L'UASB (Up-flow Anaerobic Sludge Bed) és un tipus de reactor anaeròbic inventat pel professor Lettinga dels Països Baixos a la dècada de 1970. És un dels reactors anaeròbics eficients més utilitzats actualment. S'utilitza àmpliament per al tractament d'aigües residuals orgàniques de mitjana i alta concentració, com ara alcohol, cervesa, escorxador i aigües residuals domèstiques.
Les aigües residuals entren al reactor de manera uniforme des del fons i flueixen cap amunt a través del llit de fangs que conté fangs granulars o floculents. En condicions anaeròbiques, els microorganismes descomponen la matèria orgànica i produeixen biogàs compost principalment per metà i diòxid de carboni. Les bombolles de gas s'adhereixen a les partícules de fang i formen un flux mixt de "gas-líquid-sòlid" que puja cap a la part superior.
Visió general del principi bàsic
Al reactor UASB, les aigües residuals s'introdueixen al fons del reactor de la manera més uniforme possible i les aigües residuals flueixen cap amunt a través del llit de fangs que conté fangs granulars o floculents. Les reaccions anaeròbiques es produeixen quan les aigües residuals i les partícules de fang entren en contacte. El metà i el diòxid de carboni produïts en condicions anaeròbiques provoquen una circulació interna, que afavoreix la formació i el manteniment de fangs granulars.
Generació i Separació de Gas
Alguns dels gasos formats a la capa de fang s'adhereixen a les partícules de fang i pugen a la part superior del reactor. El fang que puja a la superfície xoca contra la part inferior de la placa d'emissió de gas del separador trifàsic-, provocant que les bombolles de gas adherides es desorbin. Després de l'alliberament del gas, les partícules de fang s'assentaran a la superfície del llit de fang, mentre que el gas es recull a la cambra de recollida de gasos del separador trifàsic-.
La funció del-separador de tres fases
El-separador trifàsic és l'equip més important del reactor UASB, instal·lat a la part superior del reactor i que divideix el reactor en una zona de reacció inferior i una zona de sedimentació superior. La seva finalitat principal és separar eficaçment el biogàs produït del llit de fangs. Especialment en condicions de càrrega alta-, una placa reflectora s'instal·la a sota de la cambra de recollida de gas per evitar que el biogàs s'escapi a través dels buits entre les cambres de recollida de gas a la cambra de sedimentació. Els deflectors també ajuden a reduir la turbulència líquida causada per l'alta velocitat de producció de gas a la cambra del reactor.
Circulació i reacció dels fangs
Els flocs de fang acumulats al separador trifàsic-superaran, fins a cert punt, la força de fricció que els manté a la paret inclinada i tornaran a lliscar cap a la zona de reacció. Aquesta part del fang reaccionarà amb la matèria orgànica entrant. El principi del sistema USAB és formar flocs de fangs de bon rendiment de sedimentació i combinar-los amb el sistema de sedimentació de fangs instal·lat al reactor per separar gas, líquid i sòlid, formant i mantenint un bon rendiment de sedimentació (fangs granulars o floculents), que és el punt fonamental per al bon funcionament del sistema USAB.
Taula de paràmetres del reactor anaeròbic UASB
|
Paràmetres |
Interval recomanat |
Explicació/Impacte |
|
Temperatura |
35-38 graus; |
Afecta l'activitat microbiana |
|
valor de pH |
6,8–7,8 (ideal 7,0–7,2) |
Massa baix condueix a l'acidificació; massa alt inhibeix els bacteris metanogènics |
|
Taxa de càrrega orgànica (OLR) |
5–20 kgCOD/(m³·d), fins a 30–50 |
Les aigües residuals altament degradables poden utilitzar un valor més elevat |
|
Temps de residència hidràulica (HRT) |
De diverses hores a diversos dies (segons la qualitat de l'aigua) |
Les aigües residuals d'alta-concentració requereixen un HRT més llarg |
|
Velocitat de flux ascendent |
0.5–10 m/h |
Controla l'acumulació i l'efecte de mescla dels fangs |
|
Concentració de fangs (VSS) |
10–30 g/L |
L'alta concentració afavoreix el manteniment dels fangs granulars |
|
Alcalinitat |
1000–5000 mg/L |
Amortitza el pH i evita l'acumulació d'àcid |
|
Taxa d'eliminació de COD |
70%–90% |
Depèn de la concentració de l'afluent i de les condicions de funcionament |
|
Volum de producció de gas |
~0,35 m³/kgCOD |
El gas anaeròbic conté entre un 60% i un 80% de metà |
Escenaris d'aplicació dels reactors anaeròbics UASB
Indústria d'alimentació i begudes
Per a les aigües residuals d'alt COD generades per plantes d'alcohol, cerveseries, plantes d'àcid cítric i plantes de processament de sucs, UASB pot eliminar eficaçment la matèria orgànica i recuperar l'energia metà.
Indústria farmacèutica
Per a les aigües residuals orgàniques de difícil-- degradació produïdes durant la producció d'antibiòtics, penicil·lina, vitamines, etc., s'ha aplicat amb èxit en grans projectes d'empreses farmacèutiques.
Indústria paperera i midó
Per a aigües residuals amb alts sòlids en suspensió i càrrega orgànica, té una excel·lent resistència als cops i eficiència de tractament.
Aigües residuals de ramaderia i escorxador
Aplicable per al tractament d'aigües residuals de bestiar i aus de corral i d'aigües residuals d'escorxador, que pot reduir significativament el contingut de COD i nitrogen d'amoníac.
Tractament d'aigües residuals domèstiques
Especialment indicat per a aigües residuals domèstiques urbanes o rurals de baixa i mitjana concentració, amb avantatges evidents en l'estalvi energètic i la reducció de fangs.
Aigües residuals mèdiques i químiques
S'utilitza per tractar aigües residuals mèdiques que contenen contaminants orgànics i algunes aigües residuals químiques, combinades amb un procés aeròbic posterior, pot aconseguir una descàrrega estàndard.
Característiques del reactor anaeròbic UASB
El llit de fangs del reactor anaeròbic UASB té una gran biomassa, amb una concentració de fins a 20-30 g/L. La taxa de càrrega volumètrica és relativament alta. En condicions de fermentació mesòfila, generalment és d'uns 10 kg CODcr/(m³·d). El temps de retenció hidràulica de les aigües residuals al reactor és curt, cosa que pot eliminar eficaçment la matèria orgànica de les aigües residuals industrials. La taxa d'eliminació de COD pot arribar a superar el 90%.
El reactor anaeròbic UASB no requereix un dipòsit de sedimentació ni un dispositiu de retorn de fangs. No es necessita cap farciment i no es requereix cap dispositiu d'agitació mecànica a la zona de reacció. Això estalvia inversió en equips i consum d'energia operativa. A més, la producció de fangs és baixa, reduint el cost del tractament de fangs.
Pot adaptar-se a grans fluctuacions en la qualitat i quantitat de les aigües residuals industrials i té una forta tolerància a fluctuacions significatives en la concentració de DQO. Pot funcionar de manera estable fins a cert punt.
Pot convertir la matèria orgànica de les aigües residuals en biogàs. El biogàs té un alt valor d'utilització i es pot utilitzar com a combustible per a la generació d'energia, calefacció, etc., aconseguint el reciclatge i l'aprofitament energètic.
El reactor anaeròbic UASB integra la reacció biològica i la separació per sedimentació. En general, també es requereix un dispositiu d'agitació. El flux ascendent i el flux ascendent generat pel biogàs tenen el paper d'agitar. L'estructura és senzilla i el funcionament i el manteniment són convenients.
Etiquetes populars: Introducció del reactor anaeròbic uasb, fabricants d'introducció del reactor anaeròbic uasb de la Xina, proveïdors, fàbrica
