本實(shí)用新型涉及一種三相分離設(shè)備，尤其涉及一種UASB反應(yīng)器中使用的球形三相分離器，屬于污水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)工業(yè)化程度的不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)有的污水處理設(shè)備越來越難以滿足現(xiàn)代化、高效化工業(yè)生產(chǎn)的需要。特別是對(duì)于提高污水處理中的厭氧反應(yīng)器效能的設(shè)計(jì)，尤其是厭氧反應(yīng)器中三相分離器的設(shè)計(jì)，逐漸成為提高工業(yè)廢水處理效果的關(guān)鍵所在。

接下來就以厭氧反應(yīng)器中最具代表性的UASB反應(yīng)器來具體說明。目前各污水處理企業(yè)所使用的UASB反應(yīng)器包括以下幾個(gè)部分：進(jìn)水和配水系統(tǒng)、反應(yīng)器的池體和三相分離器。

其中，三相分離器是整個(gè)UASB反應(yīng)器中最有特點(diǎn)和最重要的裝置，它同時(shí)具備兩個(gè)功能：一、收集反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的沼氣；二、使位于分離器之上的懸浮物沉淀下來。對(duì)于上述的兩種功能均要求三相分離器的設(shè)計(jì)避免沼氣氣泡上升到沉淀區(qū)，若氣泡上升到表面，則會(huì)引起出水渾濁、降低沉淀效率、并且損失了前期反應(yīng)所產(chǎn)生的沼氣。針對(duì)沼氣氣泡這一問題，目前市面上常見的三相分離器基本都能夠滿足相應(yīng)的技術(shù)要求。

但現(xiàn)有的UASB反應(yīng)器中安裝的三相分離器仍然存在著很多其他的問題，具體而言，其缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、現(xiàn)有的三相分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為單一，并不能很好地體現(xiàn)出水利條件，其分離效能有限。2、現(xiàn)有的三相分離器分離效果并不理想，出水渾濁，流出液體的SS數(shù)值較大。

3、現(xiàn)有的三相分離器跑泥現(xiàn)象嚴(yán)重，由于微生物菌群是附著于污泥和懸浮物上的，跑泥現(xiàn)象會(huì)造成微生物菌群的流失，從而減少污水BOD的去除負(fù)荷，延長(zhǎng)UASB反應(yīng)器的啟動(dòng)周期。4、現(xiàn)有的三相分離器抗沖擊能力弱，在進(jìn)水量忽然增加等突發(fā)情況下，其穩(wěn)定性及分離效果顯著下降，污水BOD的去除負(fù)荷下降。

綜上所述，如何提供一種泥水分離效果好、抗沖擊能力強(qiáng)、污泥絮體或顆粒沉降速度快、且能夠有效避免污泥跑泥的三相分離器，就成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述缺陷，本實(shí)用新型的目的是提出一種UASB反應(yīng)器中使用的球形三相分離器。

本實(shí)用新型的目的，將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

一種球形三相分離器，固定設(shè)置于UASB反應(yīng)器的上端位置，所述UASB反應(yīng)器的內(nèi)部由下至上依次設(shè)置有用于向所述UASB反應(yīng)器內(nèi)通入污水的布水系統(tǒng)，以及用于承載污泥的污泥床，包括分離器外罩以及固定設(shè)置于所述分離器外罩內(nèi)的擋板機(jī)構(gòu)，所述擋板機(jī)構(gòu)包括初次分離擋板組件及二次分離擋板組件，所述初次分離擋板組件與所述二次分離擋板組件共同圍成一個(gè)不封閉的球形結(jié)構(gòu)，所述初次分離擋板組件與所述二次分離擋板組件均由兩個(gè)呈鏡像對(duì)稱的球面液流擋板共同圍成一個(gè)不封閉的半球形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述擋板機(jī)構(gòu)將所述分離器外罩內(nèi)的區(qū)域分為沉淀區(qū)與反應(yīng)區(qū)，所述沉淀區(qū)位于所述擋板機(jī)構(gòu)上方，所述反應(yīng)區(qū)位于所述擋板機(jī)構(gòu)下方。

優(yōu)選地，所述擋板機(jī)構(gòu)包括相互匹配的初次分離擋板組件及二次分離擋板組件，所述初次分離擋板組件設(shè)置于所述二次分離擋板組件的正下方。

優(yōu)選地，所述初次分離擋板組件包括第一球面液流擋板及第二球面液流擋板，所述第一球面液流擋板與所述第二球面液流擋板呈鏡像對(duì)稱且二者間存在間隙，所述第一球面液流擋板及所述第二球面液流擋板均包括下曲面段及下斜面段，所述下斜面段均固定設(shè)置于所述下曲面段的頂端位置，所述第一球面液流擋板的下曲面段與所述第二球面液流擋板的下曲面段共同圍成一個(gè)開口向上的不封閉的半球形結(jié)構(gòu)，所述下斜面段的延伸方向位于所述半球形結(jié)構(gòu)的外側(cè)。

優(yōu)選地，所述二次分離擋板組件包括第三球面液流擋板及第四球面液流擋板，所述第三球面液流擋板與所述第四球面液流擋板呈鏡像對(duì)稱且二者間存在間隙，所述第三球面液流擋板及所述第四球面液流擋板均包括上曲面段及上斜面段，所述上斜面段均固定設(shè)置于所述上曲面段的下端位置，所述第三球面液流擋板的上曲面段與所述第四球面液流擋板的上曲面段共同圍成一個(gè)開口向下的不封閉的半球形結(jié)構(gòu)，所述上斜面段的延伸方向位于所述半球形結(jié)構(gòu)的外側(cè)。

優(yōu)選地，所述上曲面段與所述下曲面段均為四分之一球形，且所述上斜面段和水平面之間的夾角與所述下斜面段和水平面之間的夾角相等，夾角大小為30°~60°。

優(yōu)選地，所述擋板機(jī)構(gòu)還包括固定設(shè)置于所述分離器外罩內(nèi)、用于防止混合液上升流直接從所述第一球面液流擋板與所述第二球面液流擋板之間區(qū)域溢出的中心擋板，所述中心擋板設(shè)置于所述第一球面液流擋板與所述第二球面液流擋板之間區(qū)域的下方位置，且所述中心擋板水平方向的最大寬度大于所述第一球面液流擋板與所述第二球面液流擋板之間的間隙寬度。

優(yōu)選地，所述中心擋板的垂直截面呈三角形或梯形，且所述中心擋板的側(cè)邊與底邊均為內(nèi)凹的流線型曲線。

優(yōu)選地，還包括用于圍成所述沉淀區(qū)的區(qū)壁組件，所述區(qū)壁組件包括垂直連接于所述上曲面段頂端的中心區(qū)壁，以及連接于所述上曲面段下端的外側(cè)區(qū)壁，所述外側(cè)區(qū)壁包括相互連接的垂直段與傾斜段，所述垂直段的底端固定設(shè)置于所述傾斜段的頂端位置，所述傾斜段的底端與所述上曲面段的下端位置固定連接，所述垂直段與所述分離器外罩內(nèi)側(cè)壁之間存在間隙。

優(yōu)選地，所述傾斜段、上曲面段以及所述上斜面段（34）三者的連接處開設(shè)有用于反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的氣體通過的縫隙，所述縫隙呈條帶狀或孔狀。

本實(shí)用新型的突出效果為：本實(shí)用新型內(nèi)部采用雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效地實(shí)現(xiàn)了兩次三相分離，顯著地提升了三相分離器的分離效能。同時(shí)，本實(shí)用新型采用球體曲面設(shè)計(jì)，使得混合有污泥、氣泡與污水的混合液在升流碰撞到曲面后，接觸面積更大、污泥及細(xì)小絮體更容易聚集、水頭損失更小，優(yōu)化了水力條件，同時(shí)也使得混合液在升流過程中與液流擋板的接觸面積增大，使混合液中的污泥絮體或顆?？裳刂毫鲹醢宓那婢奂?、壓縮，然后形成一個(gè)較大的聚集體下沉。根據(jù)斯托克斯公式的計(jì)算，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠使污泥絮體或顆粒返回污泥床的速度明顯加快，從而大幅度降低了沉淀區(qū)的渾濁程度，提升了泥水分離的效果，在一定程度上也起到了保護(hù)反應(yīng)器內(nèi)微生物菌群的作用，最大限度上緩解了跑泥現(xiàn)象。此外，本實(shí)用新型使用了四個(gè)相互之間不完全密封的球體曲面，起到了很好的協(xié)同效果，也提升了三相分離器的抗沖擊性能。

綜上所述，本實(shí)用新型效果優(yōu)異、結(jié)構(gòu)巧妙、抗沖擊性強(qiáng)、且有效地緩解了污泥跑泥的問題，具有很高的使用及推廣價(jià)值。

以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳述，以使本實(shí)用新型技術(shù)方案更易于理解、掌握。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：其中：1、分離器外罩；21、第一球面液流擋板；22、第二球面液流擋板；23、下曲面段；24、下斜面段；31、第三球面液流擋板；32、第四球面液流擋板；33、上曲面段；34、上斜面段；4、中心擋板；51、中心區(qū)壁；52、外側(cè)區(qū)壁。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型揭示了一種UASB反應(yīng)器中使用的球形三相分離器。

如圖1所示，一種球形三相分離器，固定設(shè)置于UASB反應(yīng)器的上端位置，所述UASB反應(yīng)器的內(nèi)部由下至上依次設(shè)置有用于向所述UASB反應(yīng)器內(nèi)通入污水的布水系統(tǒng)，以及用于承載污泥的污泥床，包括分離器外罩1以及固定設(shè)置于所述分離器外罩1內(nèi)的擋板機(jī)構(gòu)，所述擋板機(jī)構(gòu)包括初次分離擋板組件及二次分離擋板組件，所述初次分離擋板組件與所述二次分離擋板組件共同圍成一個(gè)不封閉的球形結(jié)構(gòu)，所述初次分離擋板組件與所述二次分離擋板組件均由兩個(gè)呈鏡像對(duì)稱的球面液流擋板共同圍成一個(gè)不封閉的半球形結(jié)構(gòu)。

所述擋板機(jī)構(gòu)將所述分離器外罩1內(nèi)的區(qū)域分為沉淀區(qū)與反應(yīng)區(qū)，所述沉淀區(qū)位于所述擋板機(jī)構(gòu)上方，所述反應(yīng)區(qū)位于所述擋板機(jī)構(gòu)下方。

所述擋板機(jī)構(gòu)包括相互匹配的初次分離擋板組件及二次分離擋板組件，所述初次分離擋板組件設(shè)置于所述二次分離擋板組件的正下方。

所述初次分離擋板組件包括第一球面液流擋板21及第二球面液流擋板22，所述第一球面液流擋板21與所述第二球面液流擋板22呈鏡像對(duì)稱且二者間存在間隙，所述第一球面液流擋板21及所述第二球面液流擋板22均包括下曲面段23及下斜面段24，所述下斜面段24均固定設(shè)置于所述下曲面段23的頂端位置，所述第一球面液流擋板21的下曲面段23與所述第二球面液流擋板22的下曲面段23共同圍成一個(gè)開口向上的不封閉的半球形結(jié)構(gòu)，所述下斜面段24的延伸方向位于所述半球形結(jié)構(gòu)的外側(cè)。

所述二次分離擋板組件包括第三球面液流擋板31及第四球面液流擋板32，所述第三球面液流擋板31與所述第四球面液流擋板32呈鏡像對(duì)稱且二者間存在間隙，所述第三球面液流擋板31及所述第四球面液流擋板32均包括上曲面段33及上斜面段34，所述上斜面段34均固定設(shè)置于所述上曲面段33的下端位置，所述第三球面液流擋板31的上曲面段33與所述第四球面液流擋板32的上曲面段33共同圍成一個(gè)開口向下的不封閉的半球形結(jié)構(gòu)，所述上斜面段34的延伸方向位于所述半球形結(jié)構(gòu)的外側(cè)。

所述上曲面段33與所述下曲面段23均為四分之一球形，且所述上斜面段34和水平面之間的夾角與所述下斜面段24和水平面之間的夾角相等，夾角大小為30°~60°。在本實(shí)施例中，所述夾角大小為45°，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置也是為了進(jìn)一步保證污泥能夠快速下沉。

所述擋板機(jī)構(gòu)還包括固定設(shè)置于所述分離器外罩1內(nèi)、用于防止混合液上升流直接從所述第一球面液流擋板21與所述第二球面液流擋板22之間區(qū)域溢出的中心擋板4，所述中心擋板4設(shè)置于所述第一球面液流擋板21與所述第二球面液流擋板22之間區(qū)域的下方位置，且所述中心擋板4水平方向的最大寬度大于所述第一球面液流擋板21與所述第二球面液流擋板22之間的間隙寬度。

所述中心擋板4的垂直截面呈三角形或梯形，且所述中心擋板4的側(cè)邊與底邊均為內(nèi)凹的流線型曲線。

還包括用于圍成所述沉淀區(qū)的區(qū)壁組件，所述區(qū)壁組件包括垂直連接于所述上曲面段33頂端的中心區(qū)壁51，以及連接于所述上曲面段33下端的外側(cè)區(qū)壁52，所述外側(cè)區(qū)壁52包括相互連接的垂直段與傾斜段，所述垂直段的底端固定設(shè)置于所述傾斜段的頂端位置，所述傾斜段的底端與所述上曲面段33的下端位置固定連接，所述垂直段與所述分離器外罩1內(nèi)側(cè)壁之間存在間隙。

所述傾斜段、上曲面段以及所述上斜面段34三者的連接處開設(shè)有用于反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的氣體通過的縫隙（圖中未示出），所述縫隙呈條帶狀或孔狀。

以下簡(jiǎn)述本實(shí)用新型的工作過程：首先，污水借助安裝于UASB反應(yīng)器內(nèi)的布水系統(tǒng)進(jìn)入所述UASB反應(yīng)器內(nèi)，并向上通過污泥床，污水與污泥床上的污泥混合，且與污泥內(nèi)的微生物菌群在反應(yīng)區(qū)內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣。隨后，混合有污泥、氣泡與污水的混合液繼續(xù)上升，并與所述初次分離擋板組件撞擊，實(shí)現(xiàn)第一次三相分離，再此過程中可實(shí)現(xiàn)對(duì)混合液內(nèi)80%~90%雜質(zhì)的分離。隨后混合液繼續(xù)上浮，并與所述二次分離擋板組件撞擊，實(shí)現(xiàn)第二次三相分離，再此過程中可實(shí)現(xiàn)對(duì)混合液內(nèi)剩下的10%~20%雜質(zhì)的分離。碰撞結(jié)束后，附著于所述初次分離擋板組件與所述二次分離擋板組件上的污泥向下滑動(dòng)，在重力的作用下，小顆粒的污泥絮體或顆粒在滑動(dòng)過程中聚集、壓縮，形成一個(gè)較大的聚集體下沉，落回所述污泥床上。而污泥中的沼氣氣體則向上滑動(dòng)，借助三相分離器內(nèi)部連接處的縫隙完成排出。經(jīng)過兩次三相分離的混合液中相對(duì)純凈的液體進(jìn)入沉淀區(qū)內(nèi)，由于沉淀區(qū)內(nèi)的液體液流相對(duì)靜止，液體內(nèi)的污泥絮體或顆粒沉降，落回所述污泥床上。

本實(shí)用新型內(nèi)部采用雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效地實(shí)現(xiàn)了兩次三相分離，顯著地提升了三相分離器的分離效能。同時(shí)，本實(shí)用新型采用球體曲面設(shè)計(jì)，使得混合有污泥、氣泡與污水的混合液在升流碰撞到曲面后，接觸面積更大、污泥及細(xì)小絮體更容易聚集、水頭損失更小，優(yōu)化了水力條件，同時(shí)也使得混合液在升流過程中與液流擋板的接觸面積增大，使混合液中的污泥絮體或顆?？裳刂毫鲹醢宓那婢奂?、壓縮，然后形成一個(gè)較大的聚集體下沉。根據(jù)斯托克斯公式的計(jì)算，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠使污泥絮體或顆粒返回污泥床的速度明顯加快，從而大幅度降低了沉淀區(qū)的渾濁程度，提升了泥水分離的效果，在一定程度上也起到了保護(hù)反應(yīng)器內(nèi)微生物菌群的作用，最大限度上緩解了跑泥現(xiàn)象。此外，本實(shí)用新型使用了四個(gè)相互之間不完全密封的球體曲面，起到了很好的協(xié)同效果，也提升了三相分離器的抗沖擊性能。綜上所述，本實(shí)用新型效果優(yōu)異、結(jié)構(gòu)巧妙、抗沖擊性強(qiáng)、且有效地緩解了污泥跑泥的問題，具有很高的使用及推廣價(jià)值。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神和基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)，不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。