三相分離器結構圖

三相分離器多用于生物污水處理中的式厭氧污泥床反應器（UASB），用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應器頂部導出；污泥顆粒自動滑落沉降反應器底部的污泥床；消化液從澄清區(qū)出水。

圖1為的三相分離器,混合液進入三相分離器后在反射錐的阻擋作用下折向兩邊,氣泡快速上升,進入集氣室,泥和水進入沉降區(qū)。由于消除了氣泡的提升作用,液流在上升過程中速度逐漸降,使污泥沉降。這種三相分離器結構簡單,沉淀區(qū)內死區(qū)小,沉淀效率較,但沉降區(qū)進水口和污泥回流口同在一處,易引起相互干擾,影響污泥正常回流,可能會造成厭氧污泥流失。

圖2是3種目前常用的分離器。圖2a中,氣、液、固三相流體進入分離器后,氣體由集氣罩收集后排出反應器,泥和水則通過集氣罩和阻氣板之間的縫隙進入沉淀區(qū),進行泥水分離,上清液排出,沉淀污泥則返回反應區(qū)。這種三相分離器結構簡單,氣室面積和容量都比較大,但由于進水和污泥回流都在同一個形縫隙上,因而回流污泥必然要受到進水水流的干擾。此外,沉淀器出水槽和進水口在同一側,易引起短流現(xiàn)象,影響固、液分離。因此這種分離器常用于污泥沉降性能好,水力停留時間長的反應器。
圖2b中,與氣體分離后的液固混合物沿一狹形通道進入沉淀區(qū),澄清液從溢流口排出,污泥在回流口形成污泥層,增加了回流推動力。該結構使污水進入與污泥回流分開,有利于污泥沉降,提沉淀效率。但沉淀區(qū)的入流口面積較小,上升流速較快,沉淀區(qū)沉降性能較差的污泥可能被帶出反應器
圖2c所示三相分離器由集氣室、擋氣板、配水管、擴張區(qū)和再次分離區(qū)組成。氣體分離后,固體懸浮物和液體進入沉淀室,在處于層流狀態(tài)的沉淀室中污泥被分離出來,并在回流隔室下部形成污泥層,利用密度差,濃縮污泥由隔室板滑返反應器,這種分離器將沉淀區(qū)與擴張和回流隔室分隔開,分離效率。但結構復雜,所占空間大,適用于反應器中。另一方面,當UASB反應器水力負荷較時,三相分離器中沉淀區(qū)表面負荷也較大,泥水分離效率下降,易引起污泥流失。

圖3分步式三相分離器
分步式三相分離器的結構與工作過程基于上述分析,充分考慮三相分離器滿足的基本要求,筆者關工程中,了一種的分步式三相分離器(圖3),由氣體釋放區(qū)(①區(qū))、導流區(qū)(②區(qū))、沉降區(qū)(③區(qū))、污泥回流口(④區(qū))、集氣室(⑤區(qū))以及氣體折射板、混合液導流板、反射錐和集水槽組成。
氣、液、固三相流在分離器中分步進行分離。先含沼氣的混合液在上升的過程中隨著氣泡合并密度降,不斷向動,在氣體釋放區(qū)上升到液面,氣體釋放到氣室中。氣體釋放后的液體通過導流區(qū),進入沉降區(qū),沉降區(qū)的結構如同沉淀池,混合液從兩邊進入,上清液由中間集水槽排出,沉降濃縮后的污泥密度大于分離器下部含有氣體的混合液的密度,由污泥回流縫流回厭氧生物反應區(qū),維持生物濃度。