CN114275890A - 一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，包括集气***和倒V型沉淀***。倒V型沉淀***设置在集气***上方。所述集气***用于将气体与泥水混合液分离。所述的气体为沼气，分离出的气体被沼气排放***收集并最终进入集气箱。倒V型沉淀***用于对泥水混合液分离进行沉淀，得到污泥颗粒和清液，清液通过排水***排出，污泥颗粒回流到厌氧***中。

Description

一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器
技术领域
本发明涉及厌氧装备领域，特别是涉及一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器***。
背景技术
三相分离器用于高浓度的污水处理UASB或IC等厌氧反应器中。在处理各种有机废水时，反应器内一般情况下均能形成厌氧颗粒污泥，而厌氧颗粒污泥不仅具有良好的沉降性能，而且有较高的产甲烷活性。由于厌氧反应器设有三相分离器，使得反应器内的污泥不易流失，所以反应器内能维持很高的生物量，平均浓度能达到80 g/L左右；同时沼气聚集于三相分离器顶部，通过气管排出。正是由于三相分离器的存在，才能保障高浓度有机废水经过厌氧反应器预处理后，有机物得到大量去除，COD大幅度下降
三相分离器同时具有两个功能：收集反应室产生的沼气和使分离器内的悬浮物有效沉降。传统三相分离器其工作原理是：反应器内含有大量的气泡的三相混合流上升至分离器底部，碰到反射板，气体折流而上，与固液相分离集中到气室排放。固液混合液进入分离器，在沉淀区分离，澄清液通过溢流堰排出。失去气泡搅动作用的污泥发生絮凝、沉降和浓缩，然后沿斜壁下滑，通过污泥回流口返回反应区。由于沉淀区内液体无气泡，污泥回流口以上的混合液比重大于反应器内液体比重，使浓缩后的污泥能够返回反应区，由此实现固液气的三相分离。
三相分离器要实现良好的分离效果，应该满足以下条件：
①、水和污泥的混合物进入沉淀区之前，气泡必须分离；
②、污泥在沉淀器中的停留时间要短，避免在沉淀区中产气；
③、沉淀区内表面负荷采用较小值，使污泥有效沉降；
综上所述，现有的三相分离器普遍存在停留时间短与低表面负荷的矛盾，两者难以兼顾，最终造成三相分离器泥水分离不清，出水悬浮物浓度高，难以达到设计要求，且对后续生化处理过程存在干扰。
为克服传统三相分离器的不足，借鉴内置式沉淀池和侧向流斜板沉淀池的特点，在传统三相分离器的沉淀区域引入倒V型斜板，大幅度减小三相分离器的体积，提高厌氧反应区的占比和厌氧污泥的充满度，从而提高厌氧池的容积利用率，提高厌氧负荷，减小反应池的容积。
同时由于三相分离器结构复杂，现场施工难度高，容易造成安装质量低，因此提出撬装式倒V型三相分离器，通过三相分离器的撬装化简化现场安装工序，缩短施工周期，提高安装质量。
发明内容
为解决现有技术不足，本发明提供了一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，包括集气***和倒V型沉淀***；倒V型沉淀***设置在集气***上方；所述集气***用于将气体与泥水混合液分离；倒V型沉淀***用于对泥水混合液分离进行沉淀，得到污泥颗粒和清液，清液被排出，污泥颗粒回流到厌氧***中。
进一步的，所述集气***包括上集气罩和下集气罩；上集气罩包括第一斜板和第二斜板，下集气罩包括第二倒V型板，第二倒V型板的顶角处设置有沼气排放口；
第二倒V型板、第一斜板和第二斜板均沿泥水混合物流动的方向设置，第一斜板和第二斜板分别位于第二倒V型板的两侧，且关于第二倒V型板对称，第一斜板的板面与第二倒V型板的板面呈锐角，且在锐角的顶点处，第一斜板与第二倒V型板之间存在间隙，所述的间隙为污泥回流缝。
进一步的，所述倒V型沉淀***包括上下两端开口的第一框架，所述框架的一端开设有进水口，为第一框架进水端，第一框架另一端为出水端，出水端的高度低于进水端高度；
第一框架内依次划分为进水配水区、倒V型沉淀区和出水配水区，泥水混合液从第一框架的进水口进入，到达进水配水区缓冲，再到达倒V型沉淀区进行泥水分离，再到达出水配水区缓冲，分离出的清液在出水端溢流出，分离出的污泥颗粒返回厌氧***内。
进一步的，出水配水区还设置有溢流堰。
进一步的，所述倒V型沉淀区设置有第一倒V型板和倒V型板支架；倒V型板支架用于对第一倒V型板起支撑作用，第一倒V型板沿泥水混合液流动的方向设置，第一倒V型板从下到上平行设置多层，V型板的两端分别位于两个V形板支架上。
进一步的，所述V形板支架包括矩形框架、以及矩形框架中平行设置的支撑柱；矩形框架竖直设置在第一框架中，且矩形框架所在平面与泥水混合液流动的方向垂直；
矩形框架与第一框架固定连接，矩形框架中的支撑柱均沿竖直设置，相临的支撑柱上对称的开设有凹槽，用于将第一倒V型板的两个连接板卡接在凹槽中；且支撑柱上的凹槽为多个，且于支撑多层第一倒V型板。
进一步的，矩形框架中设置多根支撑柱，用于支撑多行第一倒V型板，每行第一倒V型板均是沿泥水混合液流动方向设置。
进一步的，每两个倒V型板支架之间为一列第一倒V型板，倒V型沉淀区平行设置有多个倒V型板支架和多列第一倒V型板。
进一步的，与出水配水区相临的倒V型板支架为末端倒V型板支架，所述末端倒V型板支架的支撑柱的宽度大于其它倒V型板支架的支撑板的宽度。
进一步的，至少在每个倒V型板支架下方均设置有沼气排放口。
本发明的集气***用于将气体与泥水混合液分离，泥水混合液进入倒V型沉淀***进行自然沉降，形成污泥颗粒和清液，清液通过排水***进行收集排出，污泥颗粒通过集气***的污泥回流缝重新进入厌氧反应区。通过倒V型沉淀板实现污泥、污水和废气的分离，并且保障出水清澈。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供了一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器***。
(2)厌氧出水水质好且运行稳定。
(3)本发明采用集气罩和倒V型板依次实现气和泥水的分离，相交传统三相分离器工艺，大大提高了厌氧的泥水分离效果，克服了厌氧沼液泥水分离不彻底的技术难题。
(4)工艺简单、集成化高且易操作，具有良好的推广前景。
附图说明
图1是本发明总体示意图。
图2是本发明倒V型沉淀区剖面图。
图3是多行倒V型板支架结构图。
其中，1、集气***；11、第一斜板；12、第二斜板12；13、第二倒V型板、14、沼气排放口、15、污泥回流缝；
2、倒V型沉淀***；21、第一框架；22、进水口，23、集水槽；24、进水配水区；25、倒V型沉淀区；26、出水配水区；27、溢流堰；
251、第一倒V型板；252、倒V型板支架。
具体实施方式
以下通过实施例并结合附图对本发明所述一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器进一步说明。
本发明的一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，如图1所示，包括集气***1和倒V型沉淀***2。倒V型沉淀***2设置在集气***1上方。所述集气***1用于将气体与泥水混合液分离。所述的气体为沼气，分离出的气体被沼气排放***收集并最终进入集气箱。倒V型沉淀***2用于对泥水混合液分离进行沉淀，得到污泥颗粒和清液，清液通过排水***排出，污泥颗粒回流到厌氧***中。
如图2所示，所述集气***1包括上集气罩和下集气罩；上集气罩包括第一斜板11和第二斜板12，下集气罩包括第二倒V型板13，第二倒V型板13的顶角处设置有沼气排放口14；通过沼气排放口14与沼气排放***连接，沼气排放口14的直径不小于200 mm。
第二倒V型板13、第一斜板11和第二斜板12均沿泥水混合物流动的方向设置，第一斜板11和第二斜板12分别位于第二倒V型板13的两侧，第一斜板11的板面与第二倒V型板13的板面呈锐角，55°～60°夹角，且在锐角的顶点处，第一斜板11与第二倒V型板13之间存在间隙，所述的间隙为污泥回流缝15；污泥回流缝15大于200 mm。
第二斜板12在第二倒V型板13的另一侧与第一斜板11对称设置，第一斜板11、第二斜板12与第二倒V型板13重叠投影量大于200 mm。
所述倒V型沉淀***2包括上下两端开口的第一框架21，所述框架的一端开设有进水口22，为第一框架21进水端，第一框架21另一端为出水端，出水端的高度低于进水端高度；在出水端还设置有集水槽23。
第一框架21内依次划分为进水配水区24、倒V型沉淀区25和出水配水区26，泥水混合液从框架的进水口22进入，到达进水配水区24缓冲，进一步分离出残余的少量气体，残余的少量气体继续上升被沼气排放***收集，再到达倒V型沉淀区25进行泥水分离，再到达出水配水区26缓冲，在出水配水区26还设置有溢流堰27，分离出的清液在出水端溢流出到达集水槽23，分离出的污泥颗粒返回厌氧***内。集水槽23与排水***连接，通过排水***排出，所述排水***为U型水封管道， 管径不小于150 mm。
第二倒V型板13、第一斜板11和第二斜板12位于第一框架21中，且位于倒V型沉淀区25的下方。第二倒V型板13、第一斜板11和第二斜板12的两端分别固定在第一框架21上，且第一斜板11和第二斜板12的一条长边也分别固定在第一框架21上，第一斜板11和第二斜板12的另一条长边与第二倒V型板13的板面形成污泥回流缝15。
所述倒V型沉淀区25设置有第一倒V型板251和倒V型板支架252；第一倒V型板251夹角为60°。
倒V型板支架252用于对第一倒V型板251起支撑作用，第一倒V型板251沿泥水混合液流动的方向设置，第一倒V型板从下到上平行设置多层，每层之间距离相等，第一倒V型板的两端分别位于两个倒V型板支架252上。
所述倒V型板支架252包括矩形框架、以及矩形框架中平行设置的支撑柱。
矩形框架竖直设置在第一框架21中，且矩形框架所在平面与泥水混合液流动的方向垂直，矩形框架与第一框架21固定连接，矩形框架中的支撑柱均沿竖直设置，相临的支撑柱上对称的开设有凹槽，用于将第一倒V型板251的两个连接板卡接在凹槽中。且支撑柱上的凹槽为多个，用于支撑多层第一倒V型板251。第一倒V型板251的层间距离为50～100 mm。
矩形框架中设置多根支撑柱，用于支撑多行第一倒V型板251，如图3所示，两个倒V型板支架252之间设置多行第一倒V型板251，每行第一倒V型板251均沿泥水混合液流动方向设置。相邻第一倒V型板251的行间距形成斜板间污泥沉淀通道，斜板间污泥沉淀通道宽度为20-50mm。
每两个倒V型板支架252之间为一列第一倒V型板251，倒V型沉淀区25平行设置有多个倒V型板支架252和多列第一倒V型板251，在第二倒V型板13上，每个倒V型板支架252下方对应位置，均设置有沼气排放口14。防止沼气在在第一倒V型板251下方聚集。
所以，通过设置多个倒V型板支架252、倒V型板支架252中设置多个支撑柱、以及支撑柱上设置多个凹槽，每两个相对设置的凹槽中放置一个第一倒V型板251，则形成多列多行多层的第一倒V型板251结构。
与出水配水区26相临的倒V型板支架252为末端倒V型板支架，所述末端倒V型板支架的支撑柱的宽度大于其它倒V型板支架252的支撑板的宽度。以便在出水配水区26产生较急的水流。
安装过程中本发明的三相分离器与水平面成1°倾角，以便于沉淀区进行排气。

Claims (10)

1.一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，其特征在于，包括集气***和倒V型沉淀***；
倒V型沉淀***设置在集气***上方；
所述集气***用于将气体与泥水混合液分离；
倒V型沉淀***用于对泥水混合液分离进行沉淀，得到污泥颗粒和清液，清液被排出，污泥颗粒回流到厌氧***中。
2.根据权利要求1所述一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，其特征在于，所述集气***包括上集气罩和下集气罩；
上集气罩包括第一斜板和第二斜板，下集气罩包括第二倒V型板，第二倒V型板的顶角处设置有沼气排放口；
第二倒V型板、第一斜板和第二斜板均沿泥水混合物流动的方向设置，第一斜板和第二斜板分别位于第二倒V型板的两侧，且关于第二倒V型板对称，第一斜板的板面与第二倒V型板的板面呈锐角，且在锐角的顶点处，第一斜板与第二倒V型板之间存在间隙，所述的间隙为污泥回流缝。
3.根据权利要求1或2所述一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，其特征在于，所述倒V型沉淀***包括上下两端开口的第一框架，所述框架的一端开设有进水口，为第一框架进水端，第一框架另一端为出水端，出水端的高度低于进水端高度；
第一框架内依次划分为进水配水区、倒V型沉淀区和出水配水区，泥水混合液从第一框架的进水口进入，到达进水配水区缓冲，再到达倒V型沉淀区进行泥水分离，再到达出水配水区缓冲，分离出的清液在出水端溢流出，分离出的污泥颗粒返回厌氧***内。
4.根据权利要求3所述一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，其特征在于，出水配水区还设置有溢流堰。
5.根据权利要求3所述一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，其特征在于，所述倒V型沉淀区设置有第一倒V型板和倒V型板支架；
倒V型板支架用于对第一倒V型板起支撑作用，第一倒V型板沿泥水混合液流动的方向设置，第一倒V型板从下到上平行设置多层，第一V型板的两端分别位于两个倒V形板支架上。
6.根据权利要求5所述一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，其特征在于，所述倒V形板支架包括矩形框架、以及矩形框架中平行设置的支撑柱；
矩形框架竖直设置在第一框架中，且矩形框架所在平面与泥水混合液流动的方向垂直，
矩形框架与第一框架固定连接，矩形框架中的支撑柱均沿竖直设置，相临的支撑柱上对称的开设有凹槽，用于将第一倒V型板的两个连接板卡接在凹槽中；
且支撑柱上的凹槽为多个，且于支撑多层第一倒V型板。
7.根据权利要求6所述一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，其特征在于，矩形框架中设置多根支撑柱，用于支撑多行第一倒V型板，每行第一倒V型板均是沿泥水混合液流动方向设置。
8.根据权利要求6或7所述一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，其特征在于，每两个倒V型板支架之间为一列第一倒V型板，倒V型沉淀区平行设置有多个倒V型板支架和多列第一倒V型板。
9.根据权利要求8所述一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，其特征在于，与出水配水区相临的倒V型板支架为末端倒V型板支架，所述末端倒V型板支架的支撑柱的宽度大于其它倒V型板支架的支撑板的宽度。
10.根据权利要求2-9所述一种高负荷厌氧***内高效撬装式三相分离器，其特征在于，至少在每个倒V型板支架下方均设置有沼气排放口。
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