Te trzy typy reaktorów beztlenowych faktycznie reprezentują ewolucję technologii beztlenowego oczyszczania biologicznego od podstawowej do wysoce zintegrowanej. Możemy o nich myśleć jako o modelach „podstawowych”, „ulepszonych” i „super”.
Szczegółowe wyjaśnienie struktury wewnętrznej i zasady działania
1. UASB (model podstawowy: reakcja jednoetapowa)
* Struktura wewnętrzna: najprostsza konstrukcja, można ją uznać za jednowarstwowy-zbiornik reakcyjny. Ścieki wpływają od dołu i przepływają do góry poprzez złoże osadu. U góry znajduje się jednowarstwowy,-trójfazowy separator-odpowiadający za oddzielanie biogazu, osadu i wody.
* Zasada działania: nie ma systemu wymuszonego obiegu; opiera się całkowicie na naturalnym mieszaniu strumienia dopływu i wytwarzanego biogazu. Osad tworzy na dnie reaktora „złoże osadu”, które ulega rozkładowi podczas przepływu ścieków.
* Charakterystyka: Prosta konstrukcja, niski koszt, nie wymaga zewnętrznego zasilania, ale efekt mieszania jest ogólnie przeciętny, ma skłonność do martwych stref i ma stosunkowo słabą odporność na wstrząsy.
2. EGSB (wersja udoskonalona: złoże o wysokim-przepływie-rozszerzonym)
* Struktura wewnętrzna: w oparciu o UASB zbiornik jest wyższy i węższy (wysoki stosunek wysokości-do-średnicy). Najbardziej znaczącą cechą konstrukcyjną jest włączenie zewnętrznego systemu cyrkulacji (pompa powrotna), który pompuje oczyszczone ścieki z powrotem do wlotu.
* Zasada działania: Zewnętrzna pompa obiegowa na siłę zwiększa prędkość przepływu wody w górę (osiągając 3-10 m/h), wprowadzając całe złoże osadu w stan „rozszerzony” lub nawet „upłynniony”. To intensywne mieszanie eliminuje martwe strefy, zapewniając dokładny kontakt ścieków z osadem.
* Cechy: Niezwykle wysoka wydajność przenoszenia masy i duża odporność na wstrząsy, ale ze względu na potrzebę stosowania zewnętrznej pompy obiegowej, jej zużycie energii operacyjnej jest najwyższe spośród trzech.
3. Układ scalony (wersja Super: dwuwarstwowy obieg wewnętrzny)
* Struktura wewnętrzna: zasadniczo dwa reaktory UASB ułożone pionowo, wyposażone w dwu-stopniowy, trój-separator fazowy. Jego podstawowa konstrukcja składa się z wewnętrznego przewodu pionowego biogazu (rura dopływowa) i rury powrotnej osadu (rura dolna).
* Zasada działania: duża ilość biogazu wytwarzana w dolnej pierwszej komorze reakcyjnej działa jak pompa powietrzna, wciągając mieszaninę-szlamu i wody na górę rurą wznośną. Po odgazowaniu na górze mieszanina-szlamu i wody automatycznie opada na dno rurą powrotną, tworząc potężny wewnętrzny system cyrkulacji, który nie wymaga zewnętrznego zasilania. Następnie górna druga komora reakcyjna „dokładnie-przetwarza” ścieki.
* Cechy: Niezwykle wysoka wydajność przetwarzania, minimalna powierzchnia zajmowana przez urządzenie (ze względu na jego wysokość), najwyższa odporność na wstrząsy (cyrkulacja wewnętrzna automatycznie rozcieńcza dopływ) i brak konieczności stosowania zewnętrznej pompy obiegowej, co skutkuje niskim zużyciem energii operacyjnej.
Warunki stosowania i zalecenia dotyczące wyboru
1. Warunki stosowania UASB
* Obowiązujące scenariusze: Odpowiednie do ścieków organicznych o niskim i średnim stężeniu przy stosunkowo stabilnej jakości i ilości wody (takich jak ścieki z przetwórstwa spożywczego i rzeźni).
* Budżet i lokalizacja: Odpowiednie dla projektów o ograniczonym budżecie i mniej rygorystycznych wymaganiach dotyczących powierzchni.
* Ograniczenia: Nie nadaje się do oczyszczania ścieków o niskiej-temperaturze, o niskim-stęeniu lub zawierających substancje toksyczne ze względu na ograniczone możliwości mieszania i odporność na wstrząsy.
2. Warunki stosowania EGSB
* Obowiązujące scenariusze: szczególnie odpowiedni do-stężeń, opornych ścieków organicznych lub oczyszczania ścieków w środowiskach o niskiej-temperaturze.
* Specjalna jakość wody: ze względu na stan-rozprężania o dużej prędkości, ma ona również dobrą zdolność adaptacji do ścieków zawierających zawiesiny stałe (SS).
* Ograniczenia: Jeśli projekt jest bardzo wrażliwy na koszty operacyjne energii elektrycznej, należy wziąć pod uwagę wysokie zużycie energii przez EGSB (zewnętrzną pompę obiegową).
3. Warunki stosowania układu scalonego
* Obowiązujące scenariusze: Zaprojektowane specjalnie do ścieków przemysłowych o bardzo-wysokim stężeniu i dużej-objętości (takich jak ścieki papierowe, alkoholowe, kwas cytrynowy i ścieki farmaceutyczne, których ChZT sięga dziesiątek, a nawet setek tysięcy).
* Ograniczenia lokalizacji: Jeśli powierzchnia instalacji jest bardzo ograniczona, reaktor IC jest pierwszym wyborem, ponieważ jego skuteczność oczyszczania jest 3-5 razy większa niż w przypadku UASB o tej samej objętości.
* Wahania jakości wody: W przypadku dużych wahań jakości wody dopływającej lub obciążeń udarowych, funkcja automatycznego rozcieńczania cyrkulacji wewnętrznej układu scalonego może skutecznie ustabilizować system.
Podsumowując:
* Dla tych, dla których priorytetem jest opłacalność-i prostsze warunki wodne, wybierz UASB;
* W przypadku wody o niskim stężeniu, substancji-trudnych-rozkładu lub niskich temperatur wybierz EGSB;
* W przypadku wyjątkowo wysokich stężeń, bardzo ograniczonej przestrzeni i dążenia do maksymalnej wydajności wybierz IC.