发布日期：2024-10-29 
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1. 设计流量
格栅的设计应采用最大流量。根据《室外排水设计标准》（GB50014-2021），处理构筑物的个（格）数不少于2个（格），便于检修维护；同时按并联设计，可使污水的运行更为可靠、灵活和合理。如果设计两个格栅并联，每个格栅应按照1/2*Qmax设计。（Qmax指污水处理厂的最大流量，下同。）
顺便提一下粗格栅后提升泵站水泵的选型。提升泵站的水泵也是按照最大流量进行选型，一般选择潜污泵，水泵台数不应小于2台，且应设备用泵。台数小于等于四台时，设一台备用泵：也就是两用一备、三用一备、四用一备（中型污水处理厂一般就是3-5台）。台数大于等于五台时，应设2台备用泵，就是五用两备（潜水泵可现场备用1台，库存备用1台）。最多不宜大于8台（大型污水处理厂才可能用到这么多台）。
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2. 格栅栅条间隙宽度
根据《设计标准》，粗格栅栅条间隙宽度：机械清除时宜为16mm~25mm，人工清除时宜为25mm~40mm，特殊情况最大栅条间隙可采用100mm；细格栅栅条间隙宽度宜为1.5mm~10mm。
水泵前，格栅除污机栅条间隙宽度应根据水泵进口口径按下表选用。对于阶梯式格栅除污机、回转式固液分离机和转鼓式格栅除污机的栅条间隙或栅孔可按需要确定。
如泵站较深，泵前格栅机械清除或人工清除比较复杂，可在泵前设置仅为保护水泵正常运转的、空隙宽度较大的粗格栅（宽度根据水泵要求，国外资料认为可大到100mm）以减少栅渣量，并在处理构筑物前设置间隙宽度较小的细格栅，保证后续工序的顺利进行。这样既便于维修养护，也不会增加投资。
膜处理工艺和曝气生物滤池工艺需要将细小物质安全可靠地分离出去，例如头发和细小纤维物质等，避免引起膜组件或滤池填料堵塞而无法正常工作，因此膜处理工艺和曝气生物滤池工艺前一般需要设置超细格栅作为预处理工艺。根据国内外工程实际应用情况，超细格栅栅条间隙宜小于或等于1mm。
3. 进水渠宽度B1
进水渠宽度B1不是随意取值的。格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4m/s~0.9m/s，参见崔玉川设计书P24设计参数第7条。可以先预设一个进水渠宽度B1，然后计算进水渠道内的流速，在0.4m/s~0.9m/s范围内就可以。注意栅前进水渠道流速按照明渠计算（v=Q/B1/h），和过栅流速（通过格栅的流速）不是一回事（见下图）。
4. 格栅安装角度
根据《设计标准》，除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60°~90°。人工清除格栅的安装角度宜为30°~60°（现在城市污水处理厂一般都采用机械清除格栅）。下表展示了国内外采用的格栅倾角数据。
5. 栅条宽度
如果发现设计的格栅水头损失很大，大概率是设计的栅条宽度取得太宽了。栅条宽度太宽，栅条的阻力很大，会造成很大的水头损失，还会浪费钢材，降低过水流量。可以查找一些格栅的图片或者技术参数，发现不论是粗格栅还是细格栅，栅条宽度一般都是0.01m，也就是1cm。
*要注意有的参数是可以在合理范围内自行调整的，有的参数是不宜变动的。怎样知道哪些参数能变动，哪些不能变动呢——认真的思考+经验的积累。
6. 格栅宽度与栅前水深
按照经验，中型污水处理厂粗格栅宽度大概一米左右，细格栅两米左右。如果按照例题算出来的格栅很宽，大概率是栅前水深取值取小了。
格栅槽断面尽量采用矩形的水力最优断面，即矩形断面的底宽为水深的两倍。假如格栅槽的净宽是1m，那么水深在0.5m左右比较好。这样设计的好处是：在过水断面面积、水力坡降和渠道粗糙系数一定的条件下，可通过最大的流量。
7. 格栅设备选型
格栅设备选型可以从《给水排水设计手册》第11册常用设备中选，但是这个设计手册有点老旧了。还可以在网上搜索，查找生产格栅设备的厂家。通常厂家都会在网站上公开产品信息。按照例题根据设计计算结果（可以根据设计流量，或者根据计算的栅条间隙和格栅宽度），选择一个合适的格栅型号。当然现在有很多厂家也可以根据客户需求进行“个性化定制”。
需要注意参考的设计公式可能有不同。有的公式计算的宽度是“栅槽宽度”，例如算出来是1.1m宽的栅槽，设计的栅槽一般比格栅机的宽度多0.2m（这0.2m的缝隙由格栅机两边的橡胶皮阻挡，如下图所示），那么就应该选一个0.9m宽的格栅机。有的公式计算的是格栅机的“设备宽度”，例如算出来是1.1m的格栅机宽度，就应选一个1.1m宽的格栅机。如果格栅机选大了，安装不进去；如果选小了，格栅侧边有空隙就会跑水。
再例如设计两组格栅，对于城市污水处理厂选2个格栅机就足够了（即一个栅槽安装一台），没必要在每个槽里面安装多台。
8. 流量校核和过栅流速校核
格栅设备选型后，需要进行流量校核和过栅流速校核。流量校核就是校核仅有一台格栅运行时是不是能通过0.75*Qmax，且此时过栅流速符合标准要求（0.6m/s~1m/s），以满足设备检修等特殊情况的要求。此外，还需要校核每台格栅1/2*Qmax时的过栅流速是否符合标准要求（0.6m/s~1m/s）（按照设计计算结果选型通常是会符合的）。
过栅流速是经过栅条间隙的流速。校核过栅流速时需要注意采用的公式是包括栅条间隙的公式（如下）。
校核时，栅条间隙数量n等参数应根据选型的设备来校核，例如设计计算的粗格栅设备1100宽，但设备选型选了1200，那么应该校核的是选的这个1200宽的粗格栅是否满足要求。
还需要注意的是，采用0.75*Qmax校核过栅流速时，如果还用之前设定的水深来代入计算，过栅流速肯定是会变大的。可以想象当流量增加时，如果要维持一定的流速范围，水深也是要随之增加的。所以此时可采用更深的水深来计算过栅流速，但需要注意超高是否能满足要求（从高程布置来看，对粗格栅来说，要保证污水不会回灌到入场污水干管中；对细格栅来说，超高要保证污水不会外溢）。
*欧盟标准BS EN 12255-3:2000《污水处理厂第3部分：预处理》规定过栅流速在最大流量下不超过1.2m/s；《日本指南》为0.45m/s；美国《污水处理厂设计手册》（1998年）为0.6m/s~1.2m/s；法国《水处理手册》（1978年）为0.6m/s~1.0m/s。
9. 超高
格栅计算的例题中，格栅进水槽的超高取值为0.3m。细格栅在提升泵站后，通常设置在地面以上，超高0.3m一般不会有问题。粗格栅超高0.3m有没有问题呢，大概率有很大的问题。
由于粗格栅的格栅井前连接入场污水干管，那就要考虑入场污水干管的实际埋深。回忆一下排水管网的设计，最后进污水处理厂的污水干管是不是都深埋在地下？因此，城市污水处理厂第一道格栅的进水槽超高肯定不止0.3m，粗格栅栅槽的总高度通常也是很高的（此时设备大多需要定制）。
所以，需要首先根据入场污水干管管径、管内底标高（任务书告诉了）以及设计标准中关于排水管渠设计流速和设计充满度的要求，计算污水干管管内水面标高，从而估算栅前水面标高（重力流允许进水井水面和格栅水面之间小有落差），然后再高出地坪标高0.2~0.3m定出格栅槽的顶标高（如果没有高出地面，在暴雨季节，大量的雨水夹带着泥沙等进入处理系统，除了给后续处理增加负担外，沙粒的增加会导致污水提升泵磨损加重）。所以，粗格栅槽的顶至栅前水面的距离才是格栅槽的实际超高，如下图所示。后期在画高程布置图时，也要注意这一点（粗格栅的栅槽是通到地面的，而不是埋了厚厚的土）。
10. 栅渣量
被格栅截留的物质叫做栅渣（不是冰糖葫芦那个山楂）。每日栅渣量是计算单个格栅每天产生的栅渣量，用来确定单个格栅采用怎样的清渣方式。所以如果是两组格栅，那么计算单个格栅每日栅渣量时应采用1/2*Qmax。而为了改善劳动和卫生条件，现在的城市污水处理厂基本都是要采用机械清渣方式的。
粗格栅和细格栅的栅条间隙不同，W1（每1000m3污水产生0.1m3~0.01m3的栅渣量）取值不同。细格栅的栅条间隙小，相对粗格栅来说应取更高的值，表示能够截留更多的栅渣。因此对于相同的进水水质来说，细格栅的每日栅渣量应该比粗格栅更高。但城市污水处理厂实际运行可能未必是这么回事，因为细格栅通常设置在粗格栅之后，污水到细格栅时已经被去除了一部分较大的漂浮物和悬浮物了。
另外，计算栅渣量时所采用的污水流量变化系数K，应按照《设计标准》（GB50014-2021）来取值。教材中的变化系数已是老黄历了。
*现有的教材或者设计书中有的参数或设计理念还未根据新版《设计标准》更新。当教材或设计书与《设计标准》不一致时，以《设计标准》为准。
11. 计算草图
单体构筑物的计算草图是得分点。不画就成为了扣分点。
参考文献：
[1]《室外排水设计标准》（GB50014-2021）
[2]《城市污水厂处理设施设计计算》，崔玉川，化学工业出版社
[3]《给排水设计手册》（第五册、第十一册），中国建筑工业出版社
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