UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) je vrsta reaktorja, ki se pogosto uporablja za čiščenje organske odpadne vode z visoko{0}}koncentracijo. Reaktor UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) je razvil profesor Lettinga iz Nizozemske v sedemdesetih letih 20. stoletja in se pogosto uporablja pri čiščenju organske odpadne vode z visoko-koncentracijo. Njegovo jedro je v tri-faznem separatorju (Gas-Liquid-Solid Separator, GLS), ki se nahaja na vrhu reaktorja in ločuje reakcijsko cono od sedimentacijske cone, pri čemer opravlja tri glavne naloge: zbiranje plina, usedanje blata in refluks ter bistrenje vode. Ta naprava ne potrebuje mehanskega mešanja ali povratne črpalke za blato; zanaša se na gibanje plina metana navzgor za mešanje, odlikuje pa ga nizka poraba energije in kompaktna struktura.
Pregled temeljnega načela
Tri{0}}fazni separator v reaktorju UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) je osrednja komponenta, njegova glavna naloga pa je učinkovito ločevanje treh faz (metana, odpadne vode in anaerobnega blata). Sledi podrobna razlaga njegovega principa delovanja:
Vzpon mešane tekočine
Mešana tekočina, ki jo tvorijo odpadna voda in anaerobni mikroorganizmi (delci blata), teče navzgor z dna reaktorja, poganja pa jo plin metan (drobni mehurčki), ki nastane na dnu.
01
Udar in krmiljenje
Naraščajoča mešana tekočina teče proti zgornji vodilni plošči (reflektorski stožec), smer toka pa se prisilno spremeni (običajno iz navpične navzgor v približno vodoravno ali nagnjeno).
02
Spuščanje mehurčkov in vzpon
Ko se smer toka spremeni in se hitrost toka nenadoma zmanjša, je večja verjetnost, da se bodo mehurčki metana, ki prenašajo delce blata, sprostili. Plinski mehurčki z nizko gostoto se hitro premaknejo navpično navzgor, preidejo skozi plast tekočine, vstopijo v zgornjo plinsko komoro/zbirni pokrov in se na koncu zberejo in uporabijo.
03
Sedimentacija blata
Delci blata brez nosilca plinskega mehurčka so gostejši od vode in pod vplivom gravitacije naravno potonejo v razmeroma nežno sedimentacijsko cono, se vrnejo v plast blata na dnu reaktorja in še naprej sodelujejo pri reakciji.
04
Odtok čiste vode
Relativno čista voda po ločitvi plina in trdne snovi gre skozi refluksno režo ali kanal na vrhu separatorja, prelije pregrado ali prelivni jez in gladko teče iz reaktorja v nadaljnjo čistilno enoto ali doseže standardni izpust.
05
Struktura jedra tri{0}}faznega separatorja običajno vključuje vodilne plošče/reflektorske stožce, plinske komore/zbiralne pokrove, sedimentacijsko cono/ločevalno cono, refluksne reže/kanale, pregrade/prelivne jeze itd. Njegova zmogljivost neposredno določa uspeh in učinkovitost celotnega reaktorja UASB, vključno z vzdrževanjem sloja blata z visoko-koncentracijo, kar zagotavlja učinkovito pridobivanje metana, zagotavljanje kakovosti vode in vzdrževanje stabilnega delovanja sistema.
Tabela parametrov tri{0}}faznega separatorja UASB
|
Parameter Item |
Priporočena vrednost/razpon |
Razlaga in funkcija |
|
Delež reže v komori za zbiranje plina glede na celotno površino |
15%~20% |
Nadzoruje pretok navzgor in preprečuje vstop blata v območje usedanja |
|
Razdalja med odbojno ploščo in pokrovom reže |
100~200 mm |
Preprečuje kratek-stik plina v sedimentacijsko komoro in izboljša učinek ločevanja |
|
Naklon odsevne plošče |
45 stopinj ~60 stopinj |
Zagotavlja, da lahko usedlo blato gladko zdrsne nazaj v reakcijsko območje in preprečuje kopičenje |
|
Višina komore za zbiranje plina |
1,5~2 m (ko je višina reaktorja 5 - 7 m) |
Zagotavlja dovolj prostora za vmesnik plin-tekočina, kar olajša sproščanje plina |
|
Stopnja sproščanja plina |
1~3 m³/(m²·h) |
Previsoka lahko poškoduje plast blata in vpliva na sedimentacijo |
|
Površinska obremenitev sedimentacijskega območja |
Manjši ali enak 0,7 m/h |
Zagotavlja dobre pogoje sedimentacije in preprečuje izgubo blata |
|
Hitrost pretoka izhodne reže |
Priporočeno manj kot ali enako 2 m/h (ne presega 36 m/h) |
Visok pretok povzroči izpiranje blata |
|
Izbira materiala |
Plastika, ojačana s steklenimi vlakni (FRP), plastika PP, nerjavno jeklo itd. |
Odporen proti koroziji, lahek, prilagodljiv, običajno FRP |
Scenariji uporabe UASB tri{0}}ločevalnika faz
1. Čiščenje odplak v obratih za predelavo hrane: na primer, velika -tovarna za predelavo hrane je imela neučinkovit in drag obstoječi sistem za čiščenje odplak. Po uvedbi postopka UASB in optimizaciji zasnove tri-faznega separatorja je bila učinkovitost čiščenja bistveno izboljšana. Zanesljivo in učinkovito delovanje tri-faznega separatorja je bilo nepogrešljivo.
2. Čiščenje organske odpadne vode z visoko-koncentracijo: reaktor UASB ima prednosti, kot so preprosta struktura, visoka nosilnost in široka prilagodljivost ter lahko učinkovito čisti ognjevzdržne organske snovi v organski odpadni vodi z visoko-koncentracijo. Na primer, v farmacevtski, kemični in pivovarski industriji se tri-fazni separatorji UASB uporabljajo za obdelavo odpadne vode, ki vsebuje visoke koncentracije organskih snovi, s čimer se doseže učinkovita razgradnja organske snovi in pridobivanje bioplina za izrabo energije.
3. Energetska izraba bioplina: tri-fazni separator zagotavlja učinkovito izrabo bioplina. Nastali bioplin se hitro in učinkovito loči od blata in odpadne vode ter se zbere kot predpogoj za anaerobni proces za pridobivanje energije (za proizvodnjo električne energije, proizvodnjo toplote).
Značilnosti UASB tri{0}}faznega separatorja
Učinkovito lahko ločuje pline (metan), tekočine (očiščena voda) in trdne snovi (blato), pri čemer zagotavlja, da metan ne vstopi v območje usedanja in ne moti usedanja, hkrati pa omogoča hiter pretok blata nazaj v reakcijsko območje in ohranja visoko koncentracijo blata. Nekateri napredni modeli lahko dosežejo učinkovitost ločevanja več kot 95 %.
Večinoma ima samo{0}}tekočo zasnovo, ki se zanaša na gravitacijo in vzgon za dokončanje postopka ločevanja, brez potrebe po dodatni električni opremi, prihrani energijo in elektriko. Običajne strukture vključujejo reflektorje, nagnjene usedalne cone, komore za zbiranje plinov itd., s kompaktno in razumno splošno zasnovo.
Skozi nagnjene stene ali preusmeritvene plošče se blato, ki izgubi učinek prenašanja plin{0}}mehurčkov, flokulira, sedimentira in zdrsne nazaj v reakcijsko območje vzdolž pobočja, kar preprečuje izgubo blata in zagotavlja zadostno količino biomase v sistemu. To pomaga povečati volumetrično obremenitev in odpornost proti udarcem.
Široko se proizvaja iz PP (polipropilena), plastike, ojačane s steklenimi vlakni, ali ojačanih plastičnih materialov, z odlično odpornostjo na kisline in alkalije ter odpornostjo proti koroziji in življenjsko dobo do 10 let. Nekateri izdelki uporabljajo tudi jeklo Q355B + strukturo proti-korozijske plasti, kar dodatno poveča moč in vzdržljivost.
Primeren je za-scenarije čiščenja organske odpadne vode z visoko koncentracijo v živilski, farmacevtski, kemični in živinorejski industriji itd. ter ima modularno strukturo, enostavno namestitev ter preprosto čiščenje in vzdrževanje.
Priljubljena oznake: trifazni separator uasb, Kitajska trifazni separator uasb proizvajalci, dobavitelji, tovarna
