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三相分离器是UASB反应器的核心组成部分，三相分离器直接影响着UASB反应器的气、液、固的分离效果，也直接影响着后续构筑物的处理，对三相分离器进行合理的设计对于整个工艺有着重要的影响。三相分离器的主要作用是将气体、液体、固体进行等三相加以分离，产生的沼气通过集气罩收集后排出反应器，并将处理水导入出水区，将固体颗粒导入反应区。三相反应器由气体收集器和折流挡板组。三相分离器的简图如图4—2所示。
图4—2三相分离器简图
UASB升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程设计规范（HJ2013—2012）有以下要求：
沉淀区表面负荷宜小于0.8 m3/( m2·h)，沉淀区水深应大于1.0m；
进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙中的流速≤2.0m/h；
沉淀器斜壁角度应在45°～60°之间；
出气管的直径应保证从集气室引出沼气；
三相分离器宜选用聚乙烯（HDPE）、碳钢、不锈钢等材料，如采用碳钢材质应进行防腐处理；
在以上条件下，沉淀区的表面水力负荷为：
q=Q/A1=9.17/(2×30)=0.153 m3/( m2·h)
q＜0.8 m3/( m2·h)，符合设计要求。
由于UASB三相反应器的L=7.5m，宽B=4m；没个反应器中设置2个三相分离器，每个三相分离器的长度为：b=3.75m；上下三角形集气室斜面水平夹角为：θ=50°；
UASB反应器水面超高为：h1=0.5m；
上三角形顶深：h2=0.5m；
下三角形高度：h3=1.5m；
宽度为：d=4m；
则下三角形集气室底部宽为：
上式中：
h1——为UASB反应器超高；
h2——为上三角顶深；
h3——为下三角高度；
b1——为下三角集气室底部宽度；
则，b1=1.5/tan50°=1.26m
相邻两个下三角之间的水平距离为：b2=b—2b1=3.75—2×1.26=1.23m
则下三角回流缝的面积为：S1=b2·d=1.23×4=4.92m2
下三角集气室之间污泥回流缝中混合液的上升流速计算公式为：
式中：
Q1——为反应器中废水的流量，m3/d;
S1——为下三角回流缝的面积，m2。
则：
上三角回流缝的宽度取，DE=0.5m；
则上三角回流缝的面积为：S2=2×0.5×4=4m2；
上三角集气室之间污泥回流缝中混合液的上升流速计算公式为：
则：
则易知，V1＜V2＜2，符合设计要求。
确定上、下三角的相对位置及尺寸:
取上三角集气室下端的水平距离为：EI=1.50m
气液分离设计：
取d=0.01cm(气泡)，T=25℃
水的密度：ρ1=1.03g/cm3
空气的密度：ρg=1.2×10-3 g/cm3
水的运动粘度：v=0.0101cm2/s
碰撞系数：ρ=0.95
水的粘度：μ= v·ρ1=0.0101×1.03=0.0104g/cm·s
由于一般废水的粘度都大于净水的粘度，因此，取μ=0.02 g/cm·s
由斯托克斯公式可得气体上升速度为：
取Va=V2=1.15m/h
因此，设计满足要求。
三相分离器高度和UASB反应器高度的设计：
三相分离器总高度为：
UASB总高：H=6.0m，包括其中的0.5m超高；
反应区高3.4m，污泥区高2.0m，悬浮区高1.4m
沉淀区高2.1m
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