工艺技术 聊聊：厌氧三相分离器设计

EGSB、UASB等所有的厌氧内部的三相分离器等是指反应器内的三相分离器造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用；我们根据实践和工程经验汇总三相分离器应满足以下几点要求：

1、沉淀区的表面水力负荷<1.0m/h；

2、三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5～1.0m；

3、沉淀区四壁倾斜角度应在45º～60º之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区内；

4、沉淀区斜面高度约为0.5～1.0m；

5、进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h；

1､沉淀区的设计

主要考虑沉淀区的表面积和水深这两个因素｡

由于沉淀区的厌氧污泥与出水中残余的有机物尚能起生化反应,在沉淀区仍有少量的沼气产生，对沉淀区的固液分离有些干扰，因此在处理高浓度有机废水时,表面负荷率应采用得小一些，一般表面负荷率<1.0m³/h，且沉淀区进水口的水流上升速度应小于2m/s｡

为获得良好的固液分离效果，沉淀区斜面的高建议为0.5~1.0m，斜面与水平方向的夹角在45°~60°之间，且光滑，以利于污泥下滑返回反应区。

总沉淀水深应≥1.5m，水力停留时间介于1.5～2h，分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm以上；

以上条件如能满足，则可达到良好的分离效果。

2､回流缝的设计

为了使回流缝的水流稳定,回流缝中水流的速度不能太高,以确保良好的气､固､液三相的分离效果,并使沉淀区沉降下来的污泥能迅速顺利地回流至反应区,回流缝中水流速度一般<2m/s｡

为达到气液分离目的,气封与沉淀区的斜面必须重叠｡

重叠的水平距离越大,气体的分离效果越好,对沉淀区固液分离效果的影响越小,重叠部分一般在0.1~0.2m之间｡

3､气液分离设计

确定了三相分离器的基本尺寸后,还应校核气液分离效果是否满足要求｡

为了保证气泡不进人沉淀室,就必须使回流缝宽度和气液分离斜面的长度,以及气泡上升速度满足一定的关系,以使气泡合成速度方向的指向不低于沉淀室的缝隙口边缘点｡

气泡分离而不进入沉淀室的必要条件是：vb/va>BC/AB｡

气泡垂直上升速度vb的大小与碰撞系数β,气泡直径dg(cm),水温T(℃),废水的密度ρl(g·cm-3)和气体的密度ρg(g/cm³),废水的动力粘滞系数μ(g·cm-1s-1)和运动粘滞系数γ(cm2·s-1)等因素有关｡

当雷诺数Re<2时,气泡的上升流速可用斯托克斯公式计算:

vb=β×g(ρl-ρg)d2g÷(18×μ)｡

假设能分离气泡的最小直径dg=0.008cm,则当20℃时沼气泡上升速度：
vb=0.95×981×(1.03-1.2×10-3)×0.0082÷(18×2×10-2)=0.170cm/s=6.13m·h-1,则vb/va=6.13/1.94=3.16,BC/AB=0.613/0.282=2.17

满足vb/va>BC/AB｡

因此,三相分离器可脱除dg≥0.008cm的沼气泡｡

4、出水系统

出水收集装置设于厌氧反应器顶部,尽可能均匀地收集处理后的废水｡

每个三相分离器单元之上对应一个集水槽,槽上设三角堰,即每个池格为4组平行出水堰的多槽出水方式｡

出水堰口负荷满足小于1.7L·s-1m-1)的要求,出水系统的设计方法与沉淀池出水装置相同｡

集水槽及堰板采用玻璃钢材质或不锈钢材质｡

5、排泥系统

池的底部设1 根DN150 的排泥管，采用重力排泥方式。

排泥管兼做反应器的放空管。

穿孔排泥管的排泥孔直径为40 mm，孔间距500 mm。