三相分离器的基本工作原理是将油气水混合物高速进入预脱气室，靠旋流分离及重力作用脱出大量的原1油伴生气，预脱气后的油水混合物经导流管高速进入分配器与水洗室，在含有破乳剂的活性水层内洗涤破乳，进行稳流，降低来液的雷诺系数，再经聚结整流后，流入沉降分离室进一步沉降分离，脱气原1油翻过隔板进入油室，并经流量计计量，控制后流出分离器，水相就是靠着压力平衡经导管进入水室，从而达到油气水三相分离的目的。
厌氧三相分离器的作用：
厌氧三相分离器是厌氧技术中UASB工艺和ＩＣ厌氧反应器的主要部件；其作用是气、水、泥三相分离，充分发挥厌氧工艺的处理负荷和效果，三相分离器的好坏决定了厌氧工艺终的处理能力，所以选择好的三相分离器在污水处理工程中尤为关键。
厌氧三相分离器用于高浓度的污水处理UASB反应器中. 在处理各种有机废水时，反应器内一般情况下均能形成厌氧颗粒污泥，而厌氧颗粒污泥不仅具有良好的沉降性能，而且有较高的产甲1烷活性。
由于UASB反应器设有三相分离器，使得反应器内的污泥不易流失，所以反应器内能维持很高的生物量，平均浓度能达到80gSS/L左右。沼气聚集于三相分离器顶部，通过气管排出。
高浓度有机生产废水经过厌氧反应器预处理后，厌氧池三相分离器，有机物得到大量去除，COD大幅度下降。厌氧三相分离器主要由反应区和沉降区两部份组成，在反应器上部设气固液三相分离。
当地层流体进入三相分离器时，首先遇到入口分流器，使液体与气体得到初步分离，夹带大量液滴的气体经聚结板进一步分离后，再经过消泡器和除雾器，得到更进一步的净化，使其成为干气而从出气口排出。排气管线上设有气控阀控制气体排放量，以维持容器内所需的压力。在重力作用下，由于油水密度差，自由水沉到容器底部，油浮到上面，并翻越油水挡板进入油室，浮子式液位调控器通过操纵排油阀控制原来的油的排放量，以保持油面的稳定。分离出的游离水通过油水界面调控器操纵的排水阀排出，以保持油水界面的稳定。
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