集气部件、集气机构、三相分离器和厌氧反应器

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种集气部件、集气机构、三相分离器和厌氧反应器。

背景技术

目前，用于污水处理的厌氧反应器主要分为两类：一类是低负荷的厌氧滤池和厌氧折流板反应器，这类厌氧反应器结构简单，且内部不含有三相分离器；另一类是含有三相分离器的厌氧反应器，该类厌氧反应器对污水的处理效率高，因此，被广泛应用于污水处理。

含有三相分离器的厌氧反应器的工作原理：污水通过水泵提升到厌氧反应器的底部，利用底部的布水系统将污水均匀地布置在整个截面上，同时利用进水的出口压力和产气作用，使废水与高浓度的厌氧污泥充分接触和传质，将废水中的有机物降解生成沼气，该沼气带动废水在反应区缓慢上升，并与厌氧污泥接触，以进一步降解有机物。沼气、水、污泥在同时上升的过程中，沼气首先进入三相分离器内部，并通过管道排出，污泥和废水通过三相分离器的缝隙上升到分离区，污泥在分离区沉淀浓缩并回流到三相分离器的下部，保持厌氧反应器内的生物量，沉淀后的出水通过管道排出罐外。

在现有的厌氧反应器中，三相分离器如图1所示，主要包括集气机构、气室和固定板，且三者通过焊接连接在一起形成一个整体，进而导致三相分离器的体积庞大，安装和运输极其不方便，而且维修非常困难。

发明内容

本发明的目的就是提供一种集气部件、集气机构、三相分离器和厌氧反应器，以解决现有技术中的三相分离器中各部件焊接所形成的整体体积庞大，安装和运输极其不方便，维修非常困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种集气部件，所述集气部件包括：

第一构件，所述第一构件具有延伸以低于所述第一构件外轮廓的第一搭接部；

第二构件，所述第二构件具有延伸以低于所述第一构件外轮廓的第二搭接部；

其中，所述第一构件与所述第二构件连接以形成V形结构，且第一搭接部与所述第二搭接部形成V形结构。

基于第一方面，在一种可能的实施方案中，所述第一构件的一端沿竖直方向向下延伸形成第一竖直部，所述第二构件的一端沿着竖直方向向下延伸形成第二竖直部，且所述第一竖直部与第二竖直部相对设置。

基于第一方面，在一种可能的实施方案中，所述第一竖直部和第二竖直部通过加强筋连接。

基于第一方面，在一种可能的实施方案中，所述V形结构的V形顶部夹角为60-90°。

第二方面，本发明实施例还提供了一种集气机构，包括至少两个上述任一实施方案中所述的集气部件，其中，相邻中的一个集气部件的一端分别与另一个集气部件上的第一搭接部和第二搭接部相抵以形成搭接。

第三方面，本发明实施例还提供了一种三相分离器，所述三相分离器包括：

多个框架，多个所述框架以堆砌方式形成层状结构；

上述实施方案中所述的集气机构，可拆卸的安装在所述框架中；

气室，具有进气口和出气口，所述进气口与所述集气机构连通。

基于第三方面，在一种可能的实施方案中，所述集气机构倾斜设置，且所述集气机构的倾斜角度为0-45°。

基于第三方面，在一种可能的实施方案中，所述集气机构中集气部件通过所述进气口伸入所述气室内，且伸入所述气室的部分所述集气部件长度为1-50cm。

基于第三方面，在一种可能的实施方案中，所述层状机构中相邻的上下层的所述集气机构交错排布。

第四方面，本发明实施例还提供了一种厌氧反应器，所述厌氧反应器包括上述任一实施方案中所述的三相分离器。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本发明提供的集气部件，所述集气部件包括第一构件和第二构件，其中，所述第一构件具有延伸以低于所述第一构件外轮廓的第一搭接部；第二构件，所述第二构件具有延伸以低于所述第一构件外轮廓的第二搭接部；并且所述第一构件与所述第二构件连接以形成V形结构，其第一搭接部与所述第二搭接部形成V形结构。第一构件和第二构件上的第一搭接部和第二搭接部可以使集气部件之间搭接，无需焊接即可形成集气通道。此外，该集气部件可以使三相分离器变得模块化，方便安装和运输，维修也非常简单。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本发明提供的集气部件、集气机构、三相分离器和厌氧反应器所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方案中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中三相分离器的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的集气部件的的结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的集气部件的结构示意图；

图4为本发明第三实施例提供的集气部件的局部加强结构示意图；

图5为本发明第四实施例提供的集气部件的局部加强结构示意图；

图6为本发明实施例提供的集气机构的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的集气机构中集气部件的连接示意图；

图8为本发明一实施例提供的三相分离器的结构示意图；

图9为本发明一实施例提供的三相分离器中集气机构与气室的连接结构示意图；

图10为本发明一实施例提供的三相分离器中集气机构与气室的连接结构示意图；

图11为本发明一实施例提供的三相分离器中集气机构与气室的连接结构示意图；

图12为本发明一实施例提供的三相分离器中集气机构与气室的连接结构示意图；

图13为本发明实施例提供的三相分离器的立面图。

附图标记说明：

1-三相分离器；

10-集气部件；

11-第一构件；

111-第一搭接部；

112-第一竖直部；

12-第二构件；

121-第二搭接部；

122-第二竖直部；

13-加强筋；

14-加强板；

20-框架；

30-气室；

40-集气机构；

41-挡气部。

具体实施方案

本说明书中各实施例或实施方案采用递进的方案描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方案”、“一些实施方案”、“示意性实施方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方案或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方案或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方案或示例中以合适的方案结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在现有的厌氧反应器中，三相分离器如图1所示，主要包括集气机构、气室和固定板，且三者通过焊接连接在一起形成一个整体，进而导致三相分离器的体积庞大，安装和运输极其不方便，而且维修非常困难。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种集气部件，该集气部件中的第一构件和第二构件上的第一搭接部和第二搭接部可以使集气部件之间搭接，无需焊接即可形成集气通道。此外，该集气部件可以使三相分离器变得模块化，方便安装和运输，维修也非常简单。

首先参照图2-3，本发明实施例提供了一种集气部件10，该集气部件10包括第一构件11和第二构件12，其中，第一构件11的第一侧端和第二构件12的第一侧端相互连接以形成V形结构，该V形结构有利于集气以及水、污泥的沉降。此外，第一构件11具有延伸以低于其外轮廓的第一搭接部111，第二构件12具有延伸以低于其外轮廓的第二搭接部121，而且第一搭接部111与第二搭接部121也能够形成V形结构。此外，在本发明提供的实施例中，对于第一搭接部111和第二搭接部121的长度并没有特殊限制，例如图2中，第一搭接部111的长度明显小于第一构件11剩余部分的长度，第二搭接部121的长度明显小于第二构件12的剩余部分的长度；例如图3中，第一搭接部111的长度大于第一构件11剩余部分的长度，第二搭接部121的长度也大于第二构件12剩余部分的长度。

在本发明提供的实施方案中，第一构件11和第二构件12均可以为板状，而且其材质可以为非金属材质和金属材质，例如PP、PE、PVC、304不锈钢等。在制造过程中，将熔融的材质注入模具内一次成型，即可获得集气部件10。而对于第一构件11和第二构件12的尺寸，可以根据污水的处理量以及相应设备(厌氧反应器的壳体)的需求进行设计。

在污水处理过程中，由于水和污泥会落在第一构件11和第二构件12的外表面上，为了能够使集气部件10的V形结构更加稳固，参照图3所示，在一种可能的实施方案中，第一构件11的第二侧端沿竖直方向向下延伸形成第一竖直部112，第二构件12的第二侧端沿竖直方向向下延伸形成第二竖直部122，且第一竖直部112和第二竖直部122相对设置，这样可以使集气部件10不容易受到外力挤压发生变形，间接的提高了集气部件10的强度，进一步保持其稳固的V形结构。此外，第一竖直部112和第二竖直部122的设置，还可以方便后续的安装。

进一步的，基于上述可能的实施方案，继续参照图4所示，第一竖直部112和第二竖直部122通过加强筋连接，这样可以进一步保障集气部件10的强度。

在另一种可能的实施方案中，集气部件10还包括加强板14，参照图5所示，第一构件11和第二构件12穿过该加强板，同样也可以进一步保证集气部件10的强度。

如前所述，集气部件10的V形结构有利于集气以及水、污泥的沉降。具体的，在水和污泥下降的过程中会落在第一构件11和第二构件12的外表面上，通过其倾斜的表面可以使水和污泥自动上升和下落。为了能够使落在第一构件11和第二构件12表面的水和污泥从其快速上升和下落，在一种可能的实施方案中，该V形结构的V形顶部夹角为60-90°。此外，V形结构的V形顶部夹角在上述范围内，由其组装在厌氧反应器内可以减少集气部件10的数量，实现降低成本的目的。

示例性的，V形结构的V形顶部夹角可以但不局限于为60°、61°、62°、63°、64°、65°、66°、67°、68°、69°、70°、71°、72°、73°、74°、75°、76°、77°、78°、79°、80°、81°、82°、83°、84°、85°、86°、87°、88°、89°、90°。

另外，参照图6-7，本发明实施例还提供了一种集气机构，该集气机构40包括两个集气部件10，其中，相邻中的一个集气部件10的一端分别与另一个集气部件10上的第一搭接部111和第二搭接部121相抵以形成搭接，且一个集气部件10的另一端设置有挡气部41。

具体的，集气机构40中集气部件10的数量需要根据厌氧反应器的横截面积进行选择。在一种具体的实施方案中，集气机构40可以包括3个集气部件10，相邻的集气部件10搭接可以形成一个集气罩，且第一个集气部件的一端设置有挡气部41，即，该挡气部41能够阻挡沼气从该端流出，进而只能沿着集气罩的内表面从另一端流出。

参照图7，为了防止集气机构40中集气部件10的搭接处漏气，在一种可能的实施方案中，集气机构40倾斜设置，这样可以使集气部件10的搭接处没有气体存储和气体压力，从而不会出现漏气的情况，具体参照图7(a)。另外，参照图7(b)，即使倾斜搭接，仍然可能漏气。

参照图8-13，本发明实施例还提供了一种三相分离器，该三相分离器1包括：多个框架20、气室30和集气机构40，其中，多个框架以堆砌方式形成层状结构，每一层的框架20内均可拆卸的安装有多个集气部件10，并且多个集气部件10搭接形成集气机构40通过气室30的进气口与气室30连通。

继续参照图8，框架20由由若干个型材制做而成或通过模具注塑而成，形成笼式框架，其中，型材可以为钢材等。如上所述，多个框架20以堆砌方式形成层状结构，这样不仅容易组装，而且还可以实现局部更换。此外，每一层及相邻层之间的框架通过卡扣、挂钩等常规连接方式连接。而且，集气机构40与框架20也可以通过卡扣、挂钩、绑扎等方式安装。

参照图8，为了防止集气机构40中集气部件10的搭接处漏气，在一种可能的实施方案中，集气机构40倾斜设置，这样可以使集气部件10的搭接处没有气体存储和气体压力，从而不会出现漏气的情况。其中，集气机构40的倾斜角度为0-45°。

示例性的，集气机构40的倾斜角度可以但不局限于为0°、1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°、10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、32°、33°、34°、35°、36°、37°、38°、39°、40°、41°、42°、43°、44°、45°。

在本发明提供的实施方案中，气室30的进气口的形状与集气机构40中集气部件10的形状相同，因此，在一种可能的实施方案中，集气机构40中集气部件10通过气室30的进气口伸入气室30内，并且为了防止流入的气体倒流，伸入气室30的部分集气部件10长度为1-50cm。

示例性的，伸入气室30的部分集气部件10长度可以但不局限于为1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm、20cm、21cm、22cm、23cm、24cm、25cm、26cm、27cm、28cm、29cm、30cm、31cm、32cm、33cm、34cm、35cm、36cm、37cm、38cm、39cm、40cm、41cm、42cm、43cm、44cm、45cm、46cm、47cm、48cm、49cm、50cm。

为了能够收集更多的气体，在一种可能的实施方案中，层状机构中相邻的上下层的集气机构40交错排布，如图7所示。

参照图9所示，在一种可能的实施方案中，气室30的一侧连通集气机构40，其中，集气机构40倾斜设置，其倾斜角度如上所述，在此不再赘述。此外，集气机构40中最低端的集气部件10的一端设置有挡气部41。

参照图10所示，在一种可能的实施方案中，气室30的两侧均连接有集气机构40，其中，位于气室30之间的集气机构40，可以不用设置挡气部41。

参照图11所示，在一种可能的实施方案中，为增加分离区(分离区是指集气机构覆盖的区域，能实现三相分离的功能)的面积以减小气室面积，在气室30的两侧对称安装集气机构40。

参照图12所示，在一种可能的实施方案中，三相分离器安装在厌氧反应器的壳体内，且跨度比较大时，为消除不同位置导致沉降高度不同所带来的影响，厌氧反应器的壳体底部倾斜设置，且与三相反应器中集气机构40的倾斜角度相同。

参照图13所示，在气、水和污泥混合区中，气、水和污泥充分接触，在气体的作用下，带动水和污泥进入分离区。在分离区内，气体进入收集机构40内，而水、污泥沿着集气部件10的表面上升，当上升至水、污泥分离区时，污泥下降的过程中，会沿着集气部件10的表面下降至底部，而水上升至最高点通过管道溢流出去。

最后，本发明实施例还提供了一种厌氧反应器，该厌氧反应器包括上述任一实施方案中的三相分离器。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型，可以是机械连接，也可以是电连接或者彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。