Анаэробное сбраживание осадка с восходящим потоком

Схема анаэробного реактора с восходящим потоком и слоем ила (UASB): сточные воды поступают в реактор снизу и текут вверх. ^[1]

Технология анаэробного ила с восходящим потоком ( UASB ), обычно называемая реактором UASB, представляет собой разновидность анаэробного реактора , используемого для очистки сточных вод .

Реактор UASB — это метаногенный (производящий метан) реактор, который произошел от анаэробного кларигестера . Похожая, но отличающаяся от UASB технология — реактор с расширенным гранулированным иловым слоем (EGSB).

Описание процесса

UASB использует анаэробный процесс, формируя слой гранулированного ила, который взвешивается в резервуаре. Сточные воды текут вверх через слой и обрабатываются (разлагаются) анаэробными микроорганизмами . Восходящий поток в сочетании с осаждающим действием гравитации взвешивает слой с помощью флокулянтов . Слой начинает достигать зрелости примерно через три месяца. Начинают образовываться небольшие гранулы ила, площадь поверхности которых покрыта скоплениями бактерий. При отсутствии какой-либо поддерживающей матрицы условия потока создают селективную среду, в которой выживают и размножаются только те микроорганизмы, которые способны прикрепляться друг к другу. В конечном итоге агрегаты образуют плотные компактные биопленки, называемые «гранулами». ^[2]

Биогаз с высокой концентрацией метана производится как побочный продукт, и его можно улавливать и использовать как источник энергии, для выработки электроэнергии на экспорт и для покрытия собственной рабочей мощности. Технология требует постоянного контроля при вводе в эксплуатацию, чтобы гарантировать, что слой ила сохраняется и не вымывается (тем самым теряя эффект). Тепло, получаемое как побочный продукт выработки электроэнергии, можно повторно использовать для нагрева резервуаров для сбраживания.

Покрытие шлама обеспечивает двойное время удержания твердого вещества и гидравлическое (жидкостное) время удержания в метантенках. Твердые вещества, требующие высокой степени усвоения, могут оставаться в реакторах в течение периодов до 90 дней. ^[3] Сахара, растворенные в потоке жидких отходов, могут быстро превращаться в газ в жидкой фазе, которая может покинуть систему менее чем за день.

Реакторы UASB обычно подходят для разбавления потоков сточных вод (3% взвешенных веществ с размером частиц >0,75 мм).

Исторический курс

Со временем модель UASB была усовершенствована, устранены проблемные места и оптимизирована конструкция, что в конечном итоге привело к появлению следующих типов систем.

• Второе поколение реакторов UASB, реактор EGSB (Expended Granule Sludge Blanket). Это однослойная система с высокой нагрузкой, только с одним слоем отстойника. Скорости восходящего потока во много раз выше, чем в UASB, поэтому «взрослые» гранулы остаются в системе, «детские» гранулы часто вымываются. Типичные скорости загрузки для EGSB: 15–30 кг ХПК/м3/день. EGSB — это в значительной степени закрытая система. Вероятность коррозии или неприятного запаха отсутствует или мала.
• Третье поколение реакторов UASB, реактор ECSB. Это двухслойная система с высокой нагрузкой, с 2 слоями отстойника. Скорости восходящего потока высокие под первым слоем отстойника и низкие под вторым слоем отстойника — это удерживает как «взрослые», так и «молодые» зерна в системе, что окупается большим чистым ростом гранулированного ила. Типичные скорости загрузки для ECSB: 15–35 кг ХПК/м3/день. ECSB — это закрытая система. Нет никакой вероятности коррозии или неприятного запаха. ^{[ требуется цитата ]}

Дизайн

Реактор UASB показан как больший резервуар. Хирия , Тель-Авив , Израиль

В UASB (но также в EGSB и ECSB) процесс осаждения и сбраживания происходит в одном или нескольких больших резервуарах. Сточные воды из UASB, которые имеют значительно сниженную концентрацию биохимической потребности в кислороде (БПК), обычно нуждаются в дальнейшей обработке, например, с помощью процесса активированного ила , в зависимости от требований к качеству сточных вод. ^{[ необходима цитата ]}

Смотрите также

• Анаэробное пищеварение
• Типы анаэробных биореакторов
• Анаэробный фильтр
• Расширенное гранулированное сбраживание ила
• Гибридный реактор (комбинация UASB и анаэробного фильтра)
• Реактор с псевдоожиженным слоем
• Перечень технологий очистки сточных вод

Ссылки

1. Tilley, E., Ulrich, L., Lüthi, C., Reymond, Ph., Zurbrügg, C. (2014) Compendium of Sanitation Systems and Technologies - (2nd Revised Edition) . Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (Eawag), Дюбендорф, Швейцария. ISBN  978-3-906484-57-0 .
2. "Что такое гранулы шлама? Домашняя страница UASB". Архивировано из оригинала 2006-07-17 . Получено 2006-08-24 .
3. Finstein, MS; Zadik, Y.; Marshall, AT; Brody, D. (2004). "The ArrowBio Process for Mixed Municipal Solid Waste – Responses to "Requests for Information"" (PDF) . В Papadimitriou, EK; Stentiford, EI (ред.). Biodegradable and Residual Waste Management . 1-я конференция и выставка в Великобритании по Biodegradable and Residual Waste Management, 18–19 февраля 2004 г., Харрогейт, Великобритания. Лидс: CalRecovery Europe Ltd. стр. 407–413. ISBN 0-9544708-1-8.

Дальнейшее чтение

• Bal AS, Dhagat NN (апрель 2001 г.). «Анаэробный реактор с иловым слоем и восходящим потоком — обзор». Indian J Environ Health . 43 (2): 1–82. PMID  12397675.
• Lettinga G, Rebac S, Zeeman G (сентябрь 2001 г.). «Проблема психрофильной анаэробной очистки сточных вод». Trends Biotechnol . 19 (9): 363–70. doi :10.1016/S0167-7799(01)01701-2. PMID  11514000.Обзор.
• Lettinga G (1995). «Анаэробное сбраживание и системы очистки сточных вод». Антони ван Левенгук . 67 (1): 3–28. doi :10.1007/BF00872193. PMID  7741528. S2CID  9415571.