Zasada reaktora anaerobowego UASB
W reaktorze UASB ścieki są wprowadzane do dna reaktora tak równomiernie, jak to możliwe, a ścieki przechodzi w górę przez złoża szlamu zawierającego ziarnisty szlam lub kłaczkowy szlam. Reakcja beztlenowa występuje w procesie kontaktu między ściekami a cząstkami osadu. Biogaz (głównie metan i dwutlenek węgla) wytwarzane w warunkach beztlenowych powoduje krążenie wewnętrzne, co sprzyja tworzeniu się i utrzymaniu osadu ziarnistego.
Część gazu utworzona w warstwie osadu jest przymocowana do cząstek osadu i wznosi się na szczyt reaktora. Szlam powstający na powierzchni uderza w dno płytki emisji gazu trójfazowego separatora, powodując kłaczki osadowe przymocowane bąbelkami do Degas. Po uwolnieniu pęcherzyków cząsteczki osadu osiedli się na powierzchni złoża osadu, a gaz zostanie pobrany w komorze zbierającej gaz trzyfazowego separatora.
Przemoc (odbłyśnik gazu) jest ustawiany pod szczeliną komory zbierającej gaz, aby zapobiec wejściem do strefy sedymentacji biogazu, w przeciwnym razie spowoduje to turbulencje w strefie sedymentacji i utrudni sedymentację cząstek. Ciecz zawierająca niektóre resztkowe stałe i cząstki osadu wchodzą do strefy sedymentacji przez szczelinę separatora.
Ponieważ obszar przepływu trójfazowego separatora nachylonej strefy sedymentacji ściany rośnie w miarę zbliżania się do powierzchni wody, rosnące natężenie przepływu zmniejsza się, gdy zbliża się do punktu rozładowania. W tym samym czasie, wraz ze spadkiem prędkości przepływu, kłaczki osadowe mogą się flockulować i osiedlić w strefie sedymentacji. Krzyki osadowe nagromadzone na trójfazowym separatorze będą w pewnym stopniu, przekraczają siłę tarcia, która utrzymuje je na pochylonej ścianie i wsuwają się z powrotem do strefy reakcji, gdzie ta część osadu będzie reagować z materią organiczną w wpływie.
Struktura reaktora UASB
Reaktor USAB obejmuje układ wlotowy i dystrybucyjny, korpus reaktora i trójfazowy separator. Jeśli rozważany jest cały system beztlenowy, powinien on również zawierać system zbierania i wykorzystania biogazu. Jednak ze względu na niepewność ścieżki i celu wykorzystania biogazu jego system wykorzystania również się różni.
Najważniejszym sprzętem w reaktorze USAB jest trójfazowy separator, który jest zainstalowany na górze reaktora i dzieli reaktor na strefę dolnej reakcji i górną strefę sedymentacji. Aby osiągnąć efekt sedymentacji cząstek kłusów osadu w przepływie wstępującym w sedymentacie, głównym celem separatora trójfazowego jest oddzielenie biogazu wygenerowanego od złoża szlamu tak skutecznie, jak to możliwe.
Zwłaszcza w przypadku wysokiego obciążenia przegrody pod komorami gromadzenia gazu są wykorzystywane, aby zapobiec ucieczce biogazu do komory osadzającej przez szczeliny między komorami zbierania gazu. Ponadto przegrody są również pomocne w zmniejszeniu turbulencji ciekłej spowodowanej wysoką produkcją gazu w komorze reakcyjnej.
Projektem trójfazowego separatora powinno być to, że cząstki lub flokuły osadu mogą wsunąć się z powrotem do komory reakcji, o ile warstwa osadu nie rozszerza się na osadnika. Należy uznać, że czasami rozszerzenie osadu do osadnika nie jest złą rzeczą. Wręcz przeciwnie, rozszerzona warstwa osadu w osadniku przechwyci zdyspergowane cząstki\/kłaczki szlamu, a także ma pewien efekt usunięcia na rozpuszczalny dorsz biodegradowalny.
Z drugiej strony ważne jest, aby mieć pewną ilość wolnej przestrzeni, aby warstwa osadu mogła się rozszerzyć, aby zapobiec utratę cięższego szlamu w tymczasowych wstrząsach obciążenia organicznego lub hydraulicznego. Szybkość ładowania zarówno hydraulicznego, jak i organicznego (szybkość produkcji gazu) wpływają na rozszerzenie warstwy szlamu i złoża osadu.
Zasada systemu USAB jest tworzenie krzych osadów z dobrą wydajnością osiadania i ustawianie systemu sedymentacji osadu w reaktorze w celu oddzielnego gazu, cieczy i substancji stałej. Tworzenie i utrzymanie osadu (szlamu ziarnistego lub flocuslentnego) z dobrą wydajnością ustalania jest podstawowym punktem dobrego działania systemu USAB.