李倩 汪洹湛

摘要：河道清污對水利樞紐工程運行十分重要。以常熟水利樞紐污物處理系統(tǒng)為例，對該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能進行了介紹。該系統(tǒng)主要由移動刮板輸送機、可調(diào)節(jié)皮帶輸送機、污物集中處理裝置組成，可將河道里的污物經(jīng)清污機打撈出水面，由移動刮板輸送機進行收集，再由可移動皮帶輸送機轉(zhuǎn)移輸送至污物集中處理裝置并進行污物的粉碎、脫水、干燥、打包。相比傳統(tǒng)的污物處理方式，常熟水利樞紐污物處理系統(tǒng)使河道的垃圾更容易收集、堆放、運輸及后續(xù)處理，可提高污物處理的工作效率，有利于環(huán)保。

關(guān)鍵詞：污物處理系統(tǒng)； 河道清污； 常熟水利樞紐； 望虞河

中圖法分類號：TV61

文獻標志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.S2.004

文章編號：1006-0081（2023）S2-0015-03

0 引 言

水利樞紐工程在運行使用期間，常面臨河道存在大量漂浮物、污染物的情況，包括天然的水生植物和人為產(chǎn)生的生活垃圾等。這些河道污物在樞紐工程前大量堆積，若不進行及時、有效的打撈清理，會對樞紐工程的運行造成較大的影響。以泵站為例，大量的河道污物隨水流進入水泵，對管道、泵機形成堵塞及纏繞，造成流量減小、效率降低、電機過載等現(xiàn)象，從而影響泵站的正常使用，甚至造成事故。

目前，國內(nèi)外水利樞紐的污物處理方式主要包括傳統(tǒng)的攔污設(shè)施清污以及人工清污與機械清污相結(jié)合的方式清污。攔污設(shè)施包括攔污浮排、攔污柵；清污設(shè)備包括清污船、抓斗式清污機、回轉(zhuǎn)式清污機。傳統(tǒng)的河道污物處理方式存在效率低、能耗大以及“配合難”等問題。因此，河道污物處理系統(tǒng)應(yīng)運而生，并逐步投入到實際使用中［1-4］。本文以常熟水利樞紐污物處理系統(tǒng)為例，對系統(tǒng)功能及應(yīng)用進行了分析介紹。

1 工程概況

常熟水利樞紐工程是望虞河連接長江的控制性水工建筑物，位于常熟市海虞鎮(zhèn)，距望虞河入江口約1.6 km，距太湖約60.3 km。工程由泵站、節(jié)制閘、110 kV專用變電所組成，具有灌溉、排澇、擋潮、通航及改善水環(huán)境等綜合功能。樞紐閘站采用泵站居中、節(jié)制閘分布兩側(cè)的布局。樞紐裝有2500ZLBK20-1.75型2.5 m開敞式軸流泵，配9臺套TL1000-40型1 000 kW同步電動機。泵站設(shè)計為雙層雙向流道，通過上下游雙層共4扇快速閘門的搭配使用實現(xiàn)灌溉、排澇或自流運行。

2002年正式啟動“引江濟太”調(diào)水工程以來，增加了常熟水利樞紐工程的引水運行時間，原來長江側(cè)未設(shè)置清污設(shè)施，導(dǎo)致長江側(cè)的污物堵塞進水攔污柵，對機組運行造成不利影響。為了減少長江側(cè)水草、垃圾等污物對機組運行的影響，提高機組的運行效率，于2014年在長江側(cè)增設(shè)9臺套雙機并聯(lián)回轉(zhuǎn)式清污機，解決了清污問題。由于長江側(cè)污物類型較多，若不能及時有效處理打撈后的污物，可能會對清污工作區(qū)域造成二次污染。

2 污物處理系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)概況

常熟水利樞紐污物處理系統(tǒng)的污物處理流程（圖1）為：將河道里的污物經(jīng)清污機打撈出水面，由移動刮板輸送機進行收集，再由可移動皮帶輸送機轉(zhuǎn)移輸送至污物集中處理裝置進行粉碎、脫水、干燥、打包。

移動刮板輸送機可以沿工作橋面左右行駛，行駛中每兩臺清污機接污一次，移動刮板輸送機可與可調(diào)節(jié)皮帶輸送機連接從而共同動作，完成污物的轉(zhuǎn)移和提升工作，將污物投入污物集中處理裝置后粉碎、脫水、干燥、打包。最終處理后的污物經(jīng)打包后，易于堆放、運輸、轉(zhuǎn)移及后續(xù)處理，而且更環(huán)保。圖2為常熟水利樞紐污物處理系統(tǒng)示意圖。

2.2 主要設(shè)備及其功能

2.2.1 移動刮板輸送機

在常熟水利樞紐工程運行中，需要定期清理水質(zhì)中大量的懸浮物和沉淀物。水中漂浮物或沉淀物經(jīng)過清污機收集后轉(zhuǎn)入其他工序，完成清理過程。在水利工程中，由于環(huán)境潮濕，傳統(tǒng)的皮帶式輸送機輸送帶使用壽命短，且輸送的物料不均勻，輸送過程平穩(wěn)性差。此外，經(jīng)清污機排污口垂直落下的污物，對輸送帶的沖擊損傷比較大。一般的皮帶式輸送機輸送長度有限，對橋面或其他工作面的占用空間較大，工程造價高。

常熟水利樞紐污物處理系統(tǒng)設(shè)置了移動刮板輸送機，包括支架、行走裝置、推送裝置和托污板。其中，推送裝置及托污板設(shè)置在支架上，機架的兩側(cè)焊接有側(cè)擋板，行走裝置設(shè)置在支架的下方。推送裝置包括轉(zhuǎn)動設(shè)置在機架兩端的鏈輪，以及繞置于鏈輪上的回轉(zhuǎn)鏈條，在回轉(zhuǎn)鏈條上等間距連接若干推污板，推污板可以沿托污板的上表面回轉(zhuǎn)移動。行走裝置包括設(shè)置在支架下端的滑軌，滑軌與設(shè)置在工作臺上的固定滑道相配合。

移動刮板輸送機為集接污、集污、輸污為一體的污物輸送設(shè)備，使用壽命長、工程造價低。托污板采用不銹鋼材質(zhì)，抗重擊，承重能力高，對環(huán)境的適應(yīng)能力強；在托污板的兩側(cè)設(shè)有1 m多高的側(cè)擋板，側(cè)擋板與托污板整體形成集污容器，集污容量大；支架的下端設(shè)置行走機構(gòu)，可以根據(jù)需要隨時移動到工作地點，空間占比少；推力集污機采用可移動式推污板完成污物的輸送過程，輸送能力強。

2.2.2 可調(diào)節(jié)皮帶輸送機

目前，水利工程中皮帶輸送機被廣泛用于集中物料的傳送。常熟水利樞紐污物處理系統(tǒng)中清污系統(tǒng)主要在太湖水位較低的冬季使用，有較長的使用空白期，所以設(shè)計了一種既可調(diào)節(jié)輸送高度方向，又可以隨移動刮板輸送機一起行走的設(shè)備。該設(shè)備可對皮帶輸送機與移動刮板輸送機的連接進行調(diào)節(jié)，由移動刮板輸送機行走裝置驅(qū)動，可沿橋面鋪設(shè)的軌道一起行走。在可調(diào)節(jié)皮帶輸送機行駛至運行位置時，連接可調(diào)節(jié)皮帶輸送機電源，輸送及液壓系統(tǒng)帶電，該設(shè)備可進行輸送高度調(diào)節(jié)及物料的輸送?？烧{(diào)節(jié)皮帶輸送機能夠通過皮帶機上的液壓支撐系統(tǒng)，在起落鉸座的固定約束下，繞鉸座起落旋轉(zhuǎn)，從而達到輸送物料高度的調(diào)節(jié)。在設(shè)備輸送高度調(diào)節(jié)降到最低點時，設(shè)備最高位置控制在1.3 m以下，低于回轉(zhuǎn)式清污機運行中的最低點高度。在設(shè)備停役期內(nèi)將皮帶輸送機降低高度，隨移動刮板輸送機一起行走至回轉(zhuǎn)式清污機最邊側(cè)，從而節(jié)約整個橋面的布置空間。

2.2.3 污物集中處理裝置

河道污物通過清污裝置打撈上岸后，水草及生活垃圾被清理至工作橋面的堆積地點。由于水草及生活垃圾中存在大量的水，在經(jīng)過長時間水泡和空氣中暴曬，會產(chǎn)生腐爛、異味等。目前解決方式多為曬干后集中運輸焚燒，在曬干的過程中，水草及生活垃圾發(fā)酵會散發(fā)出異味，致使工作環(huán)境惡化。另外，水草及生活垃圾等污物比較蓬松，在運輸過程中，使運輸車輛空間使用率低，且運輸中易灑漏，不利回收。為解決上述問題，在常熟水利樞紐污物處理系統(tǒng)中，研發(fā)了一種快速將水草、生活垃圾等污物粉碎、脫水、打包的處理裝置。該裝置包括兩臺設(shè)備：污物粉碎擠壓處理裝置和污物打包裝置。污物粉碎處理裝置由送料輥筒、卡爪、脫水裝置、箱體、垃圾進口、粉碎裝置、齒輥、烘干裝置、熱風(fēng)箱、干燥空間、水流收集孔、雙螺旋擠料裝置、螺旋桿、出料模頭、動力機構(gòu)組成。該裝置箱體上設(shè)置有垃圾進口，垃圾進口的內(nèi)側(cè)設(shè)置有送料輥筒，送料輥筒內(nèi)側(cè)設(shè)有脫水裝置，脫水裝置的下方設(shè)置有水流收集孔。脫水后的水草及生活垃圾進入設(shè)置在箱體內(nèi)部的粉碎裝置，粉碎裝置的下方設(shè)置烘干裝置，烘干裝置的下方設(shè)置雙螺旋擠料裝置，箱體的外側(cè)設(shè)置有為各裝置提供動力的動力機構(gòu)。水草及生活垃圾從垃圾進口經(jīng)過送料輥筒進入脫水裝置，進行初步脫水，水通過設(shè)置在下方的水流收集孔流出，初步脫水后的水草及生活垃圾進入粉碎裝置進行粉碎，粉碎后的水草及生活垃圾進入烘干裝置的干燥空間，進一步脫水，粉碎后的水草及生活垃圾最后進入雙螺旋擠料裝置，對水草及生活垃圾進行最后的干燥，污物易于打包成形。經(jīng)污物粉碎處理裝置粉碎、脫水、干燥后處理后的污物，水含量低，物料呈顆粒狀，便于運輸，可用于火力發(fā)電廠的焚燒發(fā)電等。

3 結(jié) 語

望虞河常熟水利樞紐污物處理系統(tǒng)不同于過去傳統(tǒng)的污物處理方式，它使河道的垃圾更容易收集、堆放、運輸及后續(xù)處理，從而更利于環(huán)保。

參考文獻：

［1］ 王斐，黃海田.大型泵站清污設(shè)備的應(yīng)用狀況及其改進［J］.水利電力機械，2007，29（12）：130-136.

［2］ 文勇波.葛洲壩水電站清污設(shè)備及功能分析［J］.水電與新能源，2016（3）：52-53.

［3］ 劉新泉，劉雪芹.合適的清污設(shè)備控制方式分析［J］.江蘇水利，2015（12）：20-22.

［4］ 仇寶云，劉地，袁連沖，等.泵站漂浮物攔污柵攔截與過柵試驗研究［J］.排灌機械工程學(xué)報，2022，40（6）：582-587.