Aquests tres tipus de reactors anaeròbics representen en realitat l'evolució de la tecnologia de tractament biològic anaeròbic des de la bàsica fins a l'alta integració. Podem pensar en ells com els models "bàsics", "millorats" i "super".
Explicació detallada de l'estructura interna i principi de funcionament
1. UASB (Model bàsic: reacció en fase única-)
* Estructura interna: l'estructura més senzilla, es pot considerar un tanc de reacció d'una-capa. Les aigües residuals entren pel fons i flueixen cap amunt pel llit de fangs. A la part superior hi ha un separador trifàsic d'una-capa-, responsable de separar el biogàs, els fangs i l'aigua.
* Principi de funcionament: no té un sistema de circulació forçada; depèn totalment de la mescla natural del cabal d'afluent i del biogàs generat. Els fangs formen un "llit de fangs" a la part inferior del reactor, que es descompon a mesura que hi passen les aigües residuals.
* Característiques: estructura simple, baix cost, no requereix energia externa, però l'efecte de barreja és generalment mitjà, propens a zones mortes i té una resistència als cops relativament feble.
2. EGSB (versió millorada: llit ampliat de-caudal- alt)
* Estructura interna: d'acord amb l'UASB, el dipòsit es fa més alt i esvelt (relació d'alçada-a-diàmetre alta). La seva característica estructural més significativa és la inclusió d'un sistema de circulació extern (bomba de retorn), que bombeja l'efluent tractat de nou a l'entrada.
* Principi de funcionament: la bomba de circulació externa augmenta a la força la velocitat del flux ascendent de l'aigua (arriba a 3-10 m/h), posant tot el llit de fangs en un estat "expandit" o fins i tot "fluiditzat". Aquesta agitació intensa elimina les zones mortes, assegurant un contacte complet entre les aigües residuals i els fangs.
* Característiques: eficiència de transferència de massa extremadament alta i forta resistència als cops, però a causa de la necessitat d'una bomba de circulació externa, el seu consum d'energia de funcionament és el més alt entre els tres.
3. IC (superversió: circulació interna de doble-capa)
* Estructura interna: bàsicament dos reactors UASB apilats verticalment, amb un separador de dues-etapes de tres-fases. La seva estructura bàsica consisteix en la canonada interna de biogàs (tuba de flux ascendent) i la canonada de retorn de fangs (tuba de baixada).
* Principi de funcionament: la gran quantitat de biogàs generada a la primera cambra de reacció inferior actua com una bomba d'elevació d'aire, arrossegant la mescla d'aigua de fang-a la part superior a través de la canonada ascendent. Després de la desgasificació a la part superior, la mescla d'aigua de fang-cau automàticament cap a la part inferior a través del tub de retorn, formant un potent sistema de circulació interna que no requereix energia externa. A continuació, la segona cambra de reacció superior "processa-finsament" les aigües residuals.
* Característiques: Capacitat de processament extremadament alta, empremta mínima (a causa de la seva alçada), resistència als cops més forta (la circulació interna dilueix automàticament l'afluent) i sense necessitat d'una bomba de circulació externa, el que resulta en un baix consum d'energia de funcionament.
Condicions d'aplicació i recomanacions de selecció
1. Condicions d'aplicació de la UASB
* Escenaris aplicables: Apte per a aigües residuals orgàniques de concentració baixa o mitjana amb una qualitat i quantitat d'aigua relativament estables (com ara aigües residuals de processament d'aliments i escorxadors).
* Pressupost i lloc: adequat per a projectes amb pressupostos limitats i requisits menys estrictes d'espai.
* Limitacions: no apte per tractar aigües residuals de baixa-temperatura i baixa-concentració o aigües residuals que contenen substàncies tòxiques a causa de les seves capacitats limitades de barreja i resistència als cops.
2. Condicions d'aplicació de l'EGSB
* Escenaris aplicables: especialment adequat per a aigües residuals orgàniques recalcitrants de baixa-concentració o tractament d'aigües residuals en entorns de baixa-temperatura.
* Qualitat especial de l'aigua: a causa del seu estat d'expansió a -alta velocitat, també té una bona adaptabilitat a les aigües residuals que contenen sòlids en suspensió (SS).
* Limitacions: Si el projecte és molt sensible als costos d'electricitat d'explotació, l'elevat consum d'energia de l'EGSB (bomba de circulació externa) és un cost a tenir en compte.
3. Condicions d'aplicació d'IC
* Escenaris aplicables: dissenyat específicament per a aigües residuals industrials de gran-concentració i gran-volum (com ara paper, alcohol, àcid cítric i aigües residuals farmacèutiques, amb DQO que arriba a desenes o fins i tot centenars de milers).
* Restriccions del lloc: si l'àrea de la vostra planta és molt limitada, el reactor IC és la primera opció perquè la seva eficiència de tractament és de 3 a 5 vegades la d'un UASB del mateix volum.
* Fluctuacions de la qualitat de l'aigua: quan hi ha grans fluctuacions en la qualitat de l'aigua afluent o les càrregues de xoc, la funció automàtica de dilució de la circulació interna de l'IC pot estabilitzar el sistema de manera efectiva.
En resum:
* Per a aquells que prioritzin la rendibilitat-cost i les condicions de l'aigua més senzilles, trieu UASB;
* Per a aigua amb concentracions baixes, substàncies difícils-de-degradar o temperatures baixes, trieu EGSB;
* Per a concentracions extremadament altes, espai molt limitat i la recerca de la màxima eficiència, trieu IC.