UASB (Up-flow Anaerobic Sludge Bed) er en type anaerob reaktor opfundet af professor Lettinga fra Holland i 1970'erne. Det er en af de mest udbredte effektive anaerobe reaktorer i øjeblikket. Det er meget udbredt til behandling af middel og høj koncentration af organisk spildevand, såsom alkohol, øl, slagteri og husholdningsspildevand.
Spildevandet kommer ensartet ind i reaktoren fra bunden og strømmer opad gennem slambedet, der indeholder granulært eller flokkuleret slam. Under anaerobe forhold nedbryder mikroorganismer organisk stof og producerer biogas, der hovedsageligt består af metan og kuldioxid. Gasboblerne klæber til slampartiklerne og danner en "gas-flydende-fast blandingsstrøm, der stiger til toppen.
Oversigt over kerneprincipper
I UASB-reaktoren føres spildevandet ind i reaktorens bund så jævnt som muligt, og spildevandet strømmer opad gennem slambedet, der indeholder granulært eller flokkuleret slam. Anaerobe reaktioner opstår, når spildevandet og slampartiklerne kommer i kontakt. Metan og kuldioxid produceret under anaerobe forhold forårsager intern cirkulation, hvilket er befordrende for dannelse og vedligeholdelse af granulært slam.
Gasproduktion og separation
Nogle af de gasser, der dannes i slamlaget, klæber til slampartiklerne og stiger til toppen af reaktoren. Slammet, der stiger op til overfladen, rammer bunden af den trefasede separatorgasemissionsplade, hvilket får de vedhæftede gasbobler til at desorbere. Efter gasfrigivelsen vil slampartiklerne sætte sig på overfladen af slambedet, mens gassen opsamles i gasopsamlingskammeret i trefaseseparatoren.
Trefaseseparatorens funktion.-
Trefaseseparatoren er det vigtigste udstyr i UASB-reaktoren, installeret i toppen af reaktoren og opdeler reaktoren i en nedre reaktionszone og en øvre sedimentationszone. Dens hovedformål er effektivt at adskille den producerede biogas fra slambedet. Især under høje-belastningsforhold er der sat en reflektorplade under gasopsamlingskammeret for at forhindre biogassen i at undslippe gennem hullerne mellem gasopsamlingskamrene til sedimentationskammeret. Ledepladerne hjælper også med at reducere væsketurbulensen forårsaget af den høje gasproduktionshastighed i reaktorkammeret.
Slamcirkulation og reaktion
Slamflokkene akkumuleret på trefaseseparatoren vil til en vis grad overstige den friktionskraft, der holder dem på den skrå væg og glide tilbage til reaktionszonen. Denne del af slammet vil reagere med det indkommende organiske stof. Princippet i USAB-systemet er at danne slamflokke med god sedimenteringsevne og kombinere det med slamsedimentationssystemet, der er sat i reaktoren, for at adskille gas, væske og faststof, og danne og opretholde slam med god sedimenteringsevne (granulært eller flokkulent slam), som er det grundlæggende punkt for en god drift af USAB-systemet.
UASB Anaerob Reaktor Parameter Tabel
|
Parametre |
Anbefalet rækkevidde |
Forklaring/påvirkning |
|
Temperatur |
35-38 grader; |
Påvirker mikrobiel aktivitet |
|
pH-værdi |
6,8-7,8 (ideelt 7,0-7,2) |
For lavt fører til forsuring; for høj hæmmer methanogene bakterier |
|
Organisk indlæsningshastighed (OLR) |
5–20 kgCOD/(m³·d), op til 30–50 |
Meget nedbrydeligt spildevand kan bruge en højere værdi |
|
Hydraulisk opholdstid (HRT) |
Flere timer til flere dage (afhængig af vandkvaliteten) |
Høj-koncentreret spildevand kræver en længere HRT |
|
Opstrømningshastighed |
0.5–10 m/h |
Kontrollerer slamudfyldning og blandingseffekt |
|
Slamkoncentration (VSS) |
10–30 g/L |
Høj koncentration er befordrende for at opretholde granulært slam |
|
Alkalinitet |
1000-5000 mg/L |
Buffer pH og forhindrer syreophobning |
|
COD-fjernelseshastighed |
70%–90% |
Afhænger af påvirkningskoncentration og driftsforhold |
|
Gasproduktionsvolumen |
~0,35 m³/kgCOD |
Anaerob gas indeholder 60-80% metan |
Anvendelsesscenarier for UASB anaerobe reaktorer
Fødevare- og drikkevareindustrien
For højt COD-spildevand genereret af alkoholfabrikker, bryggerier, citronsyreplanter og juiceforarbejdningsanlæg kan UASB effektivt fjerne organisk materiale og genvinde metanenergi.
Farmaceutisk industri
Til vanskeligt--nedbrydeligt organisk spildevand produceret under produktionen af antibiotika, penicillin, vitaminer osv., er det med succes blevet anvendt i store farmaceutiske virksomhedsprojekter.
Papir- og stivelsesindustrien
Til spildevand med høj suspenderet tørstof og organisk belastning har det fremragende stødbestandighed og behandlingseffektivitet.
Husdyr- og slagterispildevand
Gælder for husdyr- og fjerkræspildevand og slagterispildevandsrensning, som kan reducere COD- og ammoniak-nitrogenindholdet betydeligt.
Rensning af husholdningsspildevand
Specielt velegnet til lav til medium koncentration af by- eller landspildevand, med åbenlyse fordele i energibesparelse og slamreduktion.
Medicinsk og kemisk spildevand
Anvendes til behandling af medicinsk spildevand indeholdende organiske forurenende stoffer og noget kemisk spildevand, kombineret med efterfølgende aerob proces, kan opnå standardudledning.
Karakteristika for UASB anaerob reaktor
Slamlejet i UASB anaerobe reaktoren har en stor biomasse, med en koncentration på op til 20-30 g/L. Den volumetriske belastningshastighed er relativt høj. Under mesofile fermenteringsbetingelser er den generelt omkring 10 kg CODcr/(m³·d). Den hydrauliske retentionstid for spildevand i reaktoren er kort, hvilket effektivt kan fjerne organisk stof i industrispildevand. COD-fjernelsesraten kan nå over 90%.
UASB anaerobe reaktoren kræver ikke en sedimentationstank eller en slamreturanordning. Intet fyldstof er nødvendigt, og der kræves ingen mekanisk omrøringsanordning i reaktionszonen. Dette sparer udstyrsinvestering og driftsenergiforbrug. Desuden er slamproduktionen lav, hvilket reducerer omkostningerne ved slambehandling.
Det kan tilpasse sig store udsving i kvaliteten og mængden af industrispildevand og har en stærk tolerance over for betydelige udsving i COD-koncentrationen. Det kan fungere stabilt til en vis grad.
Det kan omdanne organisk stof i spildevand til biogas. Biogassen har høj udnyttelsesværdi og kan bruges som brændsel til elproduktion, opvarmning mv., hvorved der opnås energigenanvendelse og udnyttelse.
UASB anaerobe reaktoren integrerer biologisk reaktion og sedimentationsseparation. Generelt kræves der også en omrøringsanordning. Den opadgående strøm og den opadgående strøm, der genereres af biogassen, spiller rollen som omrøring. Strukturen er enkel, og betjening og vedligeholdelse er praktisk.
Populære tags: uasb anaerob reaktor introduktion, Kina uasb anaerob reaktor introduktion fabrikanter, leverandører, fabrik
