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三相分離器

一、概述

三相分離器是厭氧反應器的核心裝置,主要應用于UASB、EGSB、IC等厭氧反應器中,它在厭氧反應中可實現固、液、氣三相分離。它對污泥床的正常運行和獲得良好的出水水質起著十分重要的作用。它同時具有以下兩個功能,一是收集從分離器下反應室產生的沼氣;二是使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來。因三相分離的效果直接決定了厭氧工藝的成敗,所以三相分離器的設計參數要求相當精密,性能良好的三相分離器是UASB、EGSB、IC等厭氧反應器高負荷、穩定良好運行的保證。

二、結構

三相分離器主要有反射板、集氣槽、集氣管、集水槽組成。

三、工作原理

 隨著污水與污泥相接觸而發生厭氧反應,產生沼氣(氣體是甲烷和二氧化碳)引起污泥床擾動。在污泥床產生的氣體中有一部分附著在污泥顆粒上,自由氣泡和附著在污泥顆粒上的氣泡上升至反應器的頂部。污泥顆粒上升撞擊至脫氣擋板的底部,并引起附著的氣泡釋放,脫氣的污泥顆粒沉淀回到污泥床的表面。自由氣體和從污泥顆粒釋放的氣體被收集在反應器頂部的集氣室內。液體中包含一些剩余的固體和生物顆粒進入到沉淀室內,剩余固體和生物顆粒從液體中分離并通過反射板落回到污泥層的上面。分離氣體、固體后的液體繼續上升,最后從出水堰溢流,經集水槽排出。沼氣聚集于三相分離器頂部,通過氣管排出。 

四、三相分離器的工作條件

在厭氧反應器內設置的三相分離器應滿足以下條件:

1.水和污泥的混合物在進入沉淀室之前,氣泡必須得到分離。

2.沉淀區的表面負荷應在3.0 m3/(m2?h)以下,混合液進入沉淀區前,通過入流孔道的流速不大于顆粒污泥的沉降速度。

3.由于厭氧污泥具有凝結的性質,液流上升通過泥層時,應有利于在沉淀器中形成污泥層。沉淀區斜壁角度要適當,應使沉淀在斜底上的污泥不積聚,盡快滑回反應區內。

4.應防止氣室產生大量的泡沫;并控制氣室的高度,防止浮渣堵塞出氣管。

下圖所示三相分離器為例來說明其工作原理。

氣、液、固混合液上升到三相分離器內,氣泡碰到分離器下部的反射板時,折向氣室而被有效地分離排出,與固、液分離。與氣泡分離后的污泥在重力作用下一部分落回反應區,另一部分隨流體沿一狹道上升,進入沉淀區。澄清液通過溢流堰排出,污泥在沉淀區絮凝、沉降和濃縮,然后沿斜壁下滑,通過污泥回流口返回反應區。由于沉淀區內液體無氣泡,故污泥回流口以上的水柱密度大于反應器內液體密度,使濃縮后的污泥能夠返回反應區,達到固液分離。

三相分離器
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