一種升流式厭氧汙泥床的汙水三相分離方法與流程
2023-05-16 20:59:46 1
本發明屬於汙水處理技術領域，更具體地說是涉及一種升流式厭氧汙泥床的汙水三相分離方法。
背景技術：
目前，升流式厭氧汙泥床處理廢水的方法一般是讓廢水從池底進入逐漸往上升，在反應區中與厭氧微生物接觸並產生反應，廢水內的有機物被分解轉化為沼氣和淤泥固體，向上流動廢水在三相分離器處進行三相分離，液體從水渠排出、氣體從排氣管離開、淤泥下沉。
1997年4月30日公開的cn2253346y發明專利升流式厭氧汙泥床一體化氣固液分離器模塊公開了一種三相分離器結構，它包括三相分離室和集氣室，兩室之間通過隔牆分隔。其可工廠化生產，施工、運輸都較為方便，但是該三相分離裝置不能對汙泥床的壓強作調控，難以保證沼氣全部從汙水中分離，因此，需要作進一步改進。
技術實現要素：
本發明的目的旨在提供一種提高高濃度有機廢水中氣-液-固分離效率的升流式厭氧汙泥床的汙水三相分離方法，以克服現有技術中的不足之處。
為實現上述目的，本發明所提供的技術方案是：一種升流式厭氧汙泥床的汙水三相分離方法，其特徵在於包括以下步驟：
s1）化學需氧量濃度高的汙水在通過預處理調節後通入升流式厭氧汙泥床，汙水從升流式厭氧汙泥床底部進入，隨著一定的流速向上流動；
s2）在無分子氧條件下，厭氧微生物以汙水中的有機物為碳源進行新陳代謝，代謝產物為汙泥以及沼氣；
s3）汙水在升流式厭氧汙泥床以一定流速上升的過程中，進入三相分離器，三相分離器設置有以淺層理論為基礎設計的三組三角堰，汙水通過三角堰時，將汙泥從汙水中分離出；
s4）三相分離器的集氣箱通過升流式厭氧汙泥床頂部的汽水分離器與氣室控制汙泥床內的壓強，汙泥床內壓強的改變可以改變沼氣在汙水中的溶解度，使沼氣從汙水中逸出，通過集氣管收集至氣水分離器中。
所述三相分離器包括三角堰、卡板、集氣箱、密封板，若干長條狀的三角堰分層設置，所述集氣箱設置在圓餅狀的三相分離器中間並貫穿整個三相分離器的中分線，使三相分離器的三角堰分為左右結構布局，所述三角堰穿過若干卡板，所述密封板設置在三相分離器的圓周側壁上，所述三角堰分三層設置，相鄰兩層三角堰交錯布置。
所述集氣箱側對應每個三角堰均設置有進氣口，在進氣口上設置擋泥板，所述三角堰通過焊接安裝在卡板上，左右兩組三角堰遠離集氣箱一端向下傾斜。
本發明的有益效果是：
本發明三相分離器的集氣箱通過升流式厭氧汙泥床頂部的汽水分離器與氣室控制汙泥床內的壓強，汙泥床內壓強的改變可以改變沼氣在汙水中的溶解度，使沼氣從汙水中逸出，通過集氣管收集至氣水分離器中，從而能夠去除大量的汙泥和沼氣，去除cod效率高。
本發明裝置布局合理，解決以往三相分離器體積大、厚度高的問題，結合淺層理論與亨利定律，將三相分離器體積減少，從而有效降低升流式厭氧汙泥床的高度，提高高濃度有機廢水中氣-液-固分離的效率。它有效提高升流式厭氧汙泥床中的固液分離率，保證有機物負荷能夠在後續的處理正常運行，使得整套系統正常運行。
附圖說明
圖1為本發明的三相分離器的結構示意圖。
圖2為圖1的a-a剖視圖。
圖3為圖1的b-b剖視圖。
圖4為本發明的升流式厭氧汙泥床結構示意圖。
視圖各標號表示如下：
排泥裝置1，氣水分離器離水布水裝置2，回流管3，厭氧發酵罐4，循環管路集水器5，支承架6，出水排氣管7，溢流裝置8，二層集氣管9，氣水分離器10，集氣管11，平臺欄杆12，抗浮裝置13，二層三相分離器14，一層三相分離器15，集氣法蘭管16，回流管法蘭17，三角堰18，密封板19，卡板20，擋泥板22。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「前後」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應作廣義理解，例如，可以是固定連接。也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明的具體含義。
本發明提供一種升流式厭氧汙泥床的汙水三相分離方法，包括以下步驟：
a.化學需氧量濃度高的汙水在通過預處理調節後通入升流式厭氧汙泥床。
b.汙水從升流式厭氧汙泥床底部進入，隨著一定的流速向上流動，在無分子氧條件下，厭氧微生物以汙水中的有機物為碳源進行新陳代謝，代謝產物為汙泥以及沼氣。
c.汙水在升流式厭氧汙泥床以一定流速上升的過程中，進入高效氣-液-固分離器，該分離中通過三組三角堰，三組三角堰以淺層理論為基礎進行設計，通過三角堰將汙泥從汙水中分離出，大大降低汙水中的化學需氧量濃度，提高後續處理的效果。
d.三相分離器中還設有集氣箱與集氣管，分離器中的集氣箱通過升流式厭氧汙泥床頂部的汽水分離器與氣室控制汙泥床內的壓強，汙泥床內壓強的改變可以改變沼氣在汙水中的溶解度，使沼氣從汙水中逸出，通過集氣管收集至氣水分離器中。
如圖1-4所示，升流式厭氧汙泥床是一塑料的厭氧發酵罐4，塑料厭氧發酵罐底部連接有排泥裝置1，排泥裝置上方安裝有氣水分離器離水布水裝置2，氣水分離器離水布水裝置上方通過回流管3與塑料厭氧發酵罐頂部氣水分離器10連接，塑料厭氧發酵罐內安裝有兩個三相分離器（二層三相分離器14、一層三相分離器15），其中一個位於罐體中部、另一個在上部。在中部的三相分離器15通過集氣管11與氣水分離器10連通，使在三相分離器中產生的氣體沿集氣管11進入氣水分離器10內。集氣管貫穿塑料厭氧發酵罐頂部並與安裝在塑料厭氧發酵罐頂部外側的氣水分離器連接；回流管在中部的三相分離器中部通過與塑料厭氧發酵罐頂部連接，循環管路集水器5安裝在回流管上，通過回流管與下方的三相分離器、氣水分離器離水布水裝置連接，循環管路集水器上方安裝有支承架6，支承架用於承託其上方的三相分離器，抗浮裝置13固定於三相分離器上方，防止上部的三相分離器由於水的浮力而向上移動，抗浮裝置上方設置溢流裝置8；通過三角堰將汙泥從汙水中分離出，汙水上升至溢流裝置8並從溢流裝置8溢出、經管道離開。塑料厭氧發酵罐頂部左側安裝有平臺欄杆12，右側安裝有厭氧發酵罐出水排氣管7。二層三相分離器與一層三相分離器結構相同，安裝角度旋轉90度，通過垂直交錯設置，使全部汙水都能與三相分離器充分反應。二層集氣管9將上部三相分離器的沼氣收集到罐體頂部再進入氣水分離器10內。
每個三相分離器由卡板20、三角堰18、集氣箱17、密封板19、集氣法蘭管16組成，集氣箱設置在餅狀的三相分離器中間並貫穿整個三相分離器的中分線，使三相分離器的三角堰分為左右結構布局，即在集氣箱左右兩側各布置一組三角堰。回流管法蘭17焊接固定在分離器頂部，二層三相分離器與一層三相分離器結構相同，安裝角度旋轉90度，避免一層集氣管與二層集氣管發生衝突。三角堰18通過焊接安裝在卡板上，安裝時通過卡板固定將三角堰與水平角度調整到1度左右；集氣法蘭管16與回流管法蘭17安裝在三相分離器的上部；密封板19安裝在三相分離器的外側，起到密封的作用；每個三相分離器有三層三角堰，第一、三層的三角堰安裝位置相同，第二層的三角堰安裝位置與第一、三層的相錯開，即相鄰兩層三角堰交錯布置；三角堰兩葉片成80度夾角對稱製作。集氣箱側對應每個三角堰均設置有進氣口，在進氣口上設置擋泥板22，擋泥板22長度為140mm，安裝角p為30度（p為擋泥板與集氣箱側壁的夾角）。安裝時候通過卡板固定將左右兩組三角堰遠離集氣箱一端向下傾斜，使三角堰層與水平角度調整到1°左右。
塑料厭氧發酵罐罐體和三角堰，集氣管，密封板，集氣法蘭管均採用白色pp塑料製成。
高濃度有機廢水通過預處理後，廢水首先被引入厭氧反應器的底部，在無分子氧條件下，水流按一定的流速向上流經汙泥床、汙泥懸浮層至三相分離器及沉澱區，厭氧反應器中的水流呈推流形式，進水與汙泥床及汙泥懸浮層中的微生物充分混合接觸，通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用進行厭氧分解，將廢水中的各種複雜有機物分解轉化成汙泥與沼氣，使廢水得到淨化，通過兩層的三相分離器，能夠去除大量的汙泥和沼氣，從而去除cod效率高。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員應當理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由權利要求及其等同替換所限定，在未經創造性勞動所作的改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。