本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種用于升流式厭氧反應(yīng)器的三相分離裝置。

背景技術(shù)：

三相分離器是工業(yè)廢水處理中較常用的動態(tài)分離設(shè)備，自從1970年荷蘭Lettinga發(fā)明這個工藝以來，已經(jīng)經(jīng)過了40多年的歷史。傳統(tǒng)的分離器需要安裝在升流式厭氧反應(yīng)器(簡稱UASB)的上部位置，實現(xiàn)水、氣、固體(活性污泥和固體浮渣)的分離。但現(xiàn)有技術(shù)中用于UASB的倒“V”型三相分離器存在工程安裝時需用大量支架耗材較多，且支架長期使用腐蝕后三相分離器易坍塌，導致氣體與污泥的外泄，而因其設(shè)計上的固有缺陷造成的不能分離固體浮渣致使導氣管容易堵塞，且倒“V”型三相分離器在日常檢修維護時十分不便。三相分離器如果設(shè)計不好，會導致氣、液、固三相無法有效的分離，導致氣體收集口收集不到氣體，上浮的污泥無法絮凝沉降，出水的水質(zhì)中含有大量的污泥而無法保證良好的出水水質(zhì)。

在授權(quán)公告號為CN203820536U的專利中公開了一種UASB的三相分離器裝置，包括位于UASB頂部的三相分離器的集氣口，所述集氣口包括第一集氣口和第二集氣口，所述第一集氣口用于收集UASB中液面以下產(chǎn)生的氣體，所述第二集氣口用于收集UASB中液面以上的進一步分離的氣體，以及所述UASB的中上部還設(shè)有污泥沖擊裝置，所述沖擊分離裝置用于對所述三相分離器的第一集氣口處進行沖擊，且所述污泥沖擊裝置還通過循環(huán)泵與所述第二集氣口相連通。本實用新型通過設(shè)置污泥沖擊裝置和兩個不同高度位置的集氣口，能保證氣、液、固三相有效的分離，使其具有良好的出水水質(zhì)，且結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但該發(fā)明的缺點是污泥不能完全回流，而且污泥回流需消耗動力，并對UASB出水的擾動可能造成出水懸浮物高；浮渣無法分離。

在公開好為CN104692523A的發(fā)明創(chuàng)造中公開了一種UASB反應(yīng)器，涉及機械設(shè)備領(lǐng)域，包括反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)有污泥床區(qū)，所述污泥床區(qū)上設(shè)有懸浮污泥區(qū)，所述懸浮污泥區(qū)上方設(shè)有三相分離器，所述污泥床區(qū)下方設(shè)有布水器，所述布水器高度為2～3cm，所述三相分離器上設(shè)有抽氣機，所述布水器與至少2個電動機連接，設(shè)置布水器使反應(yīng)器進水均勻穩(wěn)定，不易發(fā)生攪動，有益于提高水凈化效率，三相分離器上設(shè)置抽氣機將產(chǎn)生的氣體及時有效地排出來，使三相更好地分離，提高工作效益，結(jié)構(gòu)合理，實用方便。但所述分離器存在污泥上浮的情況，污泥分離效率較低；分離器設(shè)置了抽氣機，存在安全隱患；浮渣無法分離。

在受權(quán)公告號為CN205294959U提供一種UASB反應(yīng)器，包括UASB反應(yīng)池、循環(huán)泵、循環(huán)管道和水力攪拌器，水力攪拌器安裝在污泥反應(yīng)區(qū)內(nèi)，水力攪拌器包括S形管道，S形管道上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)葉片，所述循環(huán)管道的一端與污泥反應(yīng)區(qū)連通，循環(huán)管道的另一端與S形管道連通，并且S形管道可轉(zhuǎn)動地連接在循環(huán)管道上。本實用新型在池內(nèi)增加了水力攪拌器，利用水流噴射反作用力驅(qū)動水力攪拌器轉(zhuǎn)動，使厭氧污泥和廢水充分接觸，使污泥中的微生物能夠更大程度地分解廢水中的有機物，提高了UASB反應(yīng)器的有機載荷能力和凈化效率；同時，泥水經(jīng)過水力攪拌器的強力混合，污泥在池內(nèi)不易板結(jié)，清掏周期縮短。其存在的不足是沒有解決浮渣分離問題。

在CN104418432A中公開了一種凈化型UASB反應(yīng)器，涉及工業(yè)機械領(lǐng)域，包括池體，所述池體底部設(shè)有污泥床區(qū)，所述污泥床區(qū)上方設(shè)有污泥懸浮層區(qū)，所述污泥懸浮層區(qū)上方設(shè)有一級三相分離器，所述污泥床區(qū)設(shè)有脈沖進液系統(tǒng)，所述一級三相分離器上方設(shè)有深度凈化反應(yīng)室，所述深度凈化反應(yīng)室上方設(shè)有二級三相分離器，所述二級三相分離器為分布式三相分離器，污泥床區(qū)采用脈沖進液系統(tǒng)，布液孔口不易堵塞，并且布水均勻，傳質(zhì)性能好，深度凈化反應(yīng)室進一步降低出水污染物濃度，分布式二級三相分離器先完成氣相分離再完成固液分離，分離目的明確，利于污泥沉降，便于安裝和維修。其存在的不足是分離器多級設(shè)置，結(jié)構(gòu)復雜，沒有解決浮渣問題。

在授權(quán)公告號CN205170491U涉及一種UASB反應(yīng)器，包括布水裝置、三相分離器和反應(yīng)器，布水裝置包括分別設(shè)于反應(yīng)器底部外圍的兩根弧形布水管，弧形布水管伸入反應(yīng)器的池體內(nèi)部，三相分離器設(shè)于反應(yīng)器內(nèi)腔上部，三相分離器上部設(shè)有集氣罩，反應(yīng)器上部設(shè)有沼氣出口，反應(yīng)器上部內(nèi)置設(shè)有集水槽，集水槽設(shè)有出水口，反應(yīng)器底部還設(shè)有取樣口。本實用新型的優(yōu)點體現(xiàn)在：(1)布水裝置劃分區(qū)域、定點布水。滿足水力攪拌需要，保證進水有機物與污泥迅速混合，單位面積進水相同，防止酸敗的發(fā)生；(2)三相分離器采用錐形分離器與集氣罩相配合，有效的分離沼氣、污泥和水；(3)改進后內(nèi)置集水槽、設(shè)備外形更整齊，保溫層的安裝更節(jié)省和更方便。其存在的不足是沒有解決浮渣問題。

在授權(quán)公告號CN205099458U實用新型公開了一種用于UASB反應(yīng)器的模塊化三相分離器，所述模塊化三相分離器包括殼體、開口朝下的多個V形擋板和設(shè)于V形擋板頂部兩端的氣體收集管，V形擋板由左傾擋板和右傾擋板按照設(shè)定的夾角組合而成，V形擋板可拆卸地固定于殼體上，多個V形擋板分為上組和下組，每組V形擋板平行間隔設(shè)置，兩組V形擋板交錯設(shè)置，殼體的頂端的兩側(cè)設(shè)有連接板，連接板上設(shè)有可拆卸固定機構(gòu)。本實用新型的模塊式三相分離器根據(jù)水質(zhì)要求相應(yīng)地增設(shè)擋板層數(shù)或分離器高度，使水中的氣體、固體能更有效地被阻隔分離。使得用戶能在不同情況下改動三相分離器的配置，以更加精確地滿足水處理要求。其存在的不足是，為早期的到V結(jié)構(gòu)的分離器，支架長期使用腐蝕后三相分離器易坍塌，導致氣體與污泥的外泄，而因其設(shè)計上的固有缺陷造成的不能分離固體浮渣致使導氣管容易堵塞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的三相分離器坍塌后導致的氣體與污泥的外泄，不能分離固體浮渣以及日常檢修維護不便的不足，本發(fā)明提出了一種用于升流式厭氧反應(yīng)器的三相分離裝置。

本發(fā)明包括四塊反射收集板、多個異型分離器、浮渣分離器和UASB池。其中：

各反射收集板均位于UASB池內(nèi)，并使各反射收集板的下底邊分別固定在方形UASB池內(nèi)壁的中部；所述各反射收集板與UASB池內(nèi)壁表面的夾角α＝120°～135°。相鄰兩塊反射收集板的側(cè)邊之間均固接，使四塊反射收集板均以α角的角度向UASB反應(yīng)器的中軸方向延伸，呈“金字塔”形，并且組合后的四塊反射收集板的頂端形成一個正方形的開口。所述的浮渣分離器安裝在組合后的四塊反射收集板的頂端。在所述反射收集板的下表面分別安裝有異型分離器。

所述的四塊反射收集板均為梯形板。各反射收集板的下底邊與UASB池內(nèi)壁的邊長相等，上底邊為1/4～1/3內(nèi)池壁邊長。

在安裝有異型分離器時，將該異形分離器上端的安裝固定板卡裝在所述的通孔上，并且各反射收集板下底邊的邊緣處對稱的安裝有兩個異型分離器，在各反射收集板上底邊的中部安裝有一個異型分離器；

所述的異型分離器包括異型分離器殼體、一級小反射收集板、安裝固定板和二級小反射收集板。所述異型分離器殼體的橫截面為方形。該異型分離器的上端為與安裝后的反射收集板配合的斜面。所述異型分離器的上端為敞口，在該敞口處有直角的外翻邊，形成了異型分離器的安裝固定板。所述異型分離器的下端為封閉端，并且該封閉端的面板亦為斜面，形成了一級小反射收集板；該一級小反射收集板的傾斜角度為β。所述異型分離器上端傾斜的方向與該異型分離器下端傾斜的方向一致。所述二級小反射收集板位于異型分離器內(nèi)，被固定在該異型分離器內(nèi)側(cè)壁板的內(nèi)表面，并使該二級小反射收集板的斜板的下端靠近一級小反射收集板的上端，在二級小反射收集板斜板的下端與一級小反射收集板上端之間形成了水流通道。

所述浮渣分離器包括上部的集氣室和下部的分離室。其中：

所述分離室由浮渣分離器殼體、導流板、液封板、浮渣接收槽、溢流堰板、導氣管和排水管組成。在該浮渣分離器殼體內(nèi)固定有溢流堰板，并使該溢流堰板中斜板的下端與該浮渣分離器殼體下端的一個直角的內(nèi)邊封接并固定。在該浮渣分離器殼體內(nèi)另一側(cè)靠近寬度方向中心線處固定有豎直的液封板；該液封板下端的端面略低于所述溢流堰板中直板的上端面，并使該液封板與所述溢流堰板相互平行。在該液封板與所述溢流堰板相鄰的表面之間有1/4～1/3浮渣分離器邊長的間距。所述液封板與浮渣分離器殼體壁之間的腔體形成了浮渣接收槽。排水管安裝在所述浮渣接收槽一側(cè)的殼體壁板上。

所述液封板的上端伸出該分離室。在該液封板與溢流堰板相鄰一側(cè)與三塊斜板共同組成了半邊為錐體的集氣室，并使該三塊斜板的下端分別與分離室三面殼體的上端面固接。在該集氣室的頂端安裝有導氣管。

所述溢流堰板中直板位于浮渣分離器殼體內(nèi)一側(cè)并靠近該殼體寬度方向中心線，且該直板的上端面處于該分離室高度的2/3處。

由于本發(fā)明采用了“金字塔”形的反射收集板，延長了上浮污泥的撞板路徑，使得污泥裹挾的氣體能夠有效的釋放，提高氣體釋放效率；異形分離器的通道具有雙向性，可以保證水流經(jīng)通道無障礙通過，同時可保證水流通過時裹挾的氣體和污泥有效分離，另外在反射收集板上面積累的少量的污泥通過異形分離器的通道滑向UASB反應(yīng)器的池底，提高了污泥回流率；浮渣分離器中浮渣分離器溢流堰板的高度與UASB反應(yīng)器的液面等高，有效的保證頂部的浮渣和少量的水順利溢流至浮渣接收槽，浮渣接收槽排水管能夠很好地控制浮渣接收槽的液位低于穿過UASB反應(yīng)器液位而高于液封板的下邊界高度，這種特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)置保證了氣體不外漏，而浮渣可以受重力作用而排出，實現(xiàn)了浮渣分離和氣體的收集。

本發(fā)明能夠高效實現(xiàn)固、液、氣的分離和UASB內(nèi)的浮渣分離與清理，解決了一般分離器分離效率低下，導氣管易堵塞問題和浮渣分離難的問題。整體材料采用PVC板材加工制作。分浮渣離器安裝在采用不銹鋼型材制成的支撐結(jié)構(gòu)上，該支撐結(jié)構(gòu)的外形與反射收集板1的外形相配合；所述支撐結(jié)構(gòu)固定在UASB池內(nèi)側(cè)壁上。徹底解決了鋼制材料在廢水中的腐蝕難題，檢修維護極為方便，還具有結(jié)構(gòu)簡單、易于加工制造，以及工程化難度低的特點。

附圖說明

圖1是UASB分離器主視圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是異型分離器的軸測圖。

圖4是圖3中A-A向剖視圖。

圖5是浮渣分離器的軸測圖。

圖6是浮渣分離器的主視圖。

圖7是圖6的俯視圖。圖中：

1.反射收集板；2.異型分離器；3.浮渣分離器；4.UASB池；5.一級小反射收集板；6.二級小反射收集板；7.內(nèi)側(cè)壁板；8.浮渣分離器殼體；9.異型分離器殼體；10安裝固定板；11.導流板；12.溢流堰板；13.導氣管；14浮渣接收槽；15.液封板；16.排水管；17集氣室；18.浮渣；19.UASB池液位；20.溢流槽液位；21.水流通道；22.氣流通道；23.污泥。

具體實施方式

本實施例是一種用于升流式厭氧反應(yīng)器的三相分離裝置，包括四塊反射收集板1、多個異型分離器2、浮渣分離器3和UASB池4。其中：

所述的四塊反射收集板1均為梯形板。各反射收集板的下底邊與UASB池內(nèi)壁的邊長相等，上底邊為1/4～1/3內(nèi)池壁邊長。各反射收集板均位于UASB池4內(nèi)，并使各反射收集板的下底邊分別固定在方形UASB池內(nèi)壁的中部；所述各反射收集板與UASB池內(nèi)壁表面有夾角α，該夾角α＝120°～135°。相鄰兩塊反射收集板的側(cè)邊之間均通過焊接連接，使四塊反射收集板均以α角的角度向UASB反應(yīng)器的中軸方向延伸，呈“金字塔”形，并且組合后的四塊反射收集板的頂端形成一個正方形的開口，用于與浮渣分離器對接。所述的浮渣分離器3安裝在組合后的四塊反射收集板的頂端。

所述各反射收集板1下底邊的邊緣處對稱的有兩個與異型分離器2出口配合的通孔，在各反射收集板1上底邊的中部有一個與異型分離器2出口配合的通孔。在所述各通孔上分別安裝有異型分離器，具體是將該異形分離器2上端的安裝固定板10卡裝在所述的通孔上，并使該異型分離器均位于所述各反射收集板的下表面。

所述的異型分離器2包括異型分離器殼體9、一級小反射收集板5、安裝固定板10和二級小反射收集板6。所述異型分離器殼體的橫截面為方形。該異型分離器的上端為與安裝后的反射收集板1配合的斜面。所述異型分離器的上端為敞口，在該敞口處有直角的外翻邊，形成了異型分離器的安裝固定板10。所述異型分離器的下端為封閉端，并且該封閉端的面板亦為斜面，形成了一級小反射收集板5；該一級小反射收集板的傾斜角度為β。所述異型分離器上端傾斜的方向與該異型分離器下端傾斜的方向一致。所述二級小反射收集板6位于異型分離器內(nèi)，被固定在該異型分離器內(nèi)側(cè)壁板7的內(nèi)表面，并使該二級小反射收集板的斜板的下端靠近一級小反射收集板5的上端，在二級小反射收集板斜板的下端與一級小反射收集板上端之間形成了水流通道21，當污泥23順著所述二級小反射收集板的斜板表面流下時便沉積在一級小反射收集板5的表面。

所述浮渣分離器3設(shè)置在反射收集板1的頂端，主要的功能是集氣和浮渣分離功能。所述浮渣分離器3包括上部的集氣室17和下部的分離室8。

所述分離室8由浮渣分離器殼體8、導流板11、液封板15、浮渣接收槽14、溢流堰板12、導氣管13和排水管16組成。所述的浮渣分離器殼體8為矩形盒狀，在該浮渣分離器殼體內(nèi)固定有溢流堰板12，并使該溢流堰板中斜板的下端與該浮渣分離器殼體下端的一個直角的內(nèi)邊封接并固定；該溢流堰板中直板位于浮渣分離器殼體內(nèi)一側(cè)并靠近該殼體寬度方向中心線，且該直板的上端面處于該分離室高度的2/3處。

在該浮渣分離器殼體內(nèi)另一側(cè)靠近寬度方向中心線處有豎直的液封板15，并使該液封板的兩個側(cè)邊分別固定在所述殼體的內(nèi)表面；該液封板下端的端面略低于所述溢流堰板中直板的上端面，并使該液封板與所述溢流堰板相互平行。在該液封板與所述溢流堰板12相鄰的表面之間有1/4～1/3浮渣分離器邊長的間距，該間距形成了水流通道21。所述液封板15與浮渣分離器殼體壁之間的腔體形成了浮渣接收槽14。排水管16安裝在所述浮渣接收槽一側(cè)的殼體壁板上，與UASB出水總管連接，用于控制浮渣收集槽的液位，使該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，以保證浮渣隨著在排渣通道的堆積受重力作用而排出，氣體則無法排出。

所述液封板的上端伸出該分離室。在該液封板與溢流堰板12相鄰一側(cè)與三塊斜板共同組成了半邊為錐體的集氣室17，并使該三塊斜板的下端分別與分離室三面殼體的上端面固接。在該集氣室的頂端安裝有導氣管13。

工作時，所述溢流堰板11的兩側(cè)形成了UASB池液位19的液位差，位于高液位一側(cè)的浮渣18隨水流進入低液位一側(cè)，并順著導流板11中的斜板表面流下并進入浮渣接收槽14的入口，使頂部的浮渣和少量的水順利溢流至浮渣接收槽14。對浮渣接收槽內(nèi)的浮渣定期清理，浮渣分離器3內(nèi)經(jīng)溢流堰板11流出的液體可通過浮渣接收槽3的排水管15與UASB反應(yīng)器出水總管相連接而排出，實現(xiàn)了浮渣分離和氣體的收集。

“金字塔”形的反射收集板1的主要功能和作用是氣體收集和安裝異型分離器2，保證氣體向分離裝置頂部的浮渣分離器3的集氣室16進行收集，同時保證了液體可以從異型分離器2的通道向外排放，上升的活性污泥在反射收集板1內(nèi)側(cè)積累后滑向UASB反應(yīng)器的底部。異型分離器2的功能是水流能夠經(jīng)由一級小反射收集板4和二級小反射收集板5構(gòu)成的通道正常通過，而污泥和氣體被反射隔離，另外在一級小反射收集板4和二級小反射收集板5上面沉降積累的污泥可以通過異型分離器2的流道滑向UASB反應(yīng)器的池底。

本實施例中，所述浮渣分離器的所有材質(zhì)均采用PVC板材加工，解決了一般分離器的鋼制結(jié)構(gòu)在水中的腐蝕問題。分浮渣離器安裝在采用不銹鋼型材制成的支撐結(jié)構(gòu)上，該支撐結(jié)構(gòu)的外形與反射收集板1的外形相配合；所述支撐結(jié)構(gòu)固定在UASB池內(nèi)側(cè)壁上。

所述的反射收集板1和異型分離器2均能夠?qū)崿F(xiàn)污泥的回流，解決了污泥流失的問題。

所述異型分離器2的數(shù)量和平面布置形式根據(jù)UASB池的面積靈活設(shè)置。