Princípio do reator anaeróbico UASB
No reator UASB, as águas residuais são introduzidas no fundo do reator o mais uniformemente possível, e o esgoto passa para cima através do leito de lodo contendo lodo granular ou lodo floculento. A reação anaeróbica ocorre no processo de contato entre as águas residuais e as partículas de lodo. Os biogás (principalmente metano e dióxido de carbono) produzidos sob condições anaeróbicos causam circulação interna, o que é propício à formação e manutenção do lodo granular.
Parte do gás formado na camada de lodo é presa às partículas de lodo e sobe ao topo do reator. O lodo subindo para a superfície atinge o fundo da placa de emissão de gás do separador trifásico, causando os flocos de lodo presos a bolhas a degas. Depois que as bolhas são liberadas, as partículas de lodo se acalmarão na superfície do leito de lodo e o gás será coletado na câmara de coleta de gás do separador trifásico.
Um defletor (refletor de gás) é colocado sob a lacuna da unidade de câmara de coleta de gás para impedir que bolhas de biogás entrem na zona de sedimentação, caso contrário, causará turbulência na zona de sedimentação e impedirá a sedimentação das partículas. O líquido que contém alguns sólidos residuais e partículas de lodo entra na zona de sedimentação através do espaço separador.
Como a área de fluxo da zona de sedimentação de parede inclinada do separador trifásico aumenta à medida que se aproxima da superfície da água, a taxa de fluxo crescente diminui à medida que se aproxima do ponto de descarga. Ao mesmo tempo, à medida que a taxa de fluxo diminui, os flocos de lodo podem floccular e se estabelecer na zona de sedimentação. Os flocos de lodo acumulados no separador trifásico, até certo ponto, excederão a força de atrito que os mantém na parede inclinada e deslizará de volta para a zona de reação, onde essa parte do lodo reagirá com a matéria orgânica no influente.
Estrutura do reator UASB
O reator USAB inclui o sistema de entrada e distribuição, o corpo do reator e o separador trifásico. Se todo o sistema anaeróbico for considerado, ele também deve incluir um sistema de coleta e utilização de biogás. No entanto, devido à incerteza do caminho e do alvo da utilização de biogás, seu sistema de utilização também varia muito.
O equipamento mais importante no reator USAB é o separador trifásico, instalado na parte superior do reator e divide o reator em uma zona de reação mais baixa e em uma zona de sedimentação superior. Para alcançar o efeito da sedimentação das partículas de lodo no fluxo ascendente no sedimentador, o principal objetivo do separador trifásico é separar os biogás gerados do leito de lodo o mais efetivamente possível.
Especialmente em caso de alta carga, os defletores abaixo das câmaras de coleta de gás são usadas para impedir que o biogás escape para a câmara de decantação através das lacunas entre as câmaras de coleta de gás. Além disso, os defletores também são úteis para reduzir a turbulência líquida causada pela alta produção de gás na câmara de reação.
O projeto do separador trifásico deve ser que as partículas ou flocos de lodo possa deslizar de volta para a câmara de reação, desde que a camada de lodo não se expanda para o colono. Deve -se reconhecer que, às vezes, a expansão do lodo no colono não é uma coisa ruim. Pelo contrário, a camada de lodo expandida no colono capturará as partículas/flocos de lodo disperso e também tem um certo efeito de remoção no bacalhau solúvel biodegradável.
Por outro lado, é importante ter uma certa quantidade de espaço livre para a camada de lodo se expandir para impedir a perda de lodo mais pesado sob choques de carga orgânica ou hidráulica temporários. As taxas de carga hidráulica e orgânica (taxa de produção de gás) afetam a expansão da camada de lodo e do leito de lodo.
O princípio do sistema usab é formar flocos de lodo com bom desempenho de sedimentação e configurar um sistema de sedimentação de lodo no reator para separar gás, líquido e sólido. A formação e manutenção do lodo (lodo granular ou floculento) com bom desempenho de liquidação é o ponto fundamental para a boa operação do sistema usab.