CN214218313U - 三相分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三相分离器，设置在厌氧生物反应器中，并包括第一竖板、第二竖板、第三竖板、第四竖板、第一斜板、第二斜板、第三斜板和第四斜板，其中：第一竖板和第二竖板的下端分别与第一斜板和第二斜板的顶端连接；第三竖板和第四竖板的下端分别与第三斜板和第四斜板的顶端连接，且第三斜板和第四斜板分别自其顶端开始朝向彼此倾斜；其中，第三斜板的第三底端处设置有交替的第三突部和第三凹部，且第四斜板的第四底端设置有交替的第四突部和第四凹部，且第三突部和第三凹部分别与对应的第四凹部和第四突部形状互补且相互交叉，使得在他们之间留有回流缝。

Description

三相分离器

技术领域

本实用新型涉及一种三相分离器，用于厌氧生物反应器。

背景技术

厌氧生物反应器中气、液、固三相分离器的功能是对反应区上升的气、液、固混合液进行分离，气、液、固分离效果的好坏将直接影响厌氧生物反应器的处理效果，是厌氧生物反应器运行成败的关键。三相分离器需要有3个主要功能和组成部分：气液分离、固液分离和污泥回流3个功能，以及气封、沉淀区、回流缝3个组成部分。

在现有技术中常用的三相分离器的组成包括4块竖板，4块斜板，以及反射挡板，实现三相分离器功能一般需配套的沼气管、厌氧生物反应器、出水槽等。其中，第一竖板和第二竖板以其上端连接到污水厌氧生物反应器池体的顶表面，第一竖板和第二竖板以其下端分别与第一斜板和第二斜板的顶端连接，且第一斜板和第二斜板自其顶端开始朝向彼此倾斜、同时而在其底端之间留有开口，第三竖板和第四竖板分别设置在第一竖板和第二竖板外侧，且第三竖板和第四竖板的下端分别与第三斜板和第四斜板的顶端连接，且第三斜板和第四斜板分别自其顶端开始朝向彼此倾斜、同时在其底端之间留有空隙，反射挡板则设置于该空隙处。

然而，在现有技术中的这种常用三相分离器中，反射挡板与第三斜板和第四斜板之间存在污泥回流缝，且不是一个整体结构，因此设计精度要求高，施工通常难以达到，特别是对大直径的厌氧生物反应器。此外，反射挡板由于尺寸不能过大，强度和稳定性不高，在负荷高水力冲刷大的情况下，会有晃动，导致与第三斜板和第四斜板之间缝隙变化。该反射挡板及回流缝是三相分离器的关键设计环节，此处安装精度或结构稳定性的偏低，往往极大的影响整个厌氧生物反应器的运行效果，具体如下：

气封效果不理想：第三斜板及第四斜板中的每一个与反射挡板之间有一个污泥回流缝，在回流缝过大或偏离情况下会出现气体经由该缝隙上升至三相分离器沉淀区，造成气流扰动影响沉淀效果，且沼气从沉淀区流失的情况；

回流污泥所受扰动大：每个三相分离器的左右两个回流污泥缝(第三斜板和第四斜板的下边缘与反射挡板之间的缝隙)下来的污泥均会收到上升气流扰动，不利于污泥回流至池底部；

上升流速不稳定：为达到气封效果，反射挡板的下部宽度较大，水流上升截面变小，因此厌氧生物反应器中气封断面处的上升流速偏大，不利于回流污泥的下沉。

因此，传统三相分离器具有气封效果不佳，回流污泥所受扰动大，施工难度大，安装精度低的缺点，因此将会降低三相分离器中气、水、泥的分离效果。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的克服现有技术的缺陷，提供了一种新型三相分离器，其具有结构紧凑、现场施工方便、安装精度高、气封效果好、污泥扰动小等优点，能广泛的应用于厌氧生物反应器。

根据本实用新型的一个实施例，提出一种三相分离器，设置在厌氧生物反应器中，并包括第一竖板、第二竖板、第三竖板、第四竖板、第一斜板、第二斜板、第三斜板和第四斜板，其中：

第一竖板的第一下端和第二竖板的第二下端分别与第一斜板的第一顶端和第二斜板的第二顶端连接，且第一斜板和第二斜板分别自其第一顶端和第二顶端开始朝向彼此倾斜，使得第一斜板的第一底端与第二斜板的第二底端之间的开口的宽度小于第一竖板与第二竖板之间的间距；

第三竖板和第四竖板分别设置在第一竖板和第二竖板的外侧；

第三竖板的第三下端和第四竖板的第四下端分别与第三斜板的第三顶端和第四斜板的第四顶端连接，且第三斜板和第四斜板分别自其第三顶端和第四顶端开始朝向彼此倾斜；

其中，第三斜板的第三底端处设置有交替的至少一个第三突部和至少一个第三凹部，且第四斜板的第四底端设置有交替的至少一个第四突部和至少一个第四凹部，且所述第三突部和第三凹部分别与对应的第四凹部和对应的第四突部形状互补且相互交叉，使得第三突部与对应的第四凹部之间以及第三凹部与对应的第四突部之间留有回流缝，并在第三斜板与第四斜板之间形成虚拟交叉线。

在一种更为具体的实施方式中，所述第三突部在所述虚拟交叉线下方具有第三延伸部，所述第四突部在所述虚拟交叉线下方具有第四延伸部，且所述第三延伸部和所述第四延伸部可被构造为它们的水平面投影面积大于所述回流缝的水平投影面积。

在一种更为具体的实施方式中，所述第三斜板可以具有交替的两个或更多个第三突部和两个第三凹部，所述第四斜板可以具有交替的两个或更多个第四突部和两个第四凹部。

在一种更为具体的实施方式中，所述第三突部和所述第四突部可以是矩形的。

在一种更为具体的实施方式中，所述第三突部和所述第四突部可以是梯形的。

在一种更为具体的实施方式中，所述第三突部和/或所述第四突部的底部边缘是直线的或非直线的。

在一种更为具体的实施方式中，所述第一竖板和所述第三竖板之间的间距可以与所述第二竖板与所述第四竖板之间的间距相等。

在一种更为具体的实施方式中，所述第一斜板、所述第二斜板、所述第三斜板和所述第四斜板与水平方向的夹角分别大于0°且小于90°。

在一种更为具体的实施方式中，所述第一斜板、所述第二斜板、所述第三斜板和所述第四斜板与水平方向的夹角均为60°。

在一种更为具体的实施方式中，所述三相分离器的出水区位于第一竖板和第二竖板之间。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的三相分离器的垂直于其纵向长度的剖面图；

图2示出了根据本实新型的一个实施例的三相分离器的局部立体图，示出了第三斜板和第四斜板之间的交叉和搭接；和

图3示出了图1所示剖面图的一部分，示出了气封结构。

附图标记列表

1 出水槽

2 第一竖板

3 第二竖板

4 第三竖板

5 第四竖板

7 第一斜板

8 第二斜板

6 第三斜板

9 第四斜板

10 回流缝

11 第三延伸部

12 第四延伸部

13 第三突部

14 第三凹部

15 第四突部

16 第四凹部

P1 第三延伸部和第四延伸部的水平投影面积

P2 回流缝的水平投影面积

AB及EF 第四突部的下边缘

CD 虚拟交叉线

具体实施方式

下面，参照附图详细描述根据本公开的实施例的三相分离器。为使本实用公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对结合附图提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非上下文另有定义，否则单数形式包括复数形式。在整个说明书中，术语“包括”、“具有”、等在本文中用于指定所述特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合。

另外，即使包括诸如“第一”、“第二”等序数的术语可用于描述各种部件，但这些部件并不受这些术语的限制，并且这些术语仅用于区分一个元件与其他元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被称为第一部件。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

如图1所示，根据本实用新型的一个实施例，设置在厌氧生物反应器中的三相分离器，厌氧生物反应器例如是上流式污水厌氧生物反应器，该三相分离器可以包括第一竖板2、第二竖板3、第三竖板4、第四竖板5、第一斜板7、第二斜板8、第三斜板6和第四斜板9，其中第一竖板2的第一下端和第二竖板3的第二下端分别与第一斜板7的第一顶端和第二斜板8的第二顶端连接，且第一斜板7和第二斜板8分别自其第一顶端和第二顶端开始朝向彼此倾斜，使得第一斜板7的第一底端与第二斜板8的第二底端之间的开口的宽度小于第一竖板2与第二竖板3之间的间距，且例如第一斜板7和第二斜板8与水平方向的夹角例如均大于0°且小于90°，例如为60°；三相分离器的出水区可以位于第一竖板2和第二竖板3之间，如图1所示，与出水区流体连通的出水槽1则可以设置在第一竖板2和第二竖板3之间；第三竖板4和第四竖板5分别设置在第一竖板2和第二竖板3的外侧，且例如第三竖板4与第一竖板2之间的间距等于第四竖板5与第二竖板3之间的间距；第三竖板4的第三下端和第四竖板5的第四下端分别与第三斜板6的第三顶端和第四斜板9的第四顶端连接，且第三斜板6和第四斜板9分别自其第三顶端和第四顶端开始朝向彼此倾斜，且第三斜板6和第四斜板9与水平方向的夹角例如均大于0°且小于90°，例如为60°。另外，可以在厌氧生物反应器池体的上部设置排气口，且排气口可以与气体收集区相通。

在该实施例中，如图2所示，为了使第三斜板6与第四斜板9在其底部处交错延伸，相互交叉搭接，并同时在交叉线处由第三斜板6和第四斜板9形成污泥回流缝10，在第三斜板6的第三底端处设置了交替的至少一个第三突部13和至少一个第三凹部14，图2中示出为两个第三突部13和两个第三凹部14，且在第四斜板9的第四底端设置有交替的至少一个第四突部15和至少一个第四凹部16，图2中示出为两个第四突部15和两个第四凹部16，且第三突部13和第三凹部14与对应的第四凹部16和对应的第四突部15形状互补且相互交叉，使得第三突部13与对应的第四凹部16之间以及第三凹部14与对应的第四突部15之间留有回流缝10，并在第三斜板6与第四斜板9之间形成虚拟交叉线CD，该虚拟交叉线CD如图2中的在回流缝10附近的较长虚线所示。应注意，第三突部13、第三凹部14和第四突部15、第四凹部16的数量仅仅是示例性而非限制性的，其他数量均是可行的。

在图2所示的具体实施方式中，第三突部13和第四突部15均为矩形的，使得第三突部13和第四突部15各自以间隔开的矩形齿的形式设置，且第三突部13和第四突部15例如具有相同的尺寸，且例如沿着三相分离器的纵向长度均匀分布。应理解，在未示出的实施例中，第三突部和对应的第四凹部、第三凹部与对应的第四突部可以具有其他互补的形状，只要能确保在他们的虚拟交叉线CD处能够形成污泥回流缝即可；例如，他们可以设置成梯形的形状。

由此，在根据本实用新型的三相分离器中，第三斜板6和第四斜板9通过其形状互补的相应的第三突部13和第三凹部14以及第四凹部16和第四突部15而相互交叉并交错延伸，构成了气封，如图3所示。气泡向上流动过程中，一半沿第三斜板6底端向上流动，另一半沿第四斜板9底端向上流动，第三斜板6与第四斜板9在底端相互交叉搭接，在厌氧生物反应器水平截面上构成了一个完整的气封。且在一个更加具体的实施方式中，第三突部13在虚拟交叉线CD下方具有第三延伸部11，第四突部15在虚拟交叉线CD下方具有第四延伸部12，且第三延伸部11和第四延伸部12被构造为它们的水平面投影面积P1大于回流缝10的水平投影面积P2。这样，由于第三斜板6与第四斜板9在虚拟交叉线CD以下的第三延伸部11和第四延伸部12的长度较大，使得第三延伸部11和第四延伸部12的水平投影面积P1大于回流缝10的水平投影面积P2，保证了气封的完整性。

此外，在根据本实用新型的三相分离器中，由于第三斜板6和第四斜板9通过其形状互补的相应的第三突部13和第三凹部14以及第四凹部16和第四突部15而相互交叉并交错延伸，使得由此的污泥回流缝10较短，减小了气流对污泥的扰动，如图2所示。污泥沿回流缝10向下流动，沿第四斜板9流动至其第四突部15的下边缘AB及EF上，如果三相分离器纵向长度为L，则第三斜板6和第四斜板9每个的污泥回流缝长度为1/2L，从而第三斜板6及第四斜板9的污泥回流缝长度之和为L，较传统三相分离器回流污泥缝长度2L减小一半，回流污泥相对集中，所受上升气流的扰动相对较小，有利于污泥回流。

此外，第三斜板6与第四斜板9相互搭接，由于可以采用对称布置，结构相对稳定。由于气封作用部分、即第三延伸部11和第四延伸部12分别与第三斜板6及第四斜板9融为一体，因此有效解决了传统三相分离器反射挡板安装困难，施工精度不高的问题。而且这种结构比较紧凑，适合加工成一体化模块式三相分离器，便于现场整体安装，减小现场施工工作量，减少施工周期，提高安装精度。

在厌氧生物反应器的水平截面上，水流沿第三斜板6和第四斜板9的相应的第三突起13和第四突起15的底部往上至回流缝的垂直距离内，由于厌氧生物反应器中水流垂直向上的横截面积不变，使得在该新型三相分离器中水流上升流速不变；但在传统三相分离器上，由于厌氧生物反应器横截面积先变小后变大，因此对应的上升流速也是先变大，后边小，此处上升流速的变化会进一步加剧对回流污泥及上升气流的扰动，不利于污泥沉降及气液分离。因此，本实用新型的三相分离器避免了这一不利影响。

此外，根据本实用新型的三相分离器可以整体在车间加工组装运输至现场，即现场将组装好的三相分离器整体安装，不需要常规三相分离器底部反射挡板对中找正的过程，因此施工精度高，保证良好的分离效果。

由于本实用新型的三相分离器的上述特征，使得其既可以应用于低负荷污水厌氧生物反应器，如UASB；也可以应用于中、高负荷污水厌氧生物反应器，如EGSB，IC等以及其他厌氧生物反应器，并且不论在哪种应用中都可确保良好的三相分离效果。

上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型所提出的三相分离器的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本实用新型提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本实用新型的保护范围。

本公开的范围并非由上述描述的实施方式来限定，而是由所附的权利要求书及其等同范围来限定。

Claims (10)

1.一种三相分离器，其特征在于，所述三相分离器设置在厌氧生物反应器中，并包括第一竖板、第二竖板、第三竖板、第四竖板、第一斜板、第二斜板、第三斜板和第四斜板，其中：

第一竖板的第一下端和第二竖板的第二下端分别与第一斜板的第一顶端和第二斜板的第二顶端连接，且第一斜板和第二斜板分别自其第一顶端和第二顶端开始朝向彼此倾斜，使得第一斜板的第一底端与第二斜板的第二底端之间的开口的宽度小于第一竖板与第二竖板之间的间距；

第三竖板和第四竖板分别设置在第一竖板和第二竖板的外侧；

第三竖板的第三下端和第四竖板的第四下端分别与第三斜板的第三顶端和第四斜板的第四顶端连接，且第三斜板和第四斜板分别自其第三顶端和第四顶端开始朝向彼此倾斜；

其中，第三斜板的第三底端处设置有交替的至少一个第三突部和至少一个第三凹部，且第四斜板的第四底端设置有交替的至少一个第四突部和至少一个第四凹部，且所述第三突部和第三凹部分别与对应的第四凹部和对应的第四突部形状互补且相互交叉，使得第三突部与对应的第四凹部之间以及第三凹部与对应的第四突部之间留有回流缝，并在第三斜板与第四斜板之间形成虚拟交叉线。

2.根据权利要求1所述的三相分离器，其特征在于，所述第三突部在所述虚拟交叉线下方具有第三延伸部，所述第四突部在所述虚拟交叉线下方具有第四延伸部，且所述第三延伸部和所述第四延伸部被构造为它们的水平面投影面积大于所述回流缝的水平投影面积。

3.根据权利要求1或2所述的三相分离器，其特征在于，所述第三斜板具有交替的两个或更多个第三突部和两个第三凹部，所述第四斜板具有交替的两个或更多个第四突部和两个第四凹部。

4.根据权利要求1或2所述的三相分离器，其特征在于，所述第三突部和所述第四突部是矩形的。

5.根据权利要求1或2所述的三相分离器，其特征在于，所述第三突部和所述第四突部是梯形的。

6.根据权利要求1或2所述的三相分离器，其特征在于，所述第三突部和/或所述第四突部的底部边缘是直线的或非直线的。

7.根据权利要求1或2所述的三相分离器，其特征在于，所述第一竖板和所述第三竖板之间的间距与所述第二竖板与所述第四竖板之间的间距相等。

8.根据权利要求1或2所述的三相分离器，其特征在于，所述第一斜板、所述第二斜板、所述第三斜板和所述第四斜板与水平方向的夹角分别大于0°且小于90°。

9.根据权利要求8所述的三相分离器，其特征在于，所述第一斜板、所述第二斜板、所述第三斜板和所述第四斜板与水平方向的夹角均为60°。

10.根据权利要求1或2所述的三相分离器，其特征在于，所述三相分离器的出水区位于第一竖板和第二竖板之间。

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