弧形三相分离器的制作方法

本实用新型涉及一种三相分离设备，尤其涉及一种UASB反应器中使用的弧形三相分离器，属于污水处理领域。

背景技术：

随着我国工业化程度的不断提高，工业生产规模的不断扩大，现有的污水处理设备越来越难以满足现代化、高效化工业生产的需要。特别是对于提高污水处理中的厌氧反应器效能的设计，尤其是厌氧反应器中三相分离器的设计，逐渐成为提高工业废水处理效果的关键所在。

接下来就以厌氧反应器中最具代表性的UASB反应器来具体说明。目前各污水处理企业所使用的UASB反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。

其中，三相分离器是整个UASB反应器中最有特点和最重要的装置，它同时具备两个功能：一、收集反应器内产生的沼气；二、使位于分离器之上的悬浮物沉淀下来。对于上述的两种功能均要求三相分离器的设计避免沼气气泡上升到沉淀区，若气泡上升到表面，则会引起出水浑浊、降低沉淀效率、并且损失了前期反应所产生的沼气。针对沼气气泡这一问题，目前市面上常见的三相分离器基本都能够满足相应的技术要求。

但现有的UASB反应器中安装的三相分离器仍然存在着很多其他的问题，其中最为突出且最为普遍的，就是在污水上升的过程中，会带动污泥床上的污泥一同上升，从而造成污泥跑泥。污泥跑泥会带走污泥中的微生物菌群，尤其是对于UASB反应器启动阶段的驯化有着重要的影响。微生物菌群的流失会减少污水BOD的去除负荷，延长UASB反应器的启动周期。

综上所述，如何提供一种泥水分离效果好、污泥絮体或颗粒沉降速度快、且能够有效避免污泥跑泥的三相分离器，就成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在上述缺陷，本实用新型的目的是提出一种UASB反应器中使用的弧形三相分离器。

本实用新型的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种弧形三相分离器，固定设置于UASB反应器的上端位置，所述UASB反应器的内部由下至上依次设置有用于向所述UASB反应器内通入污水的布水系统，以及用于承载污泥的污泥床，包括分离器外罩以及固定设置于所述分离器外罩内的挡板机构，所述挡板机构包括两个呈镜像对称的液流挡板，所述液流挡板为弧形曲面，两个所述液流挡板的外凸面相对且二者之间存在间隙，所述液流挡板顶端与所述分离器外罩内侧壁的距离小于其底端与所述分离器外罩内侧壁的距离。

优选地，所述挡板机构将所述分离器外罩内的区域分为沉淀区与反应区，所述沉淀区位于所述挡板机构上方，所述反应区位于所述挡板机构下方。

优选地，所述液流挡板包括曲面段与垂直段，所述曲面段的顶端与所述垂直段的顶端固定连接，所述垂直段与铅垂线平行，且所述垂直段与所述分离器外罩内侧壁之间存在间隙。

优选地，所述曲面段与所述垂直段的连接处存在一用于储存反应过程中所产生气体的气室，所述液流挡板上还连接有一根导气管，所述导气管的一端伸入所述气室内、另一端伸出所述UASB反应器外。

优选地，所述曲面段所对应的圆心角的大小为90°~140°。

优选地，所述曲面段所对应的圆心角的大小为120°。

优选地，所述挡板机构还包括固定设置于所述分离器外罩内侧壁上、用于防止混合液上升流直接从所述液流挡板两侧区域溢出的侧挡板，所述侧挡板与所述液流挡板相匹配，所述侧挡板设置于所述液流挡板顶端的下方位置，且所述侧挡板水平方向的最大宽度大于所述垂直段与所述分离器外罩内侧壁之间的间隙宽度。

优选地，所述挡板机构还包括固定设置于所述分离器外罩内、用于防止混合液上升流直接从两块所述液流挡板之间区域溢出的中心挡板，所述中心挡板与所述液流挡板相匹配，所述中心挡板设置于两块所述液流挡板之间区域的下方位置，且所述中心挡板水平方向的最大宽度大于两块所述液流挡板之间的间隙宽度。

优选地，所述中心挡板的垂直截面呈三角形或梯形。

优选地，所述中心挡板的垂直截面呈三角形，且三角形的三条边均为内凹的流线型曲线。

本实用新型的突出效果为：本实用新型内部的液流挡板采用弧形曲面设计，使得混合有污泥、气泡与污水的混合液在升流碰撞到曲面后，其水头损失更小，避免了现有分离器中液流挡板采用斜面结构所易导致的水头损失过大、造成动力浪费等问题。同时，本实用新型中弧形曲面的液流挡板设计使混合液在升流过程中与液流挡板的接触面积增大，也使得混合液在与液流挡板碰撞接触后，污泥絮体或颗粒可沿着液流挡板的曲面聚集、压缩，然后形成一个较大的聚集体下沉。根据斯托克斯公式的计算，本实用新型的结构设计能够使污泥絮体或颗粒返回污泥床的速度明显加快，从而大幅度降低了沉淀区的浑浊程度，提升了泥水分离的效果，在一定程度上也起到了保护反应器内微生物菌群的作用，最大限度上缓解了跑泥现象。

综上所述，本实用新型效果优异、结构巧妙、且有效地缓解了污泥跑泥的问题，具有很高的使用及推广价值。

以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

其中：1、分离器外罩；21、液流挡板；211、曲面段；212、垂直段；213、气室；22、侧挡板；23、中心挡板。

具体实施方式

本实用新型揭示了一种UASB反应器中使用的弧形三相分离器。

如图1所示，一种弧形三相分离器，固定设置于UASB反应器的上端位置，所述UASB反应器的内部由下至上依次设置有用于向所述UASB反应器内通入污水的布水系统（图中未示出），以及用于承载污泥的污泥床（图中未示出），包括分离器外罩1以及固定设置于所述分离器外罩1内的挡板机构，所述挡板机构包括两个呈镜像对称的液流挡板21，所述液流挡板21为弧形曲面，两个所述液流挡板21的外凸面相对且二者之间存在间隙，所述液流挡板21顶端与所述分离器外罩1内侧壁的距离小于其底端与所述分离器外罩1内侧壁的距离。

所述挡板机构将所述分离器外罩1内的区域分为沉淀区与反应区，所述沉淀区位于所述挡板机构上方，所述反应区位于所述挡板机构下方。

所述液流挡板21包括曲面段211与垂直段212，所述曲面段211的顶端与所述垂直段212的顶端固定连接，所述垂直段212与铅垂线平行，且所述垂直段212与所述分离器外罩1内侧壁之间存在间隙。

所述曲面段211与所述垂直段212的连接处存在一用于储存反应过程中所产生气体的气室213，所述液流挡板21上还连接有一根导气管（图中未示出），所述导气管的一端伸入所述气室213内、另一端伸出所述UASB反应器外。

除上述结构外，所述液流挡板21也可以仅包括曲面段211，若采用这样的结构，则所述液流挡板21的顶端与所述分离器外罩1内侧壁固定连接，所述液流挡板21与所述分离器外罩1内侧壁的连接处存在一用于储存反应过程中所产生气体的气室213。其余所述导气管等结构设置则与上述结构相同。

所述曲面段211所对应的圆心角的大小为90°~140°。

在本实施例中，所述曲面段211所对应的圆心角的大小为120°。这样的角度设置是为了更好的保证所述液流挡板21的使用效果。

所述挡板机构还包括固定设置于所述分离器外罩1内侧壁上、用于防止混合液上升流直接从所述液流挡板21两侧区域溢出的侧挡板22，所述侧挡板22与所述液流挡板21相匹配，所述侧挡板22设置于所述液流挡板21顶端的下方位置，且所述侧挡板22水平方向的最大宽度大于所述垂直段212与所述分离器外罩1内侧壁之间的间隙宽度。

所述挡板机构还包括固定设置于所述分离器外罩1内、用于防止混合液上升流直接从两块所述液流挡板21之间区域溢出的中心挡板23，所述中心挡板23与所述液流挡板21相匹配，所述中心挡板23设置于两块所述液流挡板21之间区域的下方位置，且所述中心挡板23水平方向的最大宽度大于两块所述液流挡板21之间的间隙宽度。

所述中心挡板23的垂直截面呈三角形或梯形。

在本实施例中，所述中心挡板23的垂直截面呈三角形，且三角形的三条边均为内凹的流线型曲线。

以下简述本实用新型的工作过程：首先，污水借助安装于UASB反应器内的布水系统进入所述UASB反应器内，并向上通过污泥床，污水与污泥床上的污泥混合，且与污泥内的微生物菌群在反应区内发生反应，产生沼气。随后，混合有污泥、气泡与污水的混合液继续上升，并与液流挡板21发生撞击，混合液中相对纯净的液体顺着所述液流挡板21之间及两侧的间隙进入沉淀区内，进入沉淀区内的液体液流相对静止，液体内的污泥絮体或颗粒沉降，落回所述污泥床上。未进入所述沉淀区的混合液与所述液流挡板21的下端面撞击，混合液内的污泥絮体或颗粒以及沼气气泡随即附着于所述液流挡板21的下端面。随后，附着的污泥絮体或颗粒沿着所述液流挡板21的曲面段211向下滑动，小颗粒的污泥絮体或颗粒在滑动过程中聚集、压缩，形成一个较大的聚集体下沉，落回所述污泥床上。而附着的沼气气泡则沿着所述液流挡板21的曲面段211向上滑动，进入气室213内，并最终借助导气管完成排出。

本实用新型内部的液流挡板采用弧形曲面设计，使得混合有污泥、气泡与污水的混合液在升流碰撞到曲面后，其水头损失更小，避免了现有分离器中液流挡板采用斜面结构所易导致的水头损失过大、造成动力浪费等问题。同时，本实用新型中弧形曲面的液流挡板设计使混合液在升流过程中与液流挡板的接触面积增大，也使得混合液在与液流挡板碰撞接触后，污泥絮体或颗粒可沿着液流挡板的曲面聚集、压缩，然后形成一个较大的聚集体下沉。根据斯托克斯公式的计算，本实用新型的结构设计能够使污泥絮体或颗粒返回污泥床的速度明显加快，从而大幅度降低了沉淀区的浑浊程度，提升了泥水分离的效果，在一定程度上也起到了保护反应器内微生物菌群的作用，最大限度上缓解了跑泥现象。综上所述，本实用新型效果优异、结构巧妙、且有效地缓解了污泥跑泥的问题，具有很高的使用及推广价值。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。