一种三相分离器及厌氧反应器的制作方法

1.本实用新型涉及环保装置领域，具体地，涉及一种三相分离器及厌氧反应器。


背景技术：

2.三相分离器位于厌氧反应器内部，用于气液固三相分离，同时收集沼气。厌氧反应器是一种高效废水处理装置，利用厌氧微生物的自身代谢过程将废水中有机物消解。三相分离器是厌氧反应器中关键部件，用于气、液、固三相的分离，三相分离器设计的好坏直接决定了厌氧反应器的运行效果。
3.现有技术中的三相分离器在运行过程中反射板末端容易出现沼气逃逸，并引起污泥流失的问题。虽然可以设置多根进气管或设置开孔集气管，这种方式虽能改善沼气收集均匀性，但是存在设备加工难度大，管路堵塞结垢运行风险高的问题。现有技术中的反射板倾斜安装的方式，虽然能够改善反射板末端沼气收集效果，但是无法避免反射板前端的沼气逃逸。现有三相分离器在使用过程中存在沼气无法完全收集，且收集不均匀的问题，进而导致污泥流失，最终影响厌氧反应设备的稳定运行。
4.因此，有必要提出一种新型的三相分离器及厌氧反应器，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
6.针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种三相分离器及厌氧反应器，三相分离器包括集气室、出气管、反射板和通气槽，其中，所述出气管位于所述集气室上部；所述反射板与所述集气室相连，所述反射板底面为水平面，所述反射板顶部与底面有一定夹角，所述反射板与所述集气室相连，靠近集气室的反射板的高度较远离所述集气室的反射板高度高，即所述反射板高度从所述集气室沿着径向方向逐渐降低；所述通气槽位于所述反射板与集气室交界面的上部，以便于所述反射板收集的沼气由通气槽进入集气室。
7.可选地，所述反射板为至少两层。
8.可选地，所述反射板为重叠结构。
9.可选地，靠近集气室的反射板的起始端的高度与远离所述集气室的反射板末端的高度比为1.2～3。
10.可选地，所述高度比为2.3。
11.可选地，所述反射板的截面形状为三角形、圆弧形、半圆形、矩形中的一种。
12.可选地，所述反射板的截面形状为三角形时，顶角的角度为45
°
～90
°
之间。
13.可选地，所述通气槽的截面形状为圆形、矩形、三角形或任意多边形。
14.可选地，所述通气槽的截面形状与所述反射板的截面形状一致。
15.一种厌氧反应器，具有上述的三相分离器。
16.本实用新型提供的一种三相分离器及厌氧反应器，通过顶部非水平的反射板设计方案，由于反射板末端的水平高度较通气槽低，末端收集到的沼气受到水静压压力更大，能够利用水压的推动力克服沼气转移过程的阻力，不会出现末端沼气逃逸的问题，能够改善反射板末端沼气收集效率，从而保证沼气收集的均匀性。
附图说明
17.本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，
18.图1为本实用新型的一个实施例中的三相分离器的剖面图；
19.图2为根据本实用新型的一个实施例的三相分离器的侧视图；
20.其中：1-集气室；
21.2-出气管；
22.3-反射板；
23.4-通气槽。
具体实施方式
24.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
25.为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本实用新型提出的管式换热器的支撑结构。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
26.应当理解的是，当在本说明书中使用术语
″
包含
″
和/或
″
包括
″
时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
27.现有技术的三相分离器在运行过程中，上升的气液固混合流体达到反射板区域时，大部分污泥颗粒被拦截并回落至反应器，气泡则被反射板收集并由通气槽进入集气室，然后由出气管离开集气室，并带动部分液体上升。运行过程发现，距离集气室较远的位置容易出现沼气逃逸现象。这是因为每一个反射板仅有一个通气槽与集气室相连，反射板内的沼气在压力的驱动下才通过通气槽进入集气室，距离通气槽较近区域沼气被收集后更容易经过通气槽进入集气室；而距离通气槽较远区域则需收集更多的沼气以克服流动过程中的阻力损失，极易出现由于反射板末端沼气压力不足而无法流动的问题，从而造成反射板末端沼气大量流失。由此可知现有的三相分离器设计方式不利于气体收集。
28.现有技术的一种厌氧三相分离器，该三相分离器没有设置集气室，而是在反射板上均匀设置多根集气管，以保证沼气收集效率。但是该设计方案存在两个缺陷：(1)集气管数量过多，安装复杂，且增加结垢风险；(2)集气管内沼气流速过低，无法实现沼气带水，不
适用于内循环厌氧反应器。现有技术中的一种用于内循环的厌氧反应器的三相分离器，在反射板内部增加集气管，并在集气管上开设一排集气孔，从而实现沼气的均匀收集。但是该设计方案增加了设备加工制作难度，且小孔易堵塞，不适合处理钙镁离子含量高的污水。现有技术中的一种高效厌氧生物反应器的三相分离器，将传统水平安装的反射板改进为倾斜安装，并确定为2.3％的安装坡度，这种设计方法虽然能够改善反射板末端沼气收集效果，但也存在一个问题。由于反射板与集气室仅有一个连通口，反射板收集的沼气需要一定的时间才能进入集气室。反射板倾斜安装时，末端沼气收集效率增加，反射板内收集的沼气量增加。反射板前部区域的沼气无法及时进入集气室时，沼气将从反射板前端溢出，同样会引起污泥流失。
29.目前在三相分离器中设置多根进气管或设置开孔集气管的方式虽能保证沼气收集的均匀性，但增加了设备加工难度，同时增加了管路堵塞结垢的运行风险。反射板倾斜安装的方式虽然简单且能够改善反射板末端沼气收集效果，但是无法避免反射板前端的沼气逃逸。
30.针对现有工艺这些缺点，本实用新型提供一种高效的三相分离器及厌氧反应器，以改善沼气收集均匀性。
31.下面结合附图对本实用新型的一种三相分离器及厌氧反应器做进一步的说明。
32.如图1、2所示，在一个实施例中，三相分离器包括集气室1、出气管2、多层反射板3和通气槽4。反射板底面为水平面，顶部与水平面有一定夹角。与集气室连接的反射板高度最高，然后反射板高度沿着径向方向逐渐降低，反射板末端高度最低。通气槽位于反射板与集气室交界面的上部。反射板收集的沼气由通气槽进入集气室。由于反射板末端的水平高度较通气槽低，末端收集到的沼气受到水静压压力更大，足以克服沼气转移过程的阻力，因而更容易向通气槽转移，不会出现末端沼气逃逸的问题。与此同时，反射板前端的高度比末端高，反射板前端具有更大的沼气缓存空间，能够避免通气槽流通不畅时，沼气由反射板前端逃逸的问题。该三相分离器能够改善反射板末端沼气收集效率，从而保证沼气收集的均匀性。
33.在一个实施例中的一种高效三相分离器，包括集气室、多层反射板、出气管、通气槽。所述的反射板顶部与水平线有一定夹角，反射板底部水平；所述的反射板可以为三角形、圆弧形、半圆形、矩形的一种，优选为三角形；所述的反射板具有两层及以上并呈重叠结构。
34.在一个实施例中，所述的反射板与集气室连接的位置为起始端，另一端为末端，起始端高度为h1，末端高度为h2，起始端与末端高度比为1.2～3，优选为2.3。当反射板为三角形时，三角形顶角的角度为45
°
～90
°
之间。所述的通气槽位于反射板与集气室交接面的上部；所述的通气槽形状可以为圆形、矩形、三角形等任意多边形。
35.基于以上描述，本实用新型提出的三相分离器及厌氧反应器至少具有以下优点：
36.通过顶部非水平的反射板设计方案，与集气室连接的反射板高度最高，反射板末端高度最低。同时，通气槽位于反射板与集气室连接区域的上部。由于反射板末端的水平高度较通气槽低，末端收集到的沼气受到水静压压力更大，能够利用水压的推动力克服沼气转移过程的阻力，不会出现末端沼气逃逸的问题。与此同时，反射板前端的高度比末端高，反射板前端具有更大的沼气缓存空间，能够避免通气槽流通不畅时，沼气由反射板前端逃
逸的问题。
37.除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如
″
设置
″
等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施例中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施例，除非该特征在该另一个实施例中不适用或是另有说明。
38.本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。