一种用于厌氧反应器中的污泥回流式三相分离器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型专利属于废水厌氧生物处理领域，具体涉及一种用于厌氧反应器中的污泥回流式三相分离器。
【背景技术】
[0002]在当前的废水生物处理方法中，厌氧生物处理法因具有耐受的有机负荷高，运行费用低，剩余污泥量小且稳定，管理方便等诸多优点，当前已经被广泛使用，并且取得良好的处理效果。
[0003]厌氧反应器是废水厌氧生物处理的核心设备，在废水处理过程中起到最主要的作用。当前常用的厌氧反应器有主要有三种:UASB、EGSB和IC反应器。UASB反应器是荷兰Wageningen农业大学的教授Lettinga于20世纪70年代开发的一种高效污水厌氧反应系统，EGSB是荷兰B1thane公司与Delft水力学院合作开发的厌氧颗粒污泥膨胀床反应器，而IC是由荷兰帕克公司开发的厌氧内循环反应器。其中，UASB属于第二代厌氧生物反应器，EGSB和IC则属于第三代厌氧反应器。
[0004]第二代反应器可以将固体停留时间与水力停留时间相分离，使固体停留时间远大于水力停留时间，第三代反应器在保证第二代反应器特征的基础上，使污泥与废水中物质的传质效果提高。既要保证较高的上升流速增加固相和液相物质传质速度，又要保证较高的污泥停留时间来增加反应器污泥浓度，这就需要具有高效气、液、固分离效果的三相分离器。
[0005]三相分离器是厌氧反应器的核心部分，三相分离器的好坏，直接关系到厌氧处理效果的好坏。三相分离器的主要由反射板和气室组成，通过不同的组合可以形成不同形式的分离器。
[0006]以上常见的三相分离器主要存在的缺点是:气、液、固混合液入流口和污泥回流口大多是重合的，如此会使上升的水流干扰污泥的回流，同时未彻底分离的气体会随污泥进入沉淀区，影响了污泥的沉降和气固分离效果，不能维持反应器内有很高的污泥浓度。
[0007]本实用新型中的三相分离器针对以上问题，通过设置具体的分流板，将上升水流路径和污泥下降回流路径在空间上分开，这样极大限度的降低了水流上升对于污泥回流的影响，提高了固液、气固分离效果，使得污泥正常回流，保证了底部反应区污泥浓度。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的是为了解决当前三相分离器设计上存在的污泥回流和三相混合物流上升公用一个缝隙的弊端，通过具体设计改进，减轻了上升水流对下降固流的影响，提高了固液、气固分离效果，使污泥顺利回流以便保持反应区有高的污泥浓度，从而保证厌氧处理的高效进行。
[0009]为了实现以上目的，本实用新型采用了以下技术方案。
[0010]一种用于厌氧反应器中的污泥回流式三相分离器，所述分离器包括竖向集气槽、若干上层三相分离单元和若干下层三相分离单元，由上层三相分离单元和下层三相分离单元交替固定于竖向集气槽上；所述上层三相分离单元由一块上层三相分离板和两块上层污泥回流板构成；所述下层三相分离单元由一块下层三相分离板和两块下层污泥回流短板构成；所述上层三相分离板和下层三相分离板为倒置的V型三相分离板，所述上层三相分离板和下层三相分离板上均设置有气体排出孔洞；所述上层三相分离板和上层污泥回流板固定于竖向集气槽的板材上，形成上层三相分离单元；每个上层三相分离单元中的两块上层污泥回流板的形状分别为 > 型和〈型，且两块上层污泥回流板的顶点向内，开口向外；所述上层三相分离单元中由上层三相分离板所围成的区域为上层三相分离区，由上层污泥回流板所围成的区域为气液固混合流上升通道；相邻两个上层三相分离单元的上层三相分离板之间的区域为气固分离后的污水流出通道，上层三相分离板上方的区域为分离器顶部沉淀区；所述下层三相分离板固定于竖向集气槽的板材上；上层污泥回流板与下层三相分离板之间形成上层污泥回流通道；所述下层污泥回流短板通过锚固粧连接于下层三相分离板左右两内侧，下层三相分离板与下层污泥回流短板之间形成下层污泥回流通道，下层三相分离单元中除了下层污泥回流通道外其余区域为下层三相分离区；所述分离器下端为反应区。
[0011]上述分离器中，所述分离器还包括沼气排出管，所述沼气排出管位于竖向集气槽顶部。
[0012]上述分离器中，所述气体排出孔洞孔道位于竖向集气槽竖向投影覆盖范围内。
[0013]上述分离器中，下层三相分离板两侧板材与水平线角度为50?60度，上层三相分离板两侧板材与水平线角度为45?60度，上层三相分离板两侧板材与水平线角度小于下层三相分离板两侧板材与水平线角度。
[0014]上述分离器中，所述上层污泥回流板中上半段板材所在的平面，与下层三相分离板中靠近所述上层污泥回流板的半段板材所在的平面之间角度为15?20度；同一锚固粧相连接的下层污泥回流短板所在平面与下层三相分离板的半段板材所在平面之间的角度为10?15度。
[0015]上述分离器中，上层污泥回流板中上半段板材在下层三相分离板的半段板材的投影长度占下层三相分离板的半段板材长度的30%?70%。
[0016]上述分离器中，下层污泥回流短板在与之对应的下层三相分离板半段板材上的投影长度占下层三相分离板的半段板材长度的25%?50%，所述下层三相分离板半段板材为与所述下层污泥回流短板同一锚固粧相连接的板材；所述污泥回流短板的一个端点与下层三相分离板的一个端点之间的连线平行于所述上层污泥回流板的下半段板材所在平面。
[0017]上述分离器中，上层污泥回流板上半段板材的板面与水平线夹角为65?80度，下半段板材的板面与水平线夹角为55?75度，所述上层污泥回流板的下半段板材与下层污泥回流短板的竖向投影不重叠。
[0018]上述分离器中，同一个上层三相分离单元中的两块上层污泥回流板顶点之间的水平缝宽与，相邻下层三相分离单元中的下层三相分离板两个端点之间水平距离的长度比为0.2:1?0.5:1 ;所述上层三相分离单元中上层三相分离板的两个端点的水平距离，与相邻两个下层三相分离单元中的下层三相分离板的V型顶点间的水平距离的比值为0.75:1?
0.9:10
[0019]上述分离器中，所有分离板靠近反应器壁的顶端部分和矩形总气体收集槽边缘都实施封闭。
[0020]与现有技术相比，本实用新型所具有的优点:
[0021](I)通过在传统倒“V”型分离器的分离板边缘合理位置布设污泥回流板，将污泥回流和水流的上升路径从空间上分开，如此改变了传统类似三相分离器中污泥回流缝和污水上升缝重合的弊端，能够有效减缓上升水流对于下降污泥流的扰动作用，有利于上层分离开的污泥顺利沉淀到反应区，保持反应区内部较高的污泥浓度，保证反应器对污染物的高效处理。
[0022](2)通过下层三相分离板内侧的污泥回流短板的设置，使得气体分离之后的固液混合流在下层三相分离板和下层污泥回流短板中间形成环流，污泥可以容易地流向下层污泥回流缝。
[0023](3)通过上层污泥回流板的设置，气液固混合液流经相邻上层污泥回流板后流通截面积扩大，流速变慢，有利于污泥的沉淀和气体的分离。气体分离之后的污泥在上层三相分离板的导向作用下形成环流，污泥向两边沉淀下去，流入到上层污泥回流通道中。
[0024](4)上下层污泥回流通道的污泥在上下层分离板的导向作用下形成环形水流，且由于回流通道均采用底部窄、上部宽的设计，水流在污泥回流通道中流速会逐渐增大，污泥会在水流的作用下快速下沉到反应区，继而回到污泥层中。
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型三相分离器的剖面图；
[0026]图2本实用新型三相分离器中上层三相分离板立体示意图；
[0027]图3本实用新型三相分离器中下层三相分离板立体示意图；
[0028]图4本实用新型三相分离器中竖向集气槽立体示意图；
[0029]图5是实施例1中用于厌氧反应器中的污泥回流式三相分离器的装置图；
[0030]图6是实施例1中安装有传统三相分离器的厌氧反应器装置图；
[0031]图7是实施例1中I号反应器和2号反应器去除废水中COD效果对比图；
[0032]图8是实施例1中I号反应器和2号反应器处理废水时出水中SS浓度对比图；
[0033]图9是实施例1中I号反应器和2号反应器处理废水过程中产气速率对比图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。
[0035]如图1、图2和图4所示，一种用于厌氧反应器中的污泥回流式三相分离器包括上层三相分离板1、下层三相分离板2、上层三相分离区3、下层三相分离区4、上层污泥回流板5、下层污泥回流短板6、上层污泥回流通道7、下层污泥回流通道8、气液固混合流上升通道9、污水流出通道10、分离器顶部沉淀区11、反应区12、气体排出孔洞13、竖向集气槽14、沼气排出管15和锚固粧16。
[00