Wprowadzenie do reaktora beztlenowego UASB

UASB (ang. Up{0}}Aerobic Sludge Bed) to rodzaj reaktora beztlenowego wynalezionego przez profesora Lettingę z Holandii w latach 70. XX wieku. Jest to obecnie jeden z najpowszechniej stosowanych wydajnych reaktorów beztlenowych. Jest szeroko stosowany do oczyszczania ścieków organicznych o średnim i wysokim stężeniu, takich jak alkohol, piwo, rzeźnie i ścieki bytowe.

Ścieki wpływają do reaktora równomiernie od dołu i przepływają w górę przez złoże osadu zawierające osad ziarnisty lub kłaczkowaty. W warunkach beztlenowych mikroorganizmy rozkładają materię organiczną i wytwarzają biogaz składający się głównie z metanu i dwutlenku węgla. Pęcherzyki gazu przylegają do cząstek osadu i tworzą mieszany przepływ „gazu-cieczy-stałego”, który unosi się do góry.

W reaktorze UASB ścieki wprowadzane są na dno reaktora możliwie równomiernie i przepływają do góry przez złoże zawierające osad ziarnisty lub kłaczkowaty. Reakcje beztlenowe zachodzą, gdy cząsteczki ścieków i osadów wchodzą w kontakt. Wytwarzający się w warunkach beztlenowych metan i dwutlenek węgla powodują cyrkulację wewnętrzną, co sprzyja tworzeniu się i utrzymywaniu osadu ziarnistego.

Wytwarzanie i separacja gazu

Część gazów powstałych w warstwie osadu przylega do cząstek osadu i unosi się do górnej części reaktora. Szlam wypływający na powierzchnię uderza w dno-płyty emisyjnej gazu separatora trójfazowego, powodując desorpcję dołączonych pęcherzyków gazu. Po uwolnieniu gazu cząstki osadu osadzą się na powierzchni złoża osadu, podczas gdy gaz będzie zbierany w komorze zbierającej gaz-separatora trójfazowego.

Funkcja separatora trój-faz

Separator trój-fazowy to najważniejsze wyposażenie reaktora UASB, instalowane na górze reaktora i dzielące reaktor na dolną strefę reakcyjną i górną strefę sedymentacji. Jego głównym celem jest efektywne oddzielenie powstałego biogazu ze złoża osadu. Zwłaszcza w warunkach dużego-obciążenia płytę reflektorową umieszcza się poniżej komory gromadzenia gazu, aby zapobiec ucieczce biogazu przez szczeliny pomiędzy komorami gromadzenia gazu do komory sedymentacyjnej. Przegrody pomagają również zmniejszyć turbulencje cieczy spowodowane dużą szybkością wytwarzania gazu w komorze reaktora.

Cyrkulacja i reakcja osadu

Kłaczki osadu zgromadzone w separatorze trójfazowym-w pewnym stopniu przekroczą siłę tarcia, która utrzymuje je na pochyłej ścianie, i ześlizgną się z powrotem do strefy reakcji. Ta część osadu będzie reagować z dopływającą materią organiczną. Zasadą systemu USAB jest tworzenie kłaczków osadu o dobrej wydajności sedymentacji i łączenie ich z systemem sedymentacji osadu ustawionym w reaktorze w celu oddzielenia gazu, cieczy i substancji stałych, tworząc i utrzymując osad o dobrej wydajności sedymentacji (osad ziarnisty lub kłaczkowaty), co jest podstawą dobrego działania systemu USAB.