[發明專利]一種復合式三相分離器

在審

• 申請號: 201811247717.0
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109160604A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 管錫珺
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

1.一種復合式三相分離器，其特征在于主體結構包括池體、進水管、斜板、擋板、三相分離室板、沼氣管、出水渠和出水管；矩形結構的池體的內部從下至上依次為反應區、斜板分離區和三相分離室，反應區的底部中心設置有圓柱形管狀結構的進水管，進水管的一端伸出池體的側壁，斜板分離區等間距式設置有傾斜板狀結構的斜板，斜板的兩端分別與池體固定連接，第1塊斜板的底部與池體之間的空隙為回泥隙，最后1塊斜板的頂部與池體之間的空隙為氣隙，三相分離室的底部等間距式設置有橫截面為三角形的擋板，擋板的兩端分別與池體固定連接，擋板的上部設置有倒V形結構的三相分離室板，三相分離室板與池體之間和三相分離室板之間的三角形區域為沉淀區，三相分離室板的下部區域為集氣室，集氣室的頂部設置有圓柱形管狀結構的沼氣管，三相分離室的頂部為清水區，清水區設置有矩形結構的出水渠，出水渠的一側設置有圓柱形管狀結構的出水管，出水管的一端伸出池體的側壁。

2.根據權利要求1所述的復合式三相分離器，其特征在于池體既是圍護結構部件也是承重結構部件；反應區為污水進行反應的區域；斜板分離區為污泥分離主區，斜板分離區既能夠進行沉淀，又能夠進行氣體分離，增加了帶氣污泥碰撞固體界面面積和沉淀面積，克服了常規三相分離器縫隙流速影響污泥回流的問題，減弱了所謂的三相分離器設計要點：集氣室的隙縫部分的面積應該占反應器全部面積的15～20％的限制意義，流出斜板分離區的氣體為大氣流，在氣團升流時，不易進入沉淀區；三相分離室用以分離沼氣、清水和污泥顆粒；進水管作為污水進入池體的通道；斜板的設置數量根據池體的尺寸選取，斜板相互平行，斜板之間的間距根據水質的要求選取，斜板的傾斜角度為45～60°，斜板的阻擋作用能夠使帶氣污泥和夾氣污泥脫氣，強化水力層流的穩定性；回泥隙為回泥隙對應的斜板上脫氣后的污泥重新進入反應區的通道；氣隙為氣隙對應的斜板下帶氣污泥和夾氣污泥脫出的氣體進入三相分離室的通道；擋板與三相分離室板的底縫隙相適應，阻止沼氣進入沉淀區；三相分離室板為沉淀區與集氣室的分隔部件；沉淀區具有穩流作用；集氣室為沼氣集存的區域；沼氣管作為沼氣排出池體的通道；清水區為澄清水要求的區域；出水渠為清水集存的區域；出水管用于將出水渠集存的清水排出池體。

3.根據權利要求1所述的復合式三相分離器，其特征在于斜板分離區能夠獨立完成氣水泥的分離，來自反應區的氣水泥混合體碰撞斜板釋氣并在斜板之間的穩定層流下形成氣、水、泥三相流，氣流上升至集氣室，脫氣污泥沿斜板回流到反應區，水流流經三相分離室后流出池體，斜板分離區的過水斷面大，避免了常規三相分離器污泥回流與上升流體沖突的問題，斜板分離區沉淀斷面積相比常規三相分離器的沉淀斷面積增加了數倍，沉淀面積大，能夠使脫氣污泥易于回流到反應區，水力條件好，能夠改善運行的穩定性，提高氣水泥分離的效率；三相分離室也不再是污泥脫氣的主功能區，而是已分離氣團的收集場所，由于與斜板分離區水平布局正相交，氣團進入三相分離室時不均衡，浮渣轉換成污泥后回落到反應區，有利于除渣；斜板增加了脫氣污泥沉淀面積，提高了污泥去除率，減少了跑泥，容許上升水流的高流速，避免了常規三相分離器收縮斷面小造成高上升水流時的跑泥問題；沉淀區雖然能夠起到二次沉淀的作用，但不再是常規三相分離器的主沉泥場所，污泥分離的主要區域為斜板分離區。

4.根據權利要求1所述的復合式三相分離器，其特征在于使用時，污水通過進水管進入反應區形成的氣水泥混合體，氣水泥混合體進入斜板分離區，帶氣污泥和夾氣污泥受到斜板的阻擋發生脫氣作用，脫出的氣體沿斜板的下板面浮升形成氣流層并進入三相分離室，進入三相分離室的氣流層由于升流氣體的不均勻性，在三相分離室板的阻擋下會形成不穩定流，同時，由于斜板覆蓋偏重，集氣室受到沖擊，對氣體產生消渣效果，沼氣集中在集氣室中并經沼氣管排出，帶氣污泥和夾氣污泥脫出氣體后的污泥在重力作用下沉淀到斜板的上表面，并沿斜板返回反應區，脫除了污泥的清水在斜板之間穩定升流到三相分離室，清水中基本無泥夾帶，不受縫隙流速限制，依次進入沉淀區、清水區和出水渠并通過出水管排出，實現氣水泥的三相分離。