Tanque UASB para projeto de biogás: o reator, não o reservatório de gás

Um reator UASB não é um tanque que produz biogás - é uma máquina hidráulica cujo desempenho inteiro depende de manter um leito de lodo granular suspenso em um fluxo ascendente, enquanto o gás que esses grânulos produzem é separado do líquido e dos sólidos antes que qualquer parte dele saia do recipiente. Obtenha a velocidade de fluxo ascendente correta e o leito fluidiza suavemente e retém a biomassa medida em dezenas de gramas por litro. Se errar, os grânulos se transformarão em uma massa morta ou serão eliminados com o efluente, e a capacidade de tratamento do reator desaparecerá em questão de dias.

(Center Enamel) fornece reatores UASB como navios projetados, o que significa que os componentes hidráulicos internos - distribuição de entrada, separador trifásico e coleta de gás - fazem parte do projeto do tanque, e não algo resolvido no local.

1. O que é um reator UASB?

UASB - manta de lodo anaeróbico de fluxo ascendente - é um processo anaeróbico de alta taxa no qual as águas residuais fluem para cima através de uma manta de grânulos biologicamente ativos. Ao contrário de um digestor com agitação contínua, não há mistura mecânica: a velocidade do fluxo ascendente e o gás produzido pelos grânulos proporcionam todo o contato. O biogás sobe, o líquido e o gás são separados em um separador trifásico na parte superior e o efluente tratado sai por um açude. A carga volumétrica é elevada - normalmente 5-15 kg DQO por metro cúbico por dia para efluentes industriais facilmente degradáveis, com retenção hidráulica medida em horas em vez dos 20-40 dias típicos de um digestor agrícola mesófilo.

• Sem mistura mecânica:O fluxo ascendente e a elevação do biogás fornecem contato. Os misturadores mecânicos cortariam os grânulos que fazem o processo funcionar.
• Biomassa Granular:Um leito bem administrado contém 20-40 g/L de sólidos suspensos voláteis como grânulos sedimentáveis, razão pela qual o reator pode ser pequeno.
• Separador Trifásico:Gás, líquidos e sólidos devem ser separados na parte superior; este componente, e não a carcaça, define o teto hidráulico.
• Retenção curta, taxa alta:Horas em vez de dias, a 5-15 kg DQO/m3 por dia para efluentes adequados.
• O gás é um subproduto do controle:Aproximadamente 0,25-0,35 metros cúbicos de metano por kg de DQO removido – portanto, o rendimento do gás segue o desempenho do tratamento, e não o contrário.

2. Quais parâmetros decidem se funciona?

Quatro parâmetros, em ordem: velocidade de fluxo ascendente, taxa de carregamento orgânico, temperatura e adequação do afluente para granulação. A velocidade de fluxo ascendente no topo do reator é normalmente mantida em torno de 0,5-1,2 metros por hora - alta o suficiente para expandir o leito e melhorar o contato, baixa o suficiente para que os grânulos não sejam transportados para o separador. A taxa de carregamento deve corresponder à degradabilidade das águas residuais, porque a sobrecarga acidifica o leito em poucos dias. A temperatura governa a cinética; a operação mesofílica a 35-38 graus Celsius é padrão e uma queda de alguns graus reduz mensuravelmente a remoção. Finalmente, nem todas as águas residuais granulam bem: altos níveis de sólidos em suspensão, gorduras, óleos e graxas e compostos inibitórios interferem.

• Velocidade de fluxo ascendente:Cerca de 0,5-1,2 m/h no topo do reator. É o número operacional mais importante.
• Taxa de carregamento orgânico:Normalmente 5-15 kg DQO/m3 por dia para efluentes adequados. Defina-o a partir dos dados de tratabilidade, não do volume do vaso que você possui.
• Temperatura:Mesofílico 35-38 graus Celsius é o padrão. A estabilidade é mais importante do que o ponto de ajuste – oscilações de vários graus sobrecarregam a biomassa.
• Alcalinidade e pH:Tampão suficiente para manter o pH próximo de 6,8-7,4; o acúmulo de ácidos graxos voláteis é o primeiro aviso de sobrecarga.
• Inibidores e FOG:Sulfato, amônia, desinfetantes e gorduras, óleos e graxas mudam o design. As gorduras, em particular, revestem os grânulos e causam lama flutuante.

3. Quando o UASB está certo e quando não está?

O UASB é adequado para efluentes industriais quentes, solúveis e facilmente degradáveis ​​- alimentos e bebidas, destilarias, cervejarias, papel e celulose, alguns fluxos farmacêuticos - com DQO normalmente acima de 1.500-2.000 mg/L. Ele atende a essas funções porque não necessita de energia de mistura e produz um lodo granular que pode ser vendido ou reaproveitado. É uma má escolha para esgoto municipal frio e diluído, para riachos com alto teor de sólidos em suspensão que cobrem o leito e para matérias-primas onde gorduras, óleos e graxas constituem uma grande fração do DQO. Também é uma má escolha quando o operador não tem ninguém para observar os ácidos graxos voláteis e a alcalinidade, porque o modo de falha é rápido.

• Bom ajuste:Efluente industrial solúvel, quente e facilmente degradável acima de aproximadamente 1.500-2.000 mg/L DQO.
• Mau Ajuste - Diluído e Frio:O esgoto municipal de baixa resistência à temperatura ambiente muitas vezes não consegue sustentar a carga necessária ao processo.
• Mau ajuste - Alto teor de sólidos:Os sólidos suspensos preenchem o leito e reduzem a fração granular ativa; a remoção upstream é necessária primeiro.
• Mau ajuste - NÉVOA pesada:As gorduras revestem os grânulos, causam flutuação e lavagem e precisam de pré-tratamento em vez de um reator maior.
• Questão de operações:AGV, alcalinidade e composição do gás devem ser analisadas. Um UASB sem monitoramento falha mais rapidamente do que um digestor agitado com a mesma negligência.

Garantia de engenharia e suporte a projetos

Cada tanque entregue pela Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. (Esmalte Central) é projetado de acordo com AWWA D103-09 e EN 1090 com verificação de elementos finitos de cargas de casco, teto e bocal, fundido a 820-930°C sob controle ISO 9001 e ISO 45001, testado em férias a 1500 V em cem por cento da superfície e montado com parafusos de grau 8.8 e selante certificado pelo fabricante. Os reatores UASB são fornecidos com distribuição de entrada, separador trifásico e coleta de gases projetados em conjunto com o casco, revestimento selecionado para o efluente e espaço de vapor e pontos de amostragem e monitoramento posicionados para que o leito possa realmente ser gerenciado.

Um UASB é adquirido como um projeto hidráulico com um tanque ao seu redor. Se a consulta especificar apenas o volume, você receberá um vaso e receberá o problema hidráulico no comissionamento.

Perguntas frequentes (FAQ)

Quanto tempo leva para iniciar um reator UASB?

Se semeado com lodo granular de uma planta em operação, um reator pode atingir a carga projetada em poucas semanas. Começando com lodo floculento, a granulação normalmente leva de dois a quatro meses, e a carga deve ser aumentada gradualmente à medida que o leito se desenvolve. Comprar ou importar grãos de sementes é muitas vezes a forma mais barata de reduzir o comissionamento e deve ser orçamentado no início.

Um UASB pode tratar o esgoto municipal?

Pode, e é amplamente utilizado para essa tarefa em climas quentes, mas o volume do reator torna-se grande porque a taxa de carregamento é limitada pela temperatura e pela resistência, e o efluente geralmente precisa de uma etapa de polimento. Em climas mais frios, a economia muitas vezes favorece um processo diferente ou um sistema aquecido. Verifique a temperatura do inverno antes de cometer.

Qual é a causa mais comum de falha do UASB?

Sobrecarga hidráulica, que transporta o leito granular para dentro do separador e para fora do reator. É seguido de perto por gorduras, óleos e graxas que revestem os grânulos e por uma queda na temperatura que reduz a atividade enquanto o carregamento permanece o mesmo. Todos os três são visíveis nas tendências antes de se tornarem fracassos, se alguém estiver observando.

O tanque UASB pode ser customizado para nossos efluentes?

Sim. A altura do reator e a velocidade do fluxo ascendente, o projeto de distribuição de entrada, a geometria do separador trifásico, a coleta de gás e as disposições de segurança, o revestimento do efluente e do espaço de vapor, os pontos de amostragem e o aquecimento ou isolamento são todos configurados de acordo com as características das águas residuais e o clima do local.