公布日：2023.03.21

申請日：2022.12.05

分類號：C02F3/28(2023.01)I

摘要

本發(fā)明涉及一種新型厭氧三相分離器及廢水處理系統(tǒng)，其包括導流筒，所述導流筒包括第三擋板和導流板，所述第三擋板與所述導流板的一端相連所形成的側壁構成了所述導流筒的內部限定空間，所述導流筒的內部限定空間通過第一通孔和第二通孔與所述導流筒的外部空間連通，第一通孔位于第二通孔的第一方向上，在位于所述導流筒的外部空間且靠近所述第二通孔處布設的反射錐能夠以錐形頂點朝向所述第二通孔的方向設置，以使得所述反射錐與所述第二通孔之間構成至少能夠允許物質從所述導流筒的內部限定空間流向外部空間的導流間隙，其中，所述第一通孔的徑向尺寸大于所述第二通孔。

權利要求書

1.一種新型厭氧三相分離器，其特征在于，其包括：導流筒，所述導流筒包括第三擋板(9)和導流板(10)，所述第三擋板(9)與所述導流板(10)的一端相連所形成的側壁構成了所述導流筒的內部限定空間，所述導流筒的內部限定空間通過第一通孔(15)和第二通孔(16)與所述導流筒的外部空間連通，第一通孔(15)位于第二通孔(16)的第一方向上，在位于所述導流筒的外部空間且靠近所述第二通孔(16)處布設的反射錐(12)能夠以錐形頂點朝向所述第二通孔(16)的方向設置，以使得所述反射錐(12)與所述第二通孔(16)之間構成至少能夠允許物質從所述導流筒的內部限定空間流向外部空間的回流口(11)，其中，所述第一通孔(15)的徑向尺寸大于所述第二通孔(16)。

2.根據權利要求1所述的厭氧三相分離器，其特征在于，所述導流筒的至少部分區(qū)域設置為中空的錐形結構或類錐形結構，以從所述第一通孔(15)過渡至所述第二通孔(16)，其中，所述第三擋板(9)相對于第一方向的傾角至少小于或等于所述導流板(10)相對于第一方向的傾角。

3.根據權利要求1或2所述的厭氧三相分離器，其特征在于，在導流筒的外側壁(17)和/或厭氧三相分離器的內側壁(18)上設置有若干第二擋板(8)，以基于所述第二擋板(8)與相連的所述導流筒的外側壁(17)或所述厭氧三相分離器的內側壁(18)形成至少能夠聚集待分離的混合物中的氣相沼氣的第二集氣室(2)。

4.根據權利要求3所述的厭氧三相分離器，其特征在于，設置于所述導流筒的外側壁(17)的所述第二擋板(8)能夠與設置于所述厭氧三相分離器的內側壁(18)上的所述第二擋板(8)以首尾交替的方式排布，其中，所述第二擋板(8)與第一方向所在垂直面的夾角設置為15°-45°。

5.根據權利要求4所述的厭氧三相分離器，其特征在于，在所述厭氧三相分離器沿第一方向的端部設置有第一集氣室(1)，以聚集沿第一方向或沿具有第一方向分向量的方向運動至所述厭氧三相分離器端部的氣相沼氣，其中，所述第一集氣室(1)和/或所述第二集氣室(2)能夠通過排氣管將聚集的氣相沼氣導出。

6.根據權利要求5所述的厭氧三相分離器，其特征在于，在所述導流筒的內部限定空間設置的呈環(huán)形柱狀結構的第一擋板(7)能夠以其在第一方向上的端部高于所述第三擋板(9)在第一方向上的端部的方式設置。

7.根據權利要求6所述的厭氧三相分離器，其特征在于，混合物在沿第一方向或沿具有第一方向分向量的方向運動至所述第三擋板(9)沿第一方向的端部所在水平面時，能夠以溢流的方式通過第一通孔(15)流經所述第一擋板(7)與所述第三擋板(9)之間形成的導流間隙進而進入所述導流筒的內部限定空間。

8.根據權利要求7所述的厭氧三相分離器，其特征在于，在所述第一擋板(7)構成的環(huán)形柱狀結構內設置有用于導出液相水的出水槽(5)，其中，所述出水槽(5)的出水高度以至少低于所述第一擋板(7)在第一方向上的端部的方式設置。

9.根據權利要求1-7任一項所述的厭氧三相分離器，其特征在于，所述厭氧三相分離器能夠設置在厭氧反應器(13)內，且所述厭氧反應器(13)至少包括含有所述反應區(qū)(3)的第一空腔室和用于容納所述厭氧三相分離器的第二空腔室，其中，在所述第一空腔室內設置的布水器(4)能夠為所述厭氧反應器引入原始的或經預處理的廢水。

10.一種廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包含權利要求9所述的厭氧三相分離器和所述厭氧反應器(13)。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術之不足，本發(fā)明旨在提供一種新型厭氧三相分離器及廢水處理系統(tǒng)，以至少解決三相分離器進水口和污泥回流口完全重合的問題，保證沉淀區(qū)污泥的穩(wěn)定沉降；減少進入沉淀區(qū)的沼氣量，改善沉淀區(qū)泥水分離效果。

本發(fā)明公開了一種新型厭氧三相分離器，其包括導流筒，導流筒包括第三擋板和導流板，第三擋板與導流板的一端相連所形成的側壁構成了導流筒的內部限定空間，導流筒的內部限定空間通過第一通孔和第二通孔與導流筒的外部空間連通，第一通孔位于第二通孔的第一方向上，在位于導流筒的外部空間且靠近第二通孔處布設的反射錐能夠以錐形頂點朝向第二通孔的方向設置，以使得反射錐與第二通孔之間構成至少能夠允許物質從導流筒的內部限定空間流向外部空間的回流口，其中，第一通孔的徑向尺寸大于第二通孔。

優(yōu)選地，混合物隨著水位的上升會撞擊反射錐在第一方向的端部并基于撞擊作用的消耗減少了從第二通孔沖入導流筒內部限定空間的動力，進而沿導流筒的外部空間繼續(xù)上升直至從徑向尺寸大于第二通孔的第一通孔進入，其中，固相污泥可基于自身重力作用在導流筒內部限定空間中下沉至第二通孔，由于第二通孔上部的沉淀污泥濃度大于第二通孔下部的進水濃度，沉淀的污泥可以通過重力回到反應區(qū)，且導流筒外部的上升流和內部的污泥回流可以形成循環(huán)，以提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，進而通過厭氧三相分離器完成了厭氧反應器內泥、水、氣三相的高效分離。

根據一種優(yōu)選實施方式，導流筒的至少部分區(qū)域設置為中空的錐形結構或類錐形結構，以從第一通孔過渡至第二通孔，其中，第三擋板相對于第一方向的傾角至少小于或等于導流板相對于第一方向的傾角。

優(yōu)選地，錐形結構可以僅是其結構的一部分，例如，不包含錐形頂點的圓臺結構，類錐形結構可以為上述任一錐形結構的變型，其變型可以是使錐形結構的徑向尺寸沿其高的變化趨勢為非線性的。進一步地，非等徑設置的導流筒可至少將導流板設置為錐形結構或類錐形結構，第三擋板可以設置為圓柱狀結構或錐形結構或類錐形結構，其中，第三擋板以圓柱狀結構設置時其相對于第一方向的傾角為0°，導流板相對于第一方向的傾角可設置為30°-45°。

根據一種優(yōu)選實施方式，在導流筒的外側壁和/或厭氧三相分離器的內側壁上設置有若干第二擋板，以基于第二擋板與相連的導流筒的外側壁或厭氧三相分離器的內側壁形成至少能夠聚集待分離的混合物中的氣相沼氣的第二集氣室。

根據一種優(yōu)選實施方式，設置于導流筒的外側壁的第二擋板能夠與設置于厭氧三相分離器的內側壁上的第二擋板以首尾交替的方式排布，其中，第二擋板與第一方向所在垂直面的夾角設置為15°-45°。

優(yōu)選地，第二集氣室的結構受限于第二擋板及相應內側壁和/或外側壁的結構參數，第二集氣室的位置受限于第二擋板的安裝位置。優(yōu)選地，在導流筒的外側壁和/或厭氧三相分離器的內側壁上設置的第二擋板數量可為偶數，且還能夠適量增加或減少第二擋板的數量，其中，第二擋板能夠以對稱和/或不對稱的方式設置。優(yōu)選地，在導流筒的外側壁設置的第二擋板可與在厭氧三相分離器的內側壁上設置的第二擋板交替分布，且能夠以在第一方向上的相對位置相鄰的第二擋板首尾交替的方式分布，以在第二空腔室的上升區(qū)形成混合物呈旋向上升的流向，從而基于流向的回轉使得氣相的沼氣能夠更順利地通過第二集氣室進入排氣管，而固相的污泥也可部分地從沿主體流向運動的混合物中被甩出，進而基于重力作用下沉至第一空腔室的反應區(qū)，以提升厭氧三相分離器的分離效果。

根據一種優(yōu)選實施方式，在厭氧三相分離器沿第一方向的端部設置有第一集氣室，以聚集沿第一方向或沿具有第一方向分向量的方向運動至厭氧三相分離器端部的氣相沼氣，其中，第一集氣室和/或第二集氣室能夠通過排氣管將聚集的氣相沼氣導出。

優(yōu)選地，經排氣管導出的氣相沼氣可輸送至控壓裝置和/或回收裝置。

根據一種優(yōu)選實施方式，在導流筒的內部限定空間設置的呈環(huán)形柱狀結構的第一擋板能夠以其在第一方向上的端部高于第三擋板在第一方向上的端部的方式設置。

根據一種優(yōu)選實施方式，混合物在沿第一方向或沿具有第一方向分向量的方向運動至第三擋板沿第一方向的端部所在水平面時，能夠以溢流的方式通過第一通孔流經第一擋板與第三擋板之間形成的導流間隙進而進入導流筒的內部限定空間。

優(yōu)選地，基于第一擋板和第三擋板的設置，可以將沿單一方向設置的流道改為折返流道，以防止進出水短路，并可降低厭氧三相分離器(或厭氧反應器)的整體高度。進一步地，在設置第一擋板和第三擋板的基礎上，結合若干第二擋板的設置，能夠基于分離效果的提高使得厭氧三相分離器(或厭氧反應器)的整體高度可進一步降低，在提升分離效果的同時擴大了新型厭氧三相分離器和/或新型厭氧反應器的應用場景和適用范圍。

根據一種優(yōu)選實施方式，在第一擋板構成的環(huán)形柱狀結構內設置有用于導出液相水的出水槽，其中，出水槽的出水高度以至少低于第一擋板在第一方向上的端部的方式設置。

根據一種優(yōu)選實施方式，導流板至少是以有利于沉淀在導流筒中的物質從導流筒的內部限定空間穿過第二通孔與反射錐之間的回流口進入導流筒外部空間的方式設置的，流出的沉淀物質基于重力作用下沉至與厭氧三相分離器相連通的反應區(qū)。

優(yōu)選地，第二擋板和/或導流筒的外側壁和/或厭氧三相分離器的內側壁可至少是以有利于混合物形成旋向上升流向的方式設置的，例如，第二擋板和/或導流筒的外側壁和/或厭氧三相分離器的內側壁能夠以非線性變化的方式設置，以有利于混合物形成旋向上升流向。進一步地，導流筒的導流板在設置為類錐形結構時可以是使錐形結構的徑向尺寸沿其高的變化趨勢為非線性的，且至少是以有利于物質從導流筒內部限定空間穿過第二通孔進入導流筒外部空間的方式設置的，以使得第二擋板在設置于該導流板上時可以基于導流板的設置結構而調整第二擋板的結構參數，從而使得混合物在流經上升區(qū)時可以更好地形成旋向上升流向。

根據一種優(yōu)選實施方式，厭氧三相分離器能夠設置在厭氧反應器內，且厭氧反應器至少包括含有反應區(qū)的第一空腔室和用于容納厭氧三相分離器的第二空腔室，其中，在第一空腔室內設置的布水器能夠為厭氧反應器引入原始的或經預處理的廢水。

本發(fā)明的有益技術效果至少在于：

1.本發(fā)明通過在厭氧三相分離器外部增加額外的泥水氣混合物上升區(qū)，緩解了第二通孔附近的回流口作為唯一進水口的壓力，此外，回流污泥的密度大于上升流泥水混合物的密度，可以形成循環(huán)，進一步減少由回流口進入沉淀區(qū)的水量，保證沉淀區(qū)污泥的穩(wěn)定沉降；

2.相比傳統(tǒng)厭氧三相分離器，區(qū)分進水口和回流口可以降低污泥回流口處流型、阻力計算及反射錐和導流板角度選擇的難度，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少設計施工成本；

3.相比傳統(tǒng)三相分離器，本發(fā)明中污泥回流更快，污泥在沉淀區(qū)停留時間更短，減少了沉淀區(qū)污泥的二次產氣導致的污泥流失；

4.本發(fā)明在厭氧反應器頂部設置第一集氣室的基礎上，另外增加多個第二集氣室，避免沼氣進入沉淀區(qū)。

（發(fā)明人：張傳兵;王慧芳;徐亞慧;楊傳忠;王存彥;廖慶花;郭倩倩;姜鳳成;吳少杰）