TWM479925U - 一種三相分離器 - Google Patents

Description

一種三相分離器

本創作涉及一種廢水處理技術領域，特別是提供一種用於生物處理反應槽，將生物反應過程中的出水流、產氣及顆粒污泥分離，且出水流均勻，產氣收集流速順暢的一種三相分離器。

上流式厭氧污泥床反應器(UASB)是一種處理污水的厭氧生物方法，污水自下而上通過(UASB)反應器底部有一個高濃度、高活性的污泥床，污水中的大部分有機污染物在此間經過厭氧發酵降解為甲烷和二氧化碳。此種裝置具有結構簡單、負荷高及適應性廣等特點，且可有效處理高濃度有機廢水中的難降解有機物。

由於UASB負荷能力很大，適用於高濃度有機廢水的處理。運行良好的UASB有很高的有機污染物去除率，不需要攪拌，能適應較大幅度的負荷衝擊、溫度和pH變化。

UASB主要由污泥反應槽、設置在污泥反應槽底部的進水及配水系統，以及設置在污泥反應槽上端的氣液固三相分離器所組成。UASB處理系統主要是在底部反應槽有大量厭氧污泥，而具有良好的沉澱性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層，並藉由污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上 升過程中，不斷合併，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由於沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然後穿過水層進入集氣室，集中在集氣室的沼氣，用導管導出，泥水混合液經入沉澱區，污水中的污泥發生絮凝，顆粒逐漸增大，並在重力作用下沉降返回厭氧污泥反應槽內，使反應槽內積累大量的污泥，與污泥分離後的處理出澄水從沉澱區溢流堰上部溢出，然後排出污泥床反應器。

由於三相分離器的功能與效率對整個UASB系統的處理能力有極大的影響。因此，三相分離器要實現良好分離效果，應滿足：1.泥水混合液進入沉澱區之前，氣泡必須分離。2.污泥在沉澱區中的停留時間要短，以避免在沉澱區中產氣。3.沉澱區內表面積負荷採用較小值，使污泥能有效沉降。

圖1是傳統設置在污泥反應槽(10)上端的三相分離器(20)結構，圖中固氣液流體進入三相分離器(20)後，氣體由集氣罩(21)收集後排出反應器，氣、液、泥水則通過左右兩側阻氣板(22、23)與集氣罩21兩側縫隙進入沉澱區(24、25)，進行泥水分離，澄液由溢流堰(26、27)排出，沉澱污泥則由左右兩側阻氣板(22、23)與集氣罩21兩側縫隙返回污泥反應槽(10)。這種三相分離器(20)結構簡單，氣室面積和容量都比較大，但是進水和污泥回留都在同一處縫隙上，因此回流污泥必然受到上升進水水流干擾。此外，沉澱區(24、25)上的溢流堰(26、27)和進水口在同一側，易引起短流現象，使固液分離效率降低。又當UASB反應器整體水力負荷較高時，沉澱區(24、25)表面負荷也較大，固液分離效率也會下降，且易引起污泥流失。

本案解決現有技術課題在於：針對上述現有技術缺點，提供一種具有下述特徵的三相分離器：1.具有較大氣體收集面積與容量的集氣罩，用以提供產氣收集順暢。2.沉澱區的表面積負荷較小，使污泥能有效沉降，避免污泥流失。3.污水進水與污泥回流分開不干擾，有效增加沉降性能。

本創作要解決上述技術問題及其所採用的技術手段在於：提出一種三相分離器，用以對含有固、氣、液三相廢水進行分離，包括：一箱體，設置在生物處理反應槽上端，所述箱體為無底面與上蓋；至少一傾斜板，傾斜設置在箱體中間；一第一阻氣板，設置於箱體右側壁上，具有一頂面與底面；一第二阻氣板，設置於箱體左側壁上，具有一頂面與底面；一集氣罩，設置在傾斜板上方，集氣罩上方設有排氣管；以及一溢流堰，設置於箱體內部上方，出口設在箱體外部。

本創作為了提供較加分離效果，上所述傾斜板更包含有以傾斜且平行排列設置的第一傾斜板、第二傾斜板及第三傾斜板；其中第一傾斜板下端鄰近第一阻氣板頂面設置，第三傾斜板上端鄰近第二阻氣板頂面設置且設有延伸板。

本創作為了提供有效釋放氣體，在上述所述的傾斜板左方、集氣罩內部及箱體左側壁之間構成一反應區。又為了有效使污泥沉降與回流，在上述所述傾斜板右方、集氣罩外部與箱體右側壁之間構成一沉澱區。

本創作為了有效收集反應區釋放的氣體，在上述所述的反應區上方更包含有一由集氣罩與箱體左側壁之間所構成的集氣室。

本創作為了使反應區的微細氣泡逐漸形成較大氣泡、以及沉 澱區的沉降污泥回流作用，在上述所述的第一阻氣板頂面為向下傾斜設置，底面可以選擇水平或傾斜設置。頂面與底面呈傾斜設置時之較佳傾斜角度在50到60度。

本創作為了使反應區的微細氣泡逐漸形成較大氣泡，在上述所述的第二阻氣板之頂面與底面可以選擇水平或傾斜設置。呈傾斜設置時之較佳傾斜角度在50到60度。

本創作為了排出澄水，在上述所述的溢流堰開口設置高於集氣罩高度，使沉澱區上方具有最大表面積，而降低表面負荷，進而有效沉降污泥，避免污泥流失。所述溢流堰可以選擇方型、V型或半圓形狀設置。又為了有效排出澄水或其他浮渣，V型設置有較佳效果。

本創作為了使反應區的氣泡進入沉澱區前能充分釋放，在上述所述的集氣罩下端與傾斜板上端構成一用以連通集氣室與沉澱區的連通口。

本創作為了防止進入沉澱區的泥水直接上升，在上述所述的集氣罩下端更包含有一向下傾斜設置的導流板，用以提供避免泥水直接上升流失，增加污泥沉降效率，提供較佳之分離作用。

10‧‧‧污泥反應槽

20‧‧‧三相分離器

21‧‧‧集氣罩

22、23‧‧‧阻氣板

24、25‧‧‧沉澱區

26、27‧‧‧溢流堰

30‧‧‧生物處理反應槽

40‧‧‧三相分離器

41‧‧‧箱體

S‧‧‧傾斜板

42‧‧‧第一傾斜板

43‧‧‧第二傾斜板

44‧‧‧第三傾斜板

45‧‧‧集氣罩

46‧‧‧第一阻氣板

47‧‧‧第二阻氣板

48‧‧‧集氣室

49‧‧‧排氣管

50‧‧‧導流板

51‧‧‧溢流堰

52‧‧‧延伸板

P‧‧‧反應區

T‧‧‧沉澱區

圖1為習用三相分離器示意圖。

圖2為本創作三相分離器立體外觀示意圖。

圖3為本創作三相分離器內部示意圖。

圖4為本創作圖2剖視示意圖。

本創作為一種可以廣泛應用在各種生物處理反應槽上，用以提供將厭氧反應過程中的氣體在進入沉澱區前充分釋放，而泥水混合液進入沉澱區不會產生干擾污泥回流，且沉澱區表面水力負荷較低的一種三相分離器，其具有良好分離效率，且有結構簡單，安裝維護方便的特性。

以下以1實施例進一步說明本案創作的內容及其特徵，其中圖2顯示本創作較佳實施例三相分離器立體外觀示意圖。圖3顯示本創作三相分離器內部示意圖。圖4顯示本創作剖視示意圖。

由於可應用本案技術的三相分離器並不限於所提的正方形與長方形箱體而已，其他適用本案技術的任何形狀箱體，例如圓形、橢圓形或不規則形狀的箱體，在此皆可併入參考。

圖2、圖3與圖4顯示本創作一種設置在生物處理反應槽(30)上方三相分離器(40)，包括有箱體(41)、第一傾斜板(42)、第二傾斜板(43)、第三傾斜板(44)、集氣罩(45)、第一阻氣板(46)、第二阻氣板(47)、集氣室(48)、排氣管(49)、導流板(50)、溢流堰(51)、延伸板(52)、反應區(P)及沉澱區(T)。

圖3顯示本創作傾斜板(S)由第一傾斜板(42)、第二傾斜板(43)及第三傾斜板(44)呈傾斜且平行排列設置構成。第一傾斜板(42)下端鄰近第一阻氣板(46)頂面設置，第三傾斜板(44)上端鄰近第二阻氣板(47)頂面設置且設有延伸板(52)。集氣罩(45)設置在第一傾斜板(42)、第二傾斜板(43)及第三傾斜板(44)上部，集氣罩(45)頂部設有排氣管(49)，底部設有導流板(50)。

圖4顯示第一傾斜板(42)左方、集氣罩(45)內部與箱體(41)側壁之間構成一反應區(P)，反應區(P)上方為集氣室(48)；而第一傾斜板(42)右 方、集氣罩(45)外部與箱體(41)側壁之間構成一沉澱區(T)，反應區(P)與沉澱區(T)之間的連通口由集氣罩(45)下端與第一傾斜板(42)上端縫隙所構成。沉澱區(T)的回流通道由第一阻氣板(46)頂面與第一傾斜板(42)下端所構成。溢流堰(51)設置在沉澱區(T)上方，且溢流口高度高於集氣罩(45)頂面，使沉澱區(T)上方有最大表面積。

圖4中顯示本創作設置在生物處理反應槽(30)上端，當生物處理反應槽(30)內含有大量氣泡的三相混合液上升觸碰到三相分離器(40)中左側第二阻氣板(47)與右側的第一阻氣板(46)，由第一阻氣板(46)折流而上經由第一傾斜板(42)、第二傾斜板(43)及第三傾斜板(44)之間流道上升，且不斷凝並，形成較大氣泡，導致氣泡上升速度較快，水流速度較慢，因此氣泡上升過程中逐漸脫離泥水混合液，進入集氣室(48)，然後穿過水層進入集氣室(48)上方的氣室，集中在氣室的氣體再經由排氣管(49)導出，泥水混合液再經過導流板(50)導引進入沉澱區(51)，污水中的汙泥發生絮凝，顆粒逐漸增大，在重力作用下產生沉降。沉澱至第一傾斜板(42)的上方斜壁上的污泥沿著斜壁再經第一阻氣板(42)頂面滑回厭氧污泥反應槽(30)內，使反應槽內積累大量的污泥，與污泥分離後的澄清水從沉澱區(T)上方的溢流堰(51)上部溢入，然後排出反三相應器(40)。

以上所述的本創作由於數個傾斜板(42、43、44)與集氣罩(45)的設置，使得泥水混合液進入沉澱區(T)之前，就將氣泡集中收集後由排氣管(49)排出，而沉澱區(T)上方有最大表面積，使表面水力負荷降低，使污泥能有效沉降回流生物處理反應槽(30)內，進水與迴流不會產生干擾，污泥分離後的澄清水能均勻順暢流出溢流堰(51)，不僅具備良好固、氣、液分離效 果，且具有結構簡單與維護方便的特性。

綜上所述，僅為本創作1較佳實施例而已，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化，仍應包含在本創作之專利範圍內。

30‧‧‧生物處理反應槽

40‧‧‧三相分離器

41‧‧‧箱體

S‧‧‧傾斜板

42‧‧‧第一傾斜板

43‧‧‧第二傾斜板

44‧‧‧第三傾斜板

45‧‧‧集氣罩

46‧‧‧第一阻氣板

47‧‧‧第二阻氣板

48‧‧‧集氣室

49‧‧‧排氣管

50‧‧‧導流板

51‧‧‧溢流堰

52‧‧‧延伸板

P‧‧‧反應區

T‧‧‧沉澱區

Claims (12)

1. 一種三相分離器，用以對含有固、氣、液三相的廢水進行分離，至少包括：一箱體，設置在生物處理反應槽上端，所述箱體為無底面與上蓋；至少一傾斜板，傾斜設置在箱體中間；一第一阻氣板，設置於箱體右側壁上，具有一頂面與底面；一第二阻氣板，設置於箱體左側壁上，具有一頂面與底面；一集氣罩，設置在傾斜板上方，集氣罩上方設有排氣管；以及一溢流堰，設置於箱體內部上方，出口設在箱體外部。
2. 如請求項1所述之三相分離器，其中所述傾斜板更包含有以傾斜且平行排列設置的第一傾斜板、第二傾斜板及第三傾斜板；其中第一傾斜板下端鄰近第一阻氣板頂面設置，第三傾斜板上端鄰近第二阻氣板頂面設置且設有延伸板。
3. 如請求項1所述之三相分離器，其中所述傾斜板左方、集氣罩內部與箱體左側壁之間構成一反應區；所述傾斜板右方、集氣罩外部與箱體右側壁之間構成一沉澱區。
4. 如請求項3所述之三相分離器，其中所述反應區上方更包含有一由集氣罩與箱體左側壁所構成的集氣室。
5. 如請求項1所述之三相分離器，其中所述第一阻氣板頂面為向下傾斜設置，底面為水平或傾斜設置。
6. 如請求項5所述之三相分離器，其中所述第一阻氣板頂面傾斜設置角度在50到60度。
7. 如請求項1所述之三相分離器，其中所述第二阻氣板頂面與底面為水平或傾斜設置。
8. 如請求項7所述之三相分離器，其中所述第二阻氣板頂面與底面傾斜設置角度在50到60度。
9. 如請求項1所述之三相分離器，其中所述溢流堰開口高於集氣罩高度。
10. 如請求項1所述之三相分離器，其中所述溢流堰為方型、V型及半圓型中之一種。
11. 如請求項1所述之三相分離器，其中所述集氣罩下端與傾斜板上端構成一用以連通集氣室與沉澱區的連通口。
12. 如請求項1所述之一種三相分離器，其中所述集氣罩下端更包含有一向下傾斜設置的導流板。