单元，耦合“精细拦截+厌氧产酸”工艺，助力低碳运行。

碳源替代价值：利用栅渣发酵液替代醋酸钠或葡萄糖，不仅经济环保，而且可缓解纤维素在生化系统的惰性积累问题。

9 总结与运维建议

     格栅系统已发展成为集固液分离、膜保护、碳源回收于一体的核心预处理技术。对于MBR工艺，必须选择0.5~1.0mm精细膜格栅并配备可靠的高压冲洗系统；传统工艺则需确保粗、细格栅合理搭配以降低生化池惰性固体积累。渣斗集中设计、栅渣压榨脱水及截留物发酵资源化是未来污水厂提质增效的重要方向。运行中应定期检查格栅间隙、高压喷嘴状态及输送链条张力，保障预处理系统长效稳定。