Princíp anaeróbneho reaktora UASB
V reaktore UASB sa odpadová voda zavádza do spodnej časti reaktora čo najviac a odpadová voda prechádza smerom nahor cez kalové lôžko obsahujúce granulovaný kal alebo vlkkulentný kal. Anaeróbna reakcia dochádza v procese kontaktu medzi odpadmi a časticami kalu. Bioplyn (hlavne metán a oxid uhličitý) produkovaný za anaeróbnych podmienok spôsobuje vnútorný obeh, ktorý vedie k tvorbe a udržiavaniu granulovaného kalu.
Niektoré plyny tvorené vo vrstve kalu sú pripevnené k časticiam kalu a stúpa na vrchol reaktora. Kal stúpajúci na povrch zasiahne spodnú časť plynovej emisnej dosky trojfázového odlučovača, čo spôsobuje kalové vločky pripevnené bublinami na DeGA. Po uvoľnení bublín sa častice kalu usadia na povrchu lôžka kalu a plyn sa zbiera v plynnej komore trojfázového odlučovača.
Ustnačka (plynový reflektor) je umiestnená pod medzerou jednotky na zhromažďovanie plynov, aby sa zabránilo vstupu do sedimentačnej zóny bioplynu, inak spôsobí turbulenciu v sedimentačnej zóne a bráni sedimentácii častíc. Kvapalina obsahujúca niektoré zvyškové tuhé látky a častice kalov vstupuje do sedimentačnej zóny cez medzeru od separátora.
Pretože sa prietoková oblasť trojfázovej odlučovacej zóny naklonenej steny zvyšuje, keď sa blíži k hladine vody, stúpajúci prietok klesá, keď sa blíži k bodu vypúšťania. Súčasne, keď sa prietok znižuje, môžu kalové vločky vločky a usadiť sa v sedimentačnej zóne. Kalové vločky nahromadené na trojfázovom odlučovači do istej miery prekročí treciu silu, ktorá ich udržiava na naklonenej stene a posúva sa späť do reakčnej zóny, kde táto časť kalu bude reagovať s organickou hmotou vo vplyve.
Štruktúra reaktora UASB
Reaktor USAB zahŕňa vstupný a distribučný systém, telo reaktora a trojfázový separátor. Ak sa zvažuje celý anaeróbny systém, mal by tiež obsahovať systém zberu bioplynu a využívania. Avšak kvôli neistote cesty a cieľa využívania bioplynu sa jeho systém využívania výrazne líši.
Najdôležitejším zariadením v reaktore USAB je trojfázový separátor, ktorý je inštalovaný na hornej časti reaktora a rozdeľuje reaktor do spodnej reakčnej zóny a hornú sedimentačnú zónu. Aby sa dosiahol sedimentačný účinok častíc kalových vločiek v stúpajúcom prietoku v sedimentátore, hlavným účelom trojfázového separátora je oddeliť bioplyn generované od kalového lôžka čo najprísnejšie.
Najmä v prípade vysokého zaťaženia sa usmerňovače pod komorami zberu plynu používajú na zabránenie uniknutia bioplyncov do usadzovacej komory cez medzery medzi komorami zberu plynu. Okrem toho sú usmerňované aj na zníženie tekutých turbulencií spôsobených vysokou produkciou plynu v reakčnej komore.
Návrh trojfázového odlučovača by malo byť, že častice kalu alebo flokuly sa môžu skĺznuť späť do reakčnej komory, pokiaľ sa vrstva kalu nerozbalí do osadníka. Malo by sa uznať, že expanzia kalu do osadníka niekedy nie je zlá vec. Naopak, rozšírená vrstva kalu v osadníkovi zachytí dispergované kalové častice/vločky a má tiež určitý účinok na odstránenie na biologicky odbúrateľnú rozpustnú tresku.
Na druhej strane je dôležité mať určité množstvo voľného priestoru pre vrstvu kalu, aby sa rozšírila, aby sa zabránilo strate ťažšieho kalu za dočasných organických alebo hydraulických záťaže. Hydraulické aj organické (rýchlosť výroby plynu) zaťaženia ovplyvňujú rozšírenie vrstvy kalu a lôžka kalu.
Princípom systému USAB je tvoriť kalové vločky s dobrým usadzovacím výkonom a nastaviť sedimentačný systém kalu v reaktore na oddelenie plynu, kvapaliny a tuhej látky. Tvorba a údržba kalu (granulárny alebo flokulentný kal) s dobrým výkonom usadzovania je základným bodom pre dobrú prevádzku systému USAB.