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羅茨鼓風機工作原理及常見用途
UASB厭氧反應器結(jié)構(gòu)和工作原理
UASB上升式厭氧污泥床基本構(gòu)造，它有配水系統(tǒng)、污泥反應區(qū)、三相分離器、沉淀區(qū)、出水系統(tǒng)、沼氣收集系統(tǒng)組成。廢水自底部進入，通過配水系統(tǒng)盡可能均勻的將廢水分布于反應器底部，廢水自下而上通過UASB反應器。
反應器底部有一個高濃度、高活性的污泥床，污水中的大部分有機污染物在此間經(jīng)過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳。廢水從污泥床底部流入，與顆粒污泥混合接觸，污泥中的微生物分解有機物，同時產(chǎn)生的微小沼氣氣泡不斷放出。微小氣泡上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，部分附著在顆粒污泥上。在顆粒污泥層的上部，因水流和氣泡的攪動，
二、工藝過程
廢水首先進入反應器底部的混合區(qū)，并與來自泥水下降管的回流液充分混合，然后進入顆粒污泥膨脹床區(qū)進行生化降解，該區(qū)域COD容積負荷很高，大部分COD在此處被降解，產(chǎn)生的沼氣由下層三相分離器收集，由于沼氣氣泡形成過程中對液體所做的膨脹功產(chǎn)生了氣體提升作用，使得沼氣、污泥和水的混合物沿沼氣提升管上升至反應器頂部的氣液分離器，沼氣在此處與泥水相分離并被導出處理系統(tǒng)。泥水混合物沿著下降管返回至反應器底部，與進水充分混合后進入污泥膨脹床區(qū)，形成所謂的內(nèi)循環(huán)。經(jīng)顆粒污泥膨脹床區(qū)處理后的污水除一部分參與內(nèi)循環(huán)外，其余污水通過下層三相分離器，進入精處理區(qū)進行剩余COD降解與產(chǎn)沼氣過程，提高和保證了出水水質(zhì)。由于大部分COD已被降解，所以精處理區(qū)的COD負荷較低，產(chǎn)氣量也較小。該處產(chǎn)生的沼氣由上層三相分離器收集，通過集氣管進入氣液分離器并被導出處理系統(tǒng)。精處理后的廢水經(jīng)上層三相分離器后，上清液經(jīng)出水區(qū)排出罐外。
UASB反應器廢水被盡可能均勻的引入反應器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發(fā)生在廢水和污泥顆粒接觸的過程。在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生的沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起了內(nèi)部的循環(huán)，這對于顆粒污泥的形成和維持有利。在污泥層形成的一些氣體附著在污泥顆粒上，附著和沒有附著的氣體向反應器頂部上升。上升到表面的污泥撞擊三相反應器氣體發(fā)射器的底部，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，附著和沒有附著的氣體被收集到反應器頂部的三相分離器的集氣室。
構(gòu)造
UASB反應器包括以下幾個部分：進水和配水系統(tǒng)、反應器的池體和三相分離器。
在UASB反應器中zui重要的設備是三相分離器，這一設備安裝在反應器的頂部并將反應器分為下部的反應區(qū)和上部的沉淀區(qū)。為了在沉淀器中取得對上升流中污泥絮體/顆粒的滿意的沉淀效果，三相分離器*個主要的目的就是盡可能有效地分離從污泥床/層中產(chǎn)生的沼氣，特別是在高負荷的情況下，在集氣室下面反射板的作用是防止沼氣通過集氣室之間的縫隙逸出到沉淀室，另外擋板還有利于減少反應室內(nèi)高產(chǎn)氣量所造成的液體絮動。反應器的設計應該是只要污泥層沒有膨脹到沉淀器，污泥顆?；蛐鯛钗勰嗑湍芑氐椒磻?應該認識到有時污泥層膨脹到沉淀器中不是一件壞事。相反，存在于沉淀器內(nèi)的膨脹的泥層將網(wǎng)捕分散的污泥顆粒/絮體，同時它還對可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用)。只一方面，存在一定可供污泥層膨脹的自由空間，以防止重的污泥在暫時性的有機或水力負荷沖擊下流失是很重要的。水力和有機(產(chǎn)氣率)負荷率兩者都會影響到污泥層以及污泥床的膨脹。UASB系統(tǒng)原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮體的基礎上，并結(jié)合在反應器內(nèi)設置污泥沉淀系統(tǒng)使氣、液、固三相得到分離。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮狀污泥或顆粒型污泥)是UASB系統(tǒng)良好運行的根本點。
附屬設備
1、剩余沼氣燃燒器
一般不允許將剩余沼氣向空氣中排放，以防污染大氣。在確有剩余沼氣無法利用時，可安裝余氣燃燒器將其燒掉。燃燒器應裝在安全地區(qū)，并應在其前安裝閥門和阻火器。剩余氣體燃燒器，是—種安全裝置，要能自動點火和自動滅火。剩余氣體燃燒器和消化池蓋、或貯氣柜之間的距離，一般至少需要15m，并應設置在容易監(jiān)視的開闊地。
2、保溫加熱設備
厭氧消化像其他生物處理工藝一樣受溫度影響很大，厭氧工藝受溫度影響更加顯著。中溫厭氧消化的*溫度范圍從30～35℃，可以計算在20℃和10℃的消化速率大約分別是30℃下zui大值的35%和12%。所以，加溫和保溫的重要性是不言而喻的。如果工廠或附近有可利用的廢熱或者需要從出水中間收效量，則安裝熱交換器是必要的。
3、監(jiān)控設備
為提高厭氧反應器的運行可靠性，必須設置各種類型的計量設備和儀表，如控制進水量、投藥量等計量設備和pH計(酸度計)、溫度測量等自動化儀表。自動計量設備和儀表是自動控制的基礎。對UASB反應器實行監(jiān)控的目的主要有兩個，一個是了解進出水的情況，以便觀測進水是否滿足工藝設計情況;另外一個目的是為了控制各工藝的運行，判斷工藝運行是否正常。由于UASB反應器的特殊性還要增加一些檢測項目，如揮發(fā)性有機酸(VFA)、堿度和甲烷等。但是，這些設備屬于標準設備，一些設備還很難形成在線的測量和控制。
分離裝置
三相分離器是UASB反應器zui有特點和zui重要的裝置。它同時具有兩個功能：
1) 能收集從分離器下的反應室產(chǎn)生的沼氣;
2) 使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來。
三相分離器設計要點匯總：
1) 集氣室的隙縫部分的面積應該占反應器全部面積的15～20%;
2) 在反應器高度為5～7m時，集氣室的高度在1.5～2m;
3) 在集氣室內(nèi)應保持氣液界面以釋放和收集氣體，防止浮渣或泡沫層的形成;
4) 在集氣室的上部應該設置消泡噴嘴，當處理污水有嚴重泡沫問題時消泡;
5) 反射板與隙縫之間的遮蓋應該在100～200mm以避免上升的氣體進入沉淀室;
6) 出氣管的直管應該充足以保證從集氣室引出沼氣，特別是有泡沫的情況。
對于低濃度污水處理，當水力負荷是限制性設計參數(shù)時，在三相分離器縫隙處保持大的過流面積，使得zui大的上升流速在這一過水斷面上盡可能的低是十分重要的。
厭氧技術(shù)作為漓源環(huán)保核心技術(shù)被應用在眾多的工業(yè)污水處理工程中，而三相分離器可以說是整個厭氧系統(tǒng)的核心。要了解三相分離器的工作原理，我們應該先從其結(jié)構(gòu)入手。
三相分離器一般由多個三角形的集氣罩構(gòu)成，從而形成沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)，其構(gòu)造簡單、材質(zhì)選擇多樣化，在使用過程中又出現(xiàn)了各種各樣的形式來加強分離的效果、降低干擾的改進型三相分離器，其形態(tài)可謂五花八門，但主要的工藝思路并未改變，成熟高效的三相分離器并未出現(xiàn)，設計主流仍為傳統(tǒng)三相分離器。其工作原理為混合液進入三相分離器后，先由集氣罩底部隔板將固態(tài)的污泥和液體分離，氣體則收集到集氣罩的頂部，由氣管收集后一并處理或?qū)φ託膺M一步利用，再分離的上清液則到水槽排出。
根據(jù)三相分離器的設計，在厭氧反應器的運行過程中，我們對其運行操作如下：
1、接種啟動期：接種污泥到反應器可承受COD負荷的三分之一，此時沉降性能會較差，需要格外注意三相分離器水槽周圍變化，控制好進水水量與水質(zhì)，保持污泥活性。
2、顆粒污泥形成期：在這個階段開始有小顆粒的污泥開始出現(xiàn)，產(chǎn)甲烷活性提高，厭氧反應器內(nèi)部產(chǎn)氣效果上升，污泥沉降性降低，此時可以根據(jù)三相分離器設計的上升流速逐步提高水力負荷，廢水停留時間少，促進顆粒污泥快速形成。
3、顆粒污泥成熟期：此時顆粒污泥已大量形成，厭氧反應器趨于穩(wěn)定，三相分離器內(nèi)部運行正常，無需特別操作。
三相分離器在系統(tǒng)運行過程中前期的控制需要特別注意，后期逐步趨于穩(wěn)定。漓源環(huán)保掌握污水處理核心技術(shù)，且應用經(jīng)驗豐富，十多年完成了500多項污水處理工程和技術(shù)服務，幫助企業(yè)實現(xiàn)環(huán)保達標！咨詢熱線：4000-818-718
本實用新型屬于污水處理設備領域，具體地說，涉及一種厭氧三相分離器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的三相分離器一般采用多個并排排列且位于同一水平面上的分離板，每個分離板的橫截面均具有斜向下延伸的且長度相等的兩邊，兩邊相交所形成的夾角朝上，兩相鄰的分離板之間的間隙下方安裝有反射板；采用此結(jié)構(gòu)增加了安裝反射板的步驟，且結(jié)構(gòu)復雜，增加了投入成本，并加大了安裝人員的勞動強度。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、降低安裝人員勞動強度且節(jié)約投入成本的厭氧三相分離器。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下：
一種厭氧三相分離器，其設于厭氧反應器的罐體內(nèi)部的上部位置，所述厭氧三相分離器包括若干個并排排列并位于同一水平面上的分離板，各分離板為角板結(jié)構(gòu)其橫截面的兩邊斜向下延伸，兩邊相交所形成的夾角朝上，且兩邊因向下延伸的長度不相等而分別構(gòu)成長邊和短邊，其中，角板結(jié)構(gòu)的短邊與相鄰的角板結(jié)構(gòu)的長邊交錯設置，角板結(jié)構(gòu)的短邊的端部與相鄰的角板結(jié)構(gòu)長邊具有間隙，以構(gòu)成絮凝的污泥由間隙沿長邊滑入罐體下部。
優(yōu)選的，各所述分離板的頂端端部連通有導氣支管，各導氣支管的出口端分別與由所述罐體外水平伸入罐體內(nèi)并位于所述厭氧分離器上方的導氣總管連通。
優(yōu)選的，所述分離板的橫截面的兩邊所形成的所述夾角的角度為60°-100°。
優(yōu)選的，所述夾角的角度為45°-60°。
優(yōu)選的，所述長邊長度為所述短邊長度的2-3倍。
優(yōu)選的，所述罐體的上部和下部均為圓筒形結(jié)構(gòu)，罐體上部的徑向長度大于下部的徑向長度，且罐體的上部與下部經(jīng)喇叭狀結(jié)構(gòu)連接，所述厭氧三相分離器位于喇叭狀結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的空間內(nèi)。
本實用新型由于采用了上述的結(jié)構(gòu)，其與現(xiàn)有技術(shù)相比，所取得的技術(shù)進步在于：所述厭氧三相分離器設置的若干個并排排列并位于同一水平面上的分離板，各分離板為角板結(jié)構(gòu)其橫截面的兩邊斜向下延伸構(gòu)成長邊和短邊，角板結(jié)構(gòu)的短邊與相鄰的角板結(jié)構(gòu)的長邊交錯設置，且交錯處具有間隙，用以構(gòu)成絮凝的污泥由此間隙沿長邊滑入罐體下部；由此可知，長邊與短邊之間的交錯部分可以確保沼氣上升進入?yún)捬跞喾蛛x器，交錯處以下的部分的功能與反射板的功能相同，故可以省去反射板的施工，此方式由于省去了反射板，則減少了施工難度和復雜程度，其結(jié)構(gòu)簡單、降低安裝人員勞動強度且節(jié)約投入成本。
附圖說明
附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。
在附圖中：
圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本實用新型實施例的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
標注部件：1-罐體，2-喇叭狀結(jié)構(gòu)，3-長邊，4-短邊，5-導氣支管，6-導氣總管。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明。應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
實施例 厭氧三相分離器
本實施例公開了一種厭氧三相分離器，如圖1、圖2所示，其設置在厭氧反應器的罐體1內(nèi)部的上部位置。其中，厭氧三相分離器包括多個并排排列并位于同一水平面上的分離板，每個分離板為角板結(jié)構(gòu)其橫截面的兩邊斜向下延伸，兩邊相交所形成的夾角朝上，且兩邊因向下延伸的長度不相等而分別構(gòu)成長邊3和短邊4，其中，角板結(jié)構(gòu)的短邊4與相鄰的角板結(jié)構(gòu)的長邊3交錯設置，且交錯的短邊4與長邊3沿罐體1的軸線向下的投影具有相互重疊的部分。角板結(jié)構(gòu)的短邊4的端部與相鄰的角板結(jié)構(gòu)長邊3具有間隙，用以構(gòu)成絮凝的污泥由間隙沿長邊3滑入罐體1下部。當污水內(nèi)的有機物與罐體1內(nèi)部的厭氧菌發(fā)生反應生成沼氣，沼氣攜帶絮狀污泥上升，其一部分撞擊在厭氧三相分離器的下部，且由于構(gòu)成厭氧三相分離器的分離板的橫截面為具有長邊3的結(jié)構(gòu)，增大了帶絮狀污泥的沼氣與厭氧三相分離器的接觸面積，進而使沼氣與絮狀污泥得到充分分離，提高了厭氧三相分離器的分離效率，實現(xiàn)傳統(tǒng)三相分離器的反射板的作用。
本實施例每個分離板的頂端端部連通有導氣支管5，且每個導氣支管5的出口端分別與由罐體1外水平伸入罐體1內(nèi)并位于厭氧分離器上方的導氣總管6連通，由此及時將每個分離板分離出來的沼氣由各個導氣支管5匯總至導氣總管6并引出罐體1，騰出厭氧三相分離器內(nèi)的空間，得以形成良好循環(huán)工作環(huán)境，使沼氣不斷地被分離出來并導出罐體1，避免沼氣滯留在罐體1內(nèi)，使罐體1壓力變化，進而影響攜帶絮狀污泥的沼氣上升。
本實施例為了確保分離板的分離效果，以便于污泥由間隙順利滑落而不滯留，分離板的橫截面的兩邊所形成的夾角的角度為35°-90°，投入生產(chǎn)中效果較佳的夾角范圍為45°-60°；長邊3長度為短邊4長度的2-3倍。
本實施例針對部分生化性較好的污水，處理負荷較高，沼氣產(chǎn)氣量及進水流量較大，且厭氧三相分離器部位占用一定空間，造成厭氧三相分離器過水縫出水流速過大，若減少厭氧三相分離器分離板的數(shù)量，為保證集氣效果，沼氣全部收集，需增加三相分離區(qū)的高度，勢必減少罐體1內(nèi)的有效接觸容積，為盡量減少容積的浪費和保證各部位效果，將罐體1頂部進行放大，所采用的設計機構(gòu)為：罐體1的上部和下部均為圓筒形結(jié)構(gòu)，罐體1上部的徑向長度大于下部的徑向長度，且罐體1的上部與下部經(jīng)喇叭狀結(jié)構(gòu)2連接，所述厭氧三相分離器位于喇叭狀結(jié)構(gòu)2所構(gòu)成的空間內(nèi)，部分污泥由喇叭狀結(jié)構(gòu)2內(nèi)側(cè)滑落；由于罐體1設計為異徑形式，達到降低過水縫至合理流速及沼氣釋放速度，并且由于增大頂部直徑，相同容積的反應器高度降低，將減少壓力提升泵的動力消耗，提高了三相分離的效果。為了使本實施例的厭氧三相分離器適用于此異徑的罐體1，采用的布置方式，如圖1所示，相鄰分離板之間長邊3與短邊4依次交錯排列，且依次排列形成的貼近喇叭狀結(jié)構(gòu)2分離板，此分離板的長邊3靠近此側(cè)的喇叭狀結(jié)構(gòu)2，此分離板與相對應側(cè)的喇叭狀結(jié)構(gòu)2之間形成有一塊空白區(qū)，通過設置與分離板相似的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，此結(jié)構(gòu)與分離板的區(qū)別在于其橫截面的兩邊與分離板的短邊4長度相等，用于填補空白區(qū)，使三相分離區(qū)充分利用。另一種布置方式如圖2所示，是以罐體1的一軸截面為對稱面，分別靠近喇叭狀結(jié)構(gòu)2兩側(cè)的分離板的短邊4靠近喇叭狀結(jié)構(gòu)2，其他的分離板以長邊3、短邊4依次交錯設置；布置到對稱面的位置處時，位于對稱面位置處的兩相鄰分離板的長邊3相互靠近，且二者之間形成一塊空白區(qū)，通過設置與分離板相似的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，此結(jié)構(gòu)與分離板的區(qū)別在于其橫截面的兩邊與分離板的短邊4長度相等，用于填補空白區(qū)，使三相分離區(qū)充分利用。上述兩種分離板的布設方式，均能夠覆蓋整個喇叭狀結(jié)構(gòu)2所形成的空間，確保了三相充分分離。
本實用新型實施例的工作原理如下：
當污水內(nèi)的有機物與罐體1內(nèi)部的厭氧菌發(fā)生反應生成沼氣，沼氣攜帶絮狀污泥上升，其一部分撞擊在厭氧三相分離器的下部，且由于構(gòu)成厭氧三相分離器的分離板的橫截面為具有長邊3的結(jié)構(gòu)，增大了帶絮狀污泥的沼氣與厭氧三相分離器的接觸面積，進而使沼氣與絮狀污泥得到充分分離，提高了厭氧三相分離器的分離效率，實現(xiàn)傳統(tǒng)三相分離器的反射板的作用，每個分離板分離出來的沼氣由各個導氣支管5匯總至導氣總管6并引出罐體1，騰出厭氧三相分離器內(nèi)的空間，得以形成良好循環(huán)工作環(huán)境，使沼氣不斷地被分離出來并導出罐體1，避免沼氣滯留在罐體1內(nèi)，使罐體1壓力變化，進而影響攜帶絮狀污泥的沼氣上升；而且，相比傳統(tǒng)的三相分離器，省去了反射板的施工，減少了施工難度和復雜程度，其結(jié)構(gòu)簡單、降低安裝人員勞動強度并節(jié)約投入成本。
最后應說明的是：以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型權(quán)利要求保護的范圍之內(nèi)。
厭氧池三相分離器的概論
在污廢水處理的系統(tǒng)中，其厭氧池的作用是重要部分，而UASB由：進水布水系統(tǒng)，污泥反應區(qū)，氣液固三相分離器，氣室和集水堰五部分組成。而其中三相分離器是高效厭氧反應器的重要結(jié)構(gòu)，它可以有效的實現(xiàn)氣體、液體、固體三相分離，對污泥床的正常運行和獲得良好的出水水質(zhì)起著重要作用。
三相分離器的結(jié)構(gòu)原理主要是要處理的污廢水從污泥床底部進入，與污泥床中的污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污廢水中有機物，把它轉(zhuǎn)化成沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的上升會產(chǎn)生比較強烈的攪動，形成了一個污泥濃度較稀薄的污泥層，氣和水泥的混合液一起上升至三相分離器內(nèi)，沼氣氣泡碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣用導管導出，固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉淀。沉淀至斜壁上的污泥沼著斜壁滑回厭氧反應區(qū)內(nèi)，使反應區(qū)積累大量的污泥，減少污泥的流失，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，為下一個污水處理的環(huán)節(jié)減少一定負荷。
下圖為“武漢格林環(huán)保設施運營有限公司”負責運營的“華碩污水處理站”新建厭氧池中“三相分離器”的現(xiàn)場圖。
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