Princip anaerobního reaktoru UASB
V reaktoru UASB je odpadní voda zavedena do dna reaktoru co nejrovnoměrněji a odpadní vody prochází nahoru přes kalový postel obsahující granulovaný kal nebo flokulentní kal. Anaerobní reakce nastává v procesu kontaktu mezi částicemi odpadních vod a kalu. Bioplyny (hlavně metan a oxid uhličitý) produkované za anaerobních podmínek způsobují vnitřní cirkulaci, což vede k tvorbě a udržování granulárního kalu.
Část plynu vytvořeného ve vrstvě kalu je připojeno k částic kalu a stoupá na horní část reaktoru. Kal stoupající na povrch zasáhne spodní část emisní desky plynu třífázového separátoru, což způsobuje, že kaly připevněné s bublinami k degasu. Po uvolnění bublin se částice kalu usadí na povrchu lože kalu a plyn bude odebrán v komoře sběru plynu třífázového separátoru.
BAFFLE (plynový reflektor) je stanovena pod mezerou komorové jednotky pro sběr plynu, aby se zabránilo vstupu do sedimentační zóny bioplynu, jinak způsobí turbulenci v sedimentační zóně a brání sedimentaci částic. Kapalina obsahující některé zbytkové pevné látky a částice kalů vstupují do sedimentační zóny přes mezeru separátoru.
Vzhledem k tomu, že plocha průtoku třífázové sedimentace nakloněné stěny se zvyšuje, když se blíží k vodní hladině, rostoucí průtok klesá, když se blíží k bodu vypouštění. Současně, jak se průtok snižuje, mohou kaly flocs flokulovat a usadit se v sedimentační zóně. Kalky nahromaděné na třífázovém separátoru do jisté míry překročí tření, která je udržuje na nakloněné zdi a zasune zpět do reakční zóny, kde tato část kalu bude reagovat s organickou hmotou v přívodě.
Struktura reaktoru UASB
Reaktor USAB zahrnuje vstupní a distribuční systém, tělo reaktoru a třífázový separátor. Pokud je zvažován celý anaerobní systém, měl by také obsahovat systém sběru a využití bioplynu. Avšak vzhledem k nejistotě cesty a cíle využití bioplynu se jeho systém využití také velmi liší.
Nejdůležitějším vybavením v reaktoru USAB je třífázový separátor, který je nainstalován na horní části reaktoru a rozděluje reaktor do dolní reakční zóny a horní sedimentační zóny. Aby bylo dosaženo sedimentačního účinku částic floc kalu ve vzestupném toku v sedimentoru, je hlavním účelem třífázového separátoru oddělit bioplyn generované od kalu co nejúčinněji.
Zejména v případě vysokého zatížení se přepážky pod komorami sběru plynu používají k zabránění úniku bioplynu do usazovací komory prostřednictvím mezer mezi komorami pro sběr plynu. Kromě toho jsou také užitečné ke snížení kapalné turbulence způsobené vysokou produkcí plynu v reakční komoře.
Konstrukce třífázového separátoru by měla být, že částice nebo flokuly kalu mohou vklouznout zpět do reakční komory, pokud se vrstva kalu nerozšiřuje do osadníku. Je třeba si uvědomit, že někdy rozšíření kalu do osadníka není špatná věc. Naopak, rozšířená vrstva kalu v osadníku zachytí rozptýlené částice/flocs dispergovaných kalů a má také určitý účinek na odstranění na biologicky rozložitelnou rozpustnou tresku.
Na druhé straně je důležité mít určité množství volného prostoru, aby se vrstva kalu rozšířila, aby se zabránilo ztrátě těžšího kalu při dočasných organických nebo hydraulických zátěžových šokách. Hydraulické i organické (rychlosti produkce plynu) ovlivňují expanzi vrstvy kalu a kalu.
Princip systému USAB je vytvoření kalů s dobrým výkonem usazování a nastavení systému sedimentace kalu v reaktoru pro oddělené plyn, kapalinu a pevnou látku. Tvorba a údržba kalu (granulární nebo flokulentní kaly s dobrým výkonem urovnávání je základním bodem pro dobrou činnost systému USAB.