CN206467032U - 三相分离装置 - Google Patents

Abstract

一种三相分离装置，四块反射收集板均位于UASB池内，并使各反射收集板与UASB池内壁表面有夹角α。浮渣分离器安装在组合后的四块反射收集板的顶端。在各反射收集板的下表面分别安装有三个异型分离器。本实用新型延长了上浮污泥的撞板路径，使得污泥裹挟的气体能够有效的释放，提高气体释放效率。通过异形分离器实现了水流通过时裹挟的气体和污泥有效分离，提高了污泥回流率；通过浮渣分离器实现了浮渣的分离和气体的收集。本实用新型解决了一般分离器分离效率低下、导气管易堵塞，以及浮渣分离难的问题，并具有结构简单、易于加工制造，以及工程化难度低的特点。

Description

三相分离装置

技术领域

本发明属于工业废水处理领域，具体涉及一种用于升流式厌氧反应器的三相分离装置。

背景技术

三相分离器是工业废水处理中较常用的动态分离设备，自从1970年荷兰Lettinga发明这个工艺以来，已经经过了40多年的历史。传统的分离器需要安装在升流式厌氧反应器(简称UASB)的上部位置，实现水、气、固体(活性污泥和固体浮渣)的分离。但现有技术中用于UASB的倒“V”型三相分离器存在工程安装时需用大量支架耗材较多，且支架长期使用腐蚀后三相分离器易坍塌，导致气体与污泥的外泄，而因其设计上的固有缺陷造成的不能分离固体浮渣致使导气管容易堵塞，且倒“V”型三相分离器在日常检修维护时十分不便。三相分离器如果设计不好，会导致气、液、固三相无法有效的分离，导致气体收集口收集不到气体，上浮的污泥无法絮凝沉降，出水的水质中含有大量的污泥而无法保证良好的出水水质。

在授权公告号为CN203820536U的专利中公开了一种UASB的三相分离器装置，包括位于UASB顶部的三相分离器的集气口，所述集气口包括第一集气口和第二集气口，所述第一集气口用于收集UASB中液面以下产生的气体，所述第二集气口用于收集UASB中液面以上的进一步分离的气体，以及所述UASB的中上部还设有污泥冲击装置，所述冲击分离装置用于对所述三相分离器的第一集气口处进行冲击，且所述污泥冲击装置还通过循环泵与所述第二集气口相连通。本实用新型通过设置污泥冲击装置和两个不同高度位置的集气口，能保证气、液、固三相有效的分离，使其具有良好的出水水质，且结构简单，成本较低。但该发明的缺点是污泥不能完全回流，而且污泥回流需消耗动力，并对UASB出水的扰动可能造成出水悬浮物高；浮渣无法分离。

在公开好为CN104692523A的发明创造中公开了一种UASB反应器，涉及机械设备领域，包括反应器本体，所述反应器本体内设有污泥床区，所述污泥床区上设有悬浮污泥区，所述悬浮污泥区上方设有三相分离器，所述污泥床区下方设有布水器，所述布水器高度为2～3cm，所述三相分离器上设有抽气机，所述布水器与至少2个电动机连接，设置布水器使反应器进水均匀稳定，不易发生搅动，有益于提高水净化效率，三相分离器上设置抽气机将产生的气体及时有效地排出来，使三相更好地分离，提高工作效益，结构合理，实用方便。但所述分离器存在污泥上浮的情况，污泥分离效率较低；分离器设置了抽气机，存在安全隐患；浮渣无法分离。

在受权公告号为CN205294959U提供一种UASB反应器，包括UASB反应池、循环泵、循环管道和水力搅拌器，水力搅拌器安装在污泥反应区内，水力搅拌器包括S形管道，S形管道上设置有旋转叶片，所述循环管道的一端与污泥反应区连通，循环管道的另一端与S形管道连通，并且S形管道可转动地连接在循环管道上。本实用新型在池内增加了水力搅拌器，利用水流喷射反作用力驱动水力搅拌器转动，使厌氧污泥和废水充分接触，使污泥中的微生物能够更大程度地分解废水中的有机物，提高了UASB反应器的有机载荷能力和净化效率；同时，泥水经过水力搅拌器的强力混合，污泥在池内不易板结，清掏周期缩短。其存在的不足是没有解决浮渣分离问题。

在CN104418432A中公开了一种净化型UASB反应器，涉及工业机械领域，包括池体，所述池体底部设有污泥床区，所述污泥床区上方设有污泥悬浮层区，所述污泥悬浮层区上方设有一级三相分离器，所述污泥床区设有脉冲进液系统，所述一级三相分离器上方设有深度净化反应室，所述深度净化反应室上方设有二级三相分离器，所述二级三相分离器为分布式三相分离器，污泥床区采用脉冲进液系统，布液孔口不易堵塞，并且布水均匀，传质性能好，深度净化反应室进一步降低出水污染物浓度，分布式二级三相分离器先完成气相分离再完成固液分离，分离目的明确，利于污泥沉降，便于安装和维修。其存在的不足是分离器多级设置，结构复杂，没有解决浮渣问题。

在授权公告号CN205170491U涉及一种UASB反应器，包括布水装置、三相分离器和反应器，布水装置包括分别设于反应器底部外围的两根弧形布水管，弧形布水管伸入反应器的池体内部，三相分离器设于反应器内腔上部，三相分离器上部设有集气罩，反应器上部设有沼气出口，反应器上部内置设有集水槽，集水槽设有出水口，反应器底部还设有取样口。本实用新型的优点体现在：(1)布水装置划分区域、定点布水。满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合，单位面积进水相同，防止酸败的发生；(2)三相分离器采用锥形分离器与集气罩相配合，有效的分离沼气、污泥和水；(3)改进后内置集水槽、设备外形更整齐，保温层的安装更节省和更方便。其存在的不足是没有解决浮渣问题。

在授权公告号CN205099458U实用新型公开了一种用于UASB反应器的模块化三相分离器，所述模块化三相分离器包括壳体、开口朝下的多个V形挡板和设于V形挡板顶部两端的气体收集管，V形挡板由左倾挡板和右倾挡板按照设定的夹角组合而成，V形挡板可拆卸地固定于壳体上，多个V形挡板分为上组和下组，每组V形挡板平行间隔设置，两组V形挡板交错设置，壳体的顶端的两侧设有连接板，连接板上设有可拆卸固定机构。本实用新型的模块式三相分离器根据水质要求相应地增设挡板层数或分离器高度，使水中的气体、固体能更有效地被阻隔分离。使得用户能在不同情况下改动三相分离器的配置，以更加精确地满足水处理要求。其存在的不足是，为早期的到V结构的分离器，支架长期使用腐蚀后三相分离器易坍塌，导致气体与污泥的外泄，而因其设计上的固有缺陷造成的不能分离固体浮渣致使导气管容易堵塞。

发明内容

为克服现有技术中存在的三相分离器坍塌后导致的气体与污泥的外泄，不能分离固体浮渣以及日常检修维护不便的不足，本发明提出了一种三相分离装置。

本发明包括四块反射收集板、多个异型分离器、浮渣分离器和UASB池。其中：

各反射收集板均位于UASB池内，并使各反射收集板的下底边分别固定在方形UASB池内壁的中部；所述各反射收集板与UASB池内壁表面的夹角α＝120°～135°。相邻两块反射收集板的侧边之间均固接，使四块反射收集板均以α角的角度向UASB反应器的中轴方向延伸，呈“金字塔”形，并且组合后的四块反射收集板的顶端形成一个正方形的开口。所述的浮渣分离器安装在组合后的四块反射收集板的顶端。在所述反射收集板的下表面分别安装有异型分离器。

所述的四块反射收集板均为梯形板。各反射收集板的下底边与UASB池内壁的边长相等，上底边为1/4～1/3内池壁边长。

在安装有异型分离器时，将该异形分离器上端的安装固定板卡装在所述的通孔上，并且各反射收集板下底边的边缘处对称的安装有两个异型分离器，在各反射收集板上底边的中部安装有一个异型分离器；

所述的异型分离器包括异型分离器壳体、一级小反射收集板、安装固定板和二级小反射收集板。所述异型分离器壳体的横截面为方形。该异型分离器的上端为与安装后的反射收集板配合的斜面。所述异型分离器的上端为敞口，在该敞口处有直角的外翻边，形成了异型分离器的安装固定板。所述异型分离器的下端为封闭端，并且该封闭端的面板亦为斜面，形成了一级小反射收集板；该一级小反射收集板的倾斜角度为β。所述异型分离器上端倾斜的方向与该异型分离器下端倾斜的方向一致。所述二级小反射收集板位于异型分离器内，被固定在该异型分离器内侧壁板的内表面，并使该二级小反射收集板的斜板的下端靠近一级小反射收集板的上端，在二级小反射收集板斜板的下端与一级小反射收集板上端之间形成了水流通道。

所述浮渣分离器包括上部的集气室和下部的分离室。其中：

所述分离室由浮渣分离器壳体、导流板1、液封板、浮渣接收槽、溢流堰板、导气管和排水管组成。在该浮渣分离器壳体内固定有溢流堰板，并使该溢流堰板中斜板的下端与该浮渣分离器壳体下端的一个直角的内边封接并固定。在该浮渣分离器壳体内另一侧靠近宽度方向中心线处固定有竖直的液封板；该液封板下端的端面略低于所述溢流堰板中直板的上端面，并使该液封板与所述溢流堰板相互平行。在该液封板与所述溢流堰板相邻的表面之间有1/4～1/3浮渣分离器边长的间距。所述液封板与浮渣分离器壳体壁之间的腔体形成了浮渣接收槽。排水管安装在所述浮渣接收槽一侧的壳体壁板上。

所述液封板的上端伸出该分离室。在该液封板与溢流堰板相邻一侧与三块斜板共同组成了半边为锥体的集气室，并使该三块斜板的下端分别与分离室三面壳体的上端面固接。在该集气室的顶端安装有导气管。

所述溢流堰板中直板位于浮渣分离器壳体内一侧并靠近该壳体宽度方向中心线，且该直板的上端面处于该分离室高度的2/3处。

由于本发明采用了“金字塔”形的反射收集板，延长了上浮污泥的撞板路径，使得污泥裹挟的气体能够有效的释放，提高气体释放效率；异形分离器的通道具有双向性，可以保证水流经通道无障碍通过，同时可保证水流通过时裹挟的气体和污泥有效分离，另外在反射收集板上面积累的少量的污泥通过异形分离器的通道滑向UASB反应器的池底，提高了污泥回流率；浮渣分离器中浮渣分离器溢流堰板的高度与UASB反应器的液面等高，有效的保证顶部的浮渣和少量的水顺利溢流至浮渣接收槽，浮渣接收槽排水管能够很好地控制浮渣接收槽的液位低于穿过UASB反应器液位而高于液封板的下边界高度，这种特殊的结构设置保证了气体不外漏，而浮渣可以受重力作用而排出，实现了浮渣分离和气体的收集。

本发明能够高效实现固、液、气的分离和UASB内的浮渣分离与清理，解决了一般分离器分离效率低下，导气管易堵塞问题和浮渣分离难的问题。整体材料采用PVC板材加工制作。分浮渣离器安装在采用不锈钢型材制成的支撑结构上，该支撑结构的外形与反射收集板1的外形相配合；所述支撑结构固定在UASB池内侧壁上。彻底解决了钢制材料在废水中的腐蚀难题，检修维护极为方便，还具有结构简单、易于加工制造，以及工程化难度低的特点。

附图说明

图1是UASB分离器主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是异型分离器的轴测图。

图4是图3中A-A向剖视图。

图5是浮渣分离器的轴测图。

图6是浮渣分离器的主视图。

图7是图6的俯视图。图中：

1.反射收集板；2.异型分离器；3.浮渣分离器；4.UASB池；5.一级小反射收集板；6.二级小反射收集板；7.内侧壁板；8.浮渣分离器壳体；9.异型分离器壳体；10安装固定板；11.导流板；12.溢流堰板；13.导气管；14浮渣接收槽；15.液封板；16.排水管；17集气室；18.浮渣；19.UASB池液位；20.溢流槽液位；21.水流通道；22.气流通道；23.污泥。

具体实施方式

本实施例是一种用于升流式厌氧反应器的三相分离装置，包括四块反射收集板1、多个异型分离器2、浮渣分离器3和UASB池4。其中：

所述的四块反射收集板1均为梯形板。各反射收集板的下底边与UASB池内壁的边长相等，上底边为1/4～1/3内池壁边长。各反射收集板均位于UASB池4内，并使各反射收集板的下底边分别固定在方形UASB池内壁的中部；所述各反射收集板与UASB池内壁表面有夹角α，该夹角α＝120°～135°。相邻两块反射收集板的侧边之间均通过焊接连接，使四块反射收集板均以α角的角度向UASB反应器的中轴方向延伸，呈“金字塔”形，并且组合后的四块反射收集板的顶端形成一个正方形的开口，用于与浮渣分离器对接。所述的浮渣分离器3安装在组合后的四块反射收集板的顶端。

所述各反射收集板1下底边的边缘处对称的有两个与异型分离器2出口配合的通孔，在各反射收集板1上底边的中部有一个与异型分离器2出口配合的通孔。在所述各通孔上分别安装有异型分离器，具体是将该异形分离器2上端的安装固定板10卡装在所述的通孔上，并使该异型分离器均位于所述各反射收集板的下表面。

所述的异型分离器2包括异型分离器壳体9、一级小反射收集板5、安装固定板10和二级小反射收集板6。所述异型分离器壳体的横截面为方形。该异型分离器的上端为与安装后的反射收集板1配合的斜面。所述异型分离器的上端为敞口，在该敞口处有直角的外翻边，形成了异型分离器的安装固定板10。所述异型分离器的下端为封闭端，并且该封闭端的面板亦为斜面，形成了一级小反射收集板5；该一级小反射收集板的倾斜角度为β。所述异型分离器上端倾斜的方向与该异型分离器下端倾斜的方向一致。所述二级小反射收集板6位于异型分离器内，被固定在该异型分离器内侧壁板7的内表面，并使该二级小反射收集板的斜板的下端靠近一级小反射收集板5的上端，在二级小反射收集板斜板的下端与一级小反射收集板上端之间形成了水流通道21，当污泥23顺着所述二级小反射收集板的斜板表面流下时便沉积在一级小反射收集板5的表面。

所述浮渣分离器3设置在反射收集板1的顶端，主要的功能是集气和浮渣分离功能。所述浮渣分离器3包括上部的集气室17和下部的分离室8。

所述分离室8由浮渣分离器壳体8、导流板11、液封板15、浮渣接收槽14、溢流堰板12、导气管13和排水管16组成。所述的浮渣分离器壳体8为矩形盒状，在该浮渣分离器壳体内固定有溢流堰板12，并使该溢流堰板中斜板的下端与该浮渣分离器壳体下端的一个直角的内边封接并固定；该溢流堰板中直板位于浮渣分离器壳体内一侧并靠近该壳体宽度方向中心线，且该直板的上端面处于该分离室高度的2/3处。

在该浮渣分离器壳体内另一侧靠近宽度方向中心线处有竖直的液封板15，并使该液封板的两个侧边分别固定在所述壳体的内表面；该液封板下端的端面略低于所述溢流堰板中直板的上端面，并使该液封板与所述溢流堰板相互平行。在该液封板与所述溢流堰板12相邻的表面之间有1/4～1/3浮渣分离器边长的间距，该间距形成了水流通道21。所述液封板15与浮渣分离器壳体壁之间的腔体形成了浮渣接收槽14。排水管16安装在所述浮渣接收槽一侧的壳体壁板上，与UASB出水总管连接，用于控制浮渣收集槽的液位，使该浮渣收集槽的液位高度低于溢流堰板的高度并高于液封板下沿的高度，比浮渣的排出口的液封板14液位略高，以保证浮渣随着在排渣通道的堆积受重力作用而排出，气体则无法排出。

所述液封板的上端伸出该分离室。在该液封板与溢流堰板12相邻一侧与三块斜板共同组成了半边为锥体的集气室17，并使该三块斜板的下端分别与分离室三面壳体的上端面固接。在该集气室的顶端安装有导气管13。

工作时，所述溢流堰板11的两侧形成了UASB池液位19的液位差，位于高液位一侧的浮渣18随水流进入低液位一侧，并顺着导流板11中的斜板表面流下并进入浮渣接收槽14的入口，使顶部的浮渣和少量的水顺利溢流至浮渣接收槽14。对浮渣接收槽内的浮渣定期清理，浮渣分离器3内经溢流堰板11流出的液体可通过浮渣接收槽3的排水管15与UASB反应器出水总管相连接而排出，实现了浮渣分离和气体的收集。

“金字塔”形的反射收集板1的主要功能和作用是气体收集和安装异型分离器2，保证气体向分离装置顶部的浮渣分离器3的集气室16进行收集，同时保证了液体可以从异型分离器2的通道向外排放，上升的活性污泥在反射收集板1内侧积累后滑向UASB反应器的底部。异型分离器2的功能是水流能够经由一级小反射收集板4和二级小反射收集板5构成的通道正常通过，而污泥和气体被反射隔离，另外在一级小反射收集板4和二级小反射收集板5上面沉降积累的污泥可以通过异型分离器2的流道滑向UASB反应器的池底。

本实施例中，所述浮渣分离器的所有材质均采用PVC板材加工，解决了一般分离器的钢制结构在水中的腐蚀问题。分浮渣离器安装在采用不锈钢型材制成的支撑结构上，该支撑结构的外形与反射收集板1的外形相配合；所述支撑结构固定在UASB池内侧壁上。

所述的反射收集板1和异型分离器2均能够实现污泥的回流，解决了污泥流失的问题。

所述异型分离器2的数量和平面布置形式根据UASB池的面积灵活设置。

Claims (6)

1.一种三相分离装置，其特征在于，包括四块反射收集板、多个异型分离器、浮渣分离器和UASB池；其中：

各反射收集板均位于UASB池内，并使各反射收集板的下底边分别固定在方形UASB池内壁的中部；所述各反射收集板与UASB池内壁表面的夹角α＝120°～135°；相邻两块反射收集板的侧边之间均固接，使四块反射收集板均以α角的角度向UASB反应器的中轴方向延伸，呈“金字塔”形，并且组合后的四块反射收集板的顶端形成一个正方形的开口；所述的浮渣分离器安装在组合后的四块反射收集板的顶端；

在所述反射收集板的下表面分别安装有异型分离器。

2.如权利要求1所述三相分离装置，其特征在于，所述的四块反射收集板均为梯形板；各反射收集板的下底边与UASB池内壁的边长相等，上底边为1/4～1/3内池壁边长。

3.如权利要求1所述三相分离装置，其特征在于，在安装有异型分离器时，将该异形分离器上端的安装固定板卡装在通孔上，并且各反射收集板下底边的边缘处对称的安装有两个与异型分离器，在各反射收集板上底边的中部安装有一个异型分离器。

4.如权利要求1所述三相分离装置，其特征在于，所述的异型分离器包括异型分离器壳体、一级小反射收集板、安装固定板和二级小反射收集板；所述异型分离器壳体的横截面为方形；该异型分离器的上端为与安装后的反射收集板配合的斜面；所述异型分离器的上端为敞口，在该敞口处有直角的外翻边，形成了异型分离器的安装固定板；所述异型分离器的下端为封闭端，并且该封闭端的面板亦为斜面，形成了一级小反射收集板；该一级小反射收集板的倾斜角度为β；所述异型分离器上端倾斜的方向与该异型分离器下端倾斜的方向一致；所述二级小反射收集板位于异型分离器内，被固定在该异型分离器内侧壁板的内表面，并使该二级小反射收集板的斜板的下端靠近一级小反射收集板的上端，在二级小反射收集板斜板的下端与一级小反射收集板上端之间形成了水流通道。

5.如权利要求1所述三相分离装置，其特征在于，所述浮渣分离器包括上部的集气室和下部的分离室；其中：

所述分离室由浮渣分离器壳体、导流板、液封板、浮渣接收槽、溢流堰板、导气管和排水管组成；在该浮渣分离器壳体内固定有溢流堰板，并使该溢流堰板中斜板的下端与该浮渣分离器壳体下端的一个直角的内边封接并固定；在该浮渣分离器壳体内另一侧靠近宽度方向中心线处固定有竖直的液封板；该液封板下端的端面略低于 所述溢流堰板中直板的上端面，并使该液封板与所述溢流堰板相互平行；在该液封板与所述溢流堰板相邻的表面之间有1/4～1/3浮渣分离器边长的间距；所述液封板与浮渣分离器壳体壁之间的腔体形成了浮渣接收槽；排水管安装在所述浮渣接收槽一侧的壳体壁板上；

所述液封板的上端伸出该分离室；在该液封板与溢流堰板相邻一侧与三块斜板共同组成了半边为锥体的集气室，并使该三块斜板的下端分别与分离室三面壳体的上端面固接；在该集气室的顶端安装有导气管。

6.如权利要求5所述三相分离装置，其特征在于，所述溢流堰板中直板位于浮渣分离器壳体内一侧并靠近该壳体宽度方向中心线，且该直板的上端面处于该分离室高度的2/3处。