CN111115807A - 一种厌氧反应器的非对称结构三相分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水处理领域，具体涉及一种厌氧反应器的非对称结构三相分离器。本发明提出的三相分离器，设计了非对称的导流板系统，即在厌氧反应器的上部，安装多层L形非对称导流板，所述L形非对称导流板长边与短边长度比例为2:1，顶端构成气体收集区域，所述L形非对称导流板的相邻层导流板头尾交错布置。因此，混合液中的固液相会在L形非对称导流板处，形成由长边向短边旋向的环流，从而在离心力的作用下达到固液分离的效果，在高上升流速下依然具有良好的三相分离效果，且可有效降低分离区高度。

Description

一种厌氧反应器的非对称结构三相分离器
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种厌氧反应器的非对称结构三相分离器。
背景技术
在污水处理工艺中，厌氧反应器由于不需要鼓风曝气、而且可以回收甲烷，所以以UASB(升流式厌氧污泥反应器)、IC(内循环厌氧反应器)和EGSB(膨胀颗粒污泥床)为代表的厌氧反应器在水处理行业的应用越来越广。但是针对厌氧反应器的设计方法，不但远远不如好氧工艺，而且能应用于大型工程上的厌氧反应器的关键结构绝大部分掌握在国外公司手中，如三相分离器，一种装设在厌氧反应器内反应区域顶端，对处理过后的污水混合物中的气、液、固三相进行分离的完全不同于石油行业的三相分离器，受专利保护，这给我们国家大力发展环保产业带来了一定限制作用。
目前国内厌氧反应器中所使用到的三相分离器，一些大型工程是从国外公司采购，但大部分是一些凭借经验制备的挡板式结构，而且这些结构绝大部分是基于欧洲专利制备的对称挡板结构，在UASB反应器的上升流速在1m/h左右时，可以较好地进行三相分离，但当上升流速提升10倍以上时，如EGSB反应器，液固两相的分离主要是靠混合液在挡板间折流旋转所产生的离心作用，而不是挡板对上升固相的阻挡作用；这时，若采用对称挡板，固液两相的分离效果将急剧下降，这是第一个缺点，虽然可以通过增加上下挡板重叠率来减轻这种影响，但这将会大幅度增加挡板材料用量，同时增加分离区域的高度，而分离区域的高度偏大(达900mm左右)是这类三相分离器的第二个缺点。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术问题的不足，提出了一种厌氧反应器的非对称结构三相分离器。本发明提出的三相分离器，设计了非对称的导流板系统，可以对高上升流速的污水起到较好的三相分离效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提出的一种厌氧反应器的非对称结构三相分离器，设于厌氧反应器的上部，包含多层L形非对称导流板，所述L形非对称导流板顶角构成气体收集区域；所述L形非对称导流板的相邻层导流板头尾交错布置；最上层L形非对称导流板顶部相连的空间构成出水堰。
优选的，所述L形非对称导流板的规格相同。
优选的，所述L形非对称导流板长边与短边的长度比例为2:1。
优选的，所述L形非对称导流板顶角为100度。
优选的，所述多层L形非对称导流板的多层为至少一层，优选为两层，包括下层L形非对称导流板和上层L形非对称导流板。
优选的，所述多层L形非对称导流板头尾相平行交错设置。
优选的，所述L形非对称导流板的长边与水平方向成一夹角。
优选的，所述L形非对称导流板为塑料材质，包括聚丙烯塑料。
本发明的有益效果是：污水混合液中的固液气三相混合物在进入分离器后，气体直接汇集在L形非对称导流板顶端的气体收集区域并从分离器管道引出，混合液中剩余的固液相会在L形非对称导流板处，形成由长边向短边旋向的环流，从而在离心力的作用下达到固液分离的效果，在高上升流速下依然具有良好的三相分离效果，且在相同单位反应器材料用量的前提下，分离区高度可降低15％。
附图说明
图1是非对称三相分离器结构示意图；
图2是三相分离器L形非对称导流板之间的相对位置示意图；
图3是气液固三相在分离器内部的流动示意图。
图中：1、厌氧反应器，2、下层L形非对称导流板，3、上层L形非对称导流板，4、出水堰，5、气体收集区域，6、分离器设备顶部，7、分离器设备左右边界。
具体实施方式
下面结合附图，并通过实施例对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
本发明厌氧反应器的非对称结构三相分离器如图1所示，是在厌氧反应器1的上部，安装下层L形非对称导流板2和上层L形非对称导流板3，L形非对称导流板的顶端为气体收集区域5，下层L形非对称导流板2和上层L形非对称导流板3头尾交错布置，上层L形非对称导流板3顶部相连的空间构成出水堰4，出水堰4的上方为分离器设备顶部6，左右两边为左右边界7，该边界可根据实际情况，沿左右两边按上下层L形非对称导流板相同的排列方式平行复制拓展成一定尺寸的模组布满反应器顶部，而前后方向则直接延长到一定的尺寸。
如图2所示，所述的导流板为规格相同的L形非对称导流板，制作材料为聚丙烯塑料，所述L形非对称导流板的长边与短边的长度比例为2:1，长边为500个单位长度，短边为250个单位长度，L形非对称导流板的顶角为100度；每层L形非对称导流板的一个导流板短边和相邻的导流板长边相距95个单位长度，导流板长边与水平方向的夹角为40度；下层L形非对称导流板2的短边与上层L形非对称导流板3的长边相平行，且相距85个单位长度；出水堰4的长与宽分别为135个单位长度，出水堰4与分离器设备顶部6相距约90个单位长度，实际安装时出水堰4顶部与设计水位平齐。
反应器运行时，整个反应器的混合液从下向上流动，如图3所示，混合液中气相最轻，上升速度最快且路径最短，直接汇集在上下层L形非对称导流板顶端的气体收集区域5后从分离器的前后端用管道引出利用，混合液中的固液相一开始在下层L形非对称导流板2的引导下，形成由长边向短边旋向的环流，大的固相(污泥)颗粒由于离心力的作用向下返回反应器，其余通过相邻导流板之间的缝隙向上折流，再次在上层L形非对称导流板下部形成由长边向短边方向的旋流，但此时由于流到变窄，流速增加，离心力相应增大，中小尺寸的固相(污泥)颗粒便在离心力的作用下从混合液中分离出来，向下通过导流板之间的缝隙返回反应器。经过两级分离气相的收集率达93％，固相的分离率达87％，剩余的液相便通过出水堰4流出系统。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (6)

1.一种厌氧反应器的非对称结构三相分离器，设于厌氧反应器的上部，其特征在于，包含多层L形非对称导流板，所述L形非对称导流板顶角构成气体收集区域；所述L形非对称导流板的相邻层导流板头尾交错布置；最上层L形非对称导流板顶部相连的空间构成出水堰。
2.根据权利要求1所述一种厌氧反应器的非对称结构三相分离器，其特征在于，所述L形非对称导流板的规格相同。
3.根据权利要求1或2所述一种厌氧反应器的非对称结构三相分离器，其特征在于，所述L形非对称导流板长边与短边的长度比例为2:1。
4.根据权利要求3所述一种厌氧反应器的非对称结构三相分离器，其特征在于，所述L形非对称导流板顶角为100度。
5.根据权利要求1所述一种厌氧反应器的非对称结构三相分离器，其特征在于，所述多层L形非对称导流板头尾相平行交错设置。
6.根据权利要求1所述一种厌氧反应器的非对称结构三相分离器，其特征在于，所述L形非对称导流板为塑料材质，包括聚丙烯塑料。
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