三相分离器结构图

三相分离器多用于生物污水处理中的式厌氧污泥床反应器（UASB），用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。

图1为的三相分离器,混合液进入三相分离器后在反射锥的阻挡作用下折向两边,气泡快速上升,进入集气室,泥和水进入沉降区。由于消除了气泡的提升作用,液流在上升过程中速度逐渐降,使污泥沉降。这种三相分离器结构简单,沉淀区内死区小,沉淀效率较,但沉降区进水口和污泥回流口同在一处,易引起相互干扰,影响污泥正常回流,可能会造成厌氧污泥流失。

图2是3种目前常用的分离器。图2a中,气、液、固三相流体进入分离器后,气体由集气罩收集后排出反应器,泥和水则通过集气罩和阻气板之间的缝隙进入沉淀区,进行泥水分离,上清液排出,沉淀污泥则返回反应区。这种三相分离器结构简单,气室面积和容量都比较大,但由于进水和污泥回流都在同一个形缝隙上,因而回流污泥必然要受到进水水流的干扰。此外,沉淀器出水槽和进水口在同一侧,易引起短流现象,影响固、液分离。因此这种分离器常用于污泥沉降性能好,水力停留时间长的反应器。
图2b中,与气体分离后的液固混合物沿一狭形通道进入沉淀区,澄清液从溢流口排出,污泥在回流口形成污泥层,增加了回流推动力。该结构使污水进入与污泥回流分开,有利于污泥沉降,提沉淀效率。但沉淀区的入流口面积较小,上升流速较快,沉淀区沉降性能较差的污泥可能被带出反应器
图2c所示三相分离器由集气室、挡气板、配水管、扩张区和再次分离区组成。气体分离后,固体悬浮物和液体进入沉淀室,在处于层流状态的沉淀室中污泥被分离出来,并在回流隔室下部形成污泥层,利用密度差,浓缩污泥由隔室板滑返反应器,这种分离器将沉淀区与扩张和回流隔室分隔开,分离效率。但结构复杂,所占空间大,适用于反应器中。另一方面,当UASB反应器水力负荷较时,三相分离器中沉淀区表面负荷也较大,泥水分离效率下降,易引起污泥流失。

图3分步式三相分离器
分步式三相分离器的结构与工作过程基于上述分析,充分考虑三相分离器满足的基本要求,笔者关工程中,了一种的分步式三相分离器(图3),由气体释放区(①区)、导流区(②区)、沉降区(③区)、污泥回流口(④区)、集气室(⑤区)以及气体折射板、混合液导流板、反射锥和集水槽组成。
气、液、固三相流在分离器中分步进行分离。先含沼气的混合液在上升的过程中随着气泡合并密度降,不断向动,在气体释放区上升到液面,气体释放到气室中。气体释放后的液体通过导流区,进入沉降区,沉降区的结构如同沉淀池,混合液从两边进入,上清液由中间集水槽排出,沉降浓缩后的污泥密度大于分离器下部含有气体的混合液的密度,由污泥回流缝流回厌氧生物反应区,维持生物浓度。