UASB (Up{0}}Anaerobic Sludge Bed) je typ anaeróbneho reaktora, ktorý vynašiel profesor Lettinga z Holandska v 70. rokoch 20. storočia. V súčasnosti je to jeden z najpoužívanejších účinných anaeróbnych reaktorov. Je široko používaný na čistenie organických odpadových vôd so strednou a vysokou koncentráciou, ako je alkohol, pivo, bitúnok a domáce odpadové vody.
Odpadová voda vstupuje do reaktora rovnomerne zospodu a prúdi nahor cez kalové lôžko obsahujúce granulovaný alebo vločkovitý kal. V anaeróbnych podmienkach mikroorganizmy rozkladajú organickú hmotu a produkujú bioplyn zložený najmä z metánu a oxidu uhličitého. Plynové bubliny priľnú k časticiam kalu a vytvárajú zmiešaný tok „plynu-kvapaliny-tuhej látky, ktorý stúpa nahor.
Prehľad základných princípov
V reaktore UASB sa odpadová voda privádza na dno reaktora čo najrovnomernejšie a odpadová voda prúdi nahor cez kalové lôžko obsahujúce granulovaný alebo vločkovitý kal. Anaeróbne reakcie nastávajú, keď sa častice odpadovej vody a kalu dostanú do kontaktu. Metán a oxid uhličitý produkovaný za anaeróbnych podmienok spôsobujú vnútornú cirkuláciu, ktorá prispieva k tvorbe a udržiavaniu granulovaného kalu.
Výroba a separácia plynu
Niektoré z plynov vytvorených v kalovej vrstve priľnú k časticiam kalu a stúpajú do hornej časti reaktora. Kal, ktorý vystúpi na povrch, narazí na spodok trojfázovej separačnej dosky na emisiu plynu, čo spôsobí desorbciu pripojených plynových bublín. Po uvoľnení plynu sa častice kalu usadia na povrchu kalového lôžka, zatiaľ čo plyn sa zhromažďuje v komore na zber plynu trojfázového separátora.
Funkcia oddeľovača troch{0}}fáz
Troj{0}}fázový separátor je najdôležitejším zariadením v reaktore UASB, ktorý je inštalovaný v hornej časti reaktora a rozdeľuje reaktor na spodnú reakčnú zónu a hornú sedimentačnú zónu. Jeho hlavným účelom je efektívne oddeliť produkovaný bioplyn od kalového lôžka. Najmä v podmienkach vysokého-zaťaženia je pod komorou na zber plynu umiestnená odrazová doska, ktorá zabraňuje úniku bioplynu cez medzery medzi komorami na zber plynu do sedimentačnej komory. Usmerňovače tiež pomáhajú znižovať turbulenciu kvapaliny spôsobenú vysokou rýchlosťou produkcie plynu v komore reaktora.
Cirkulácia a reakcia kalu
Vločky kalu nahromadené na trojfázovom odlučovači do určitej miery prekročia treciu silu, ktorá ich drží na šikmej stene, a skĺznu späť do reakčnej zóny. Táto časť kalu bude reagovať s prichádzajúcou organickou hmotou. Princípom systému USAB je vytvorenie vločiek kalu s dobrým sedimentačným výkonom a ich spojenie so systémom sedimentácie kalu nastaveným v reaktore, aby sa oddelil plyn, kvapalina a pevná látka, čím sa vytvorí a udrží dobrý sedimentačný výkon kalu (granulovaný alebo flokulentný kal), čo je základným bodom pre dobrú prevádzku systému USAB.
Tabuľka parametrov anaeróbneho reaktora UASB
|
Parametre |
Odporúčaný rozsah |
Vysvetlenie/Vplyv |
|
Teplota |
35-38 stupňov; |
Ovplyvňuje mikrobiálnu aktivitu |
|
hodnota pH |
6,8 – 7,8 (ideálne 7,0 – 7,2) |
Príliš nízka vedie k okysleniu; príliš vysoká inhibuje metanogénne baktérie |
|
Miera organického načítania (OLR) |
5–20 kg CHSK/(m³·d), do 30–50 |
Vysoko rozložiteľné odpadové vody môžu využiť vyššiu hodnotu |
|
Hydraulický čas zotrvania (HRT) |
Niekoľko hodín až niekoľko dní (v závislosti od kvality vody) |
Odpadová voda s vysokou{0}}koncentráciou vyžaduje dlhšiu HRT |
|
Rýchlosť stúpania |
0.5–10 m/h |
Riadi objemový efekt kalu a miešanie |
|
Koncentrácia kalu (VSS) |
10–30 g/L |
Vysoká koncentrácia prispieva k udržaniu granulovaného kalu |
|
Alkalita |
1000-5000 mg/l |
Tlmí pH a zabraňuje hromadeniu kyseliny |
|
Miera odoberania COD |
70%–90% |
Závisí od koncentrácie prítoku a prevádzkových podmienok |
|
Objem produkcie plynu |
~0,35 m³/kg CHSK |
Anaeróbny plyn obsahuje 60 % – 80 % metánu |
Aplikačné scenáre anaeróbnych reaktorov UASB
Potravinársky a nápojový priemysel
Pre odpadové vody s vysokým obsahom COD generované závodmi na výrobu alkoholu, pivovarmi, závodmi na výrobu kyseliny citrónovej a závodmi na spracovanie šťavy môže UASB účinne odstraňovať organické látky a získavať energiu z metánu.
Farmaceutický priemysel
Pre ťažko{0}}-rozložiteľné organické odpadové vody, ktoré vznikajú pri výrobe antibiotík, penicilínu, vitamínov atď., sa úspešne používa v projektoch veľkých farmaceutických podnikov.
Papierenský a škrobárenský priemysel
Pre odpadové vody s vysokým obsahom nerozpustených látok a organickým zaťažením má vynikajúcu odolnosť proti nárazom a účinnosť čistenia.
Odpadové vody z dobytka a bitúnkov
Použiteľné na čistenie odpadových vôd z dobytka a hydiny a na čistenie odpadových vôd z bitúnkov, čo môže výrazne znížiť obsah CHSK a amoniakálneho dusíka.
Čistenie domových odpadových vôd
Zvlášť vhodné pre mestskú alebo vidiecku kanalizáciu s nízkou až strednou koncentráciou, so zjavnými výhodami v úspore energie a redukcii kalu.
Medicínske a chemické odpadové vody
Používa sa na čistenie medicínskych odpadových vôd obsahujúcich organické znečisťujúce látky a niektoré chemické odpadové vody, v kombinácii s následným aeróbnym procesom môže dosiahnuť štandardné vypúšťanie.
Charakteristika anaeróbneho reaktora UASB
Kalové lôžko v anaeróbnom reaktore UASB má veľkú biomasu s koncentráciou až 20-30 g/l. Objemové zaťaženie je pomerne vysoké. V podmienkach mezofilnej fermentácie je to všeobecne okolo 10 kg CHSKcr/(m³·d). Hydraulický čas zdržania odpadovej vody v reaktore je krátky, čo môže účinne odstrániť organické látky v priemyselných odpadových vodách. Miera odstraňovania CHSK môže dosiahnuť viac ako 90 %.
Anaeróbny reaktor UASB nevyžaduje sedimentačnú nádrž ani zariadenie na vracanie kalu. Nie je potrebné žiadne plnivo a nie je potrebné žiadne mechanické miešacie zariadenie v reakčnej zóne. To šetrí investície do zariadení a spotrebu energie na prevádzku. Okrem toho je produkcia kalu nízka, čo znižuje náklady na spracovanie kalu.
Dokáže sa prispôsobiť veľkým výkyvom v kvalite a množstve priemyselných odpadových vôd a má silnú toleranciu voči výrazným výkyvom koncentrácie CHSK. Do určitej miery môže fungovať stabilne.
Dokáže premeniť organickú hmotu v odpadovej vode na bioplyn. Bioplyn má vysokú úžitkovú hodnotu a môže byť použitý ako palivo na výrobu energie, vykurovanie atď., čím sa dosiahne recyklácia a využitie energie.
Anaeróbny reaktor UASB integruje biologickú reakciu a separáciu sedimentácie. Vo všeobecnosti je tiež potrebné miešacie zariadenie. Horný tok a vzostupný tok generovaný bioplynom zohrávajú úlohu miešania. Štruktúra je jednoduchá a prevádzka a údržba sú pohodlné.
Populárne Tagy: Úvod do anaeróbneho reaktora uasb, výrobcovia, dodávatelia, továreň na zavedenie anaeróbneho reaktora uasb v Číne
