UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) הוא סוג של כור בשימוש נרחב לטיפול בשפכים אורגניים בריכוז גבוה-. הכור UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) פותח על ידי פרופסור Lettinga מהולנד בשנות ה-70 והוא מיושם באופן נרחב בטיפול בשפכים אורגניים בריכוז גבוה-. הליבה שלו נמצאת במפריד התלת-(Gas-Liquid-Solid Separator, GLS), הממוקם בחלק העליון של הכור ומפריד בין אזור התגובה לאזור השקיעה, תוך ביצוע שלוש משימות עיקריות: איסוף גז, שקיעת בוצה וריפלוקס, וטיהור מים. מכשיר זה אינו דורש ערבוב מכני או משאבות ריפלוקס בוצה; הוא מסתמך על התנועה כלפי מעלה של גז מתאן להתערבב, וכולל צריכת אנרגיה נמוכה ומבנה קומפקטי.
סקירת עקרונות הליבה
המפריד התלת--פאזי בכור UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) הוא מרכיב הליבה, ותפקידו העיקרי הוא להפריד ביעילות בין שלושת השלבים (מתאן, מי שפכים ובוצה אנאירובית). להלן הסבר מפורט על עקרון הפעולה שלו:
עלייה נוזלית מעורבת
הנוזל המעורב שנוצר על ידי מי השפכים והמיקרואורגניזמים האנאירוביים (חלקיקי בוצה) זורם כלפי מעלה מתחתית הכור, מונע על ידי גז המתאן (בועות זעירות) שנוצר בתחתית.
01
השפעה והיגוי
הנוזל המעורב העולה זורם כנגד לוחית המנחה העליונה (קונוס מחזיר אור), וכיוון הזרימה נאלץ לשנות (בדרך כלל מאונך כלפי מעלה לאופקי או משופע בערך).
02
שחרור בועות ועלייה
כאשר כיוון הזרימה משתנה ומהירות הזרימה יורדת לפתע, יש סיכוי גבוה יותר לשחרור בועות גז המתאן הנושאות את חלקיקי הבוצה. בועות הגז בעלות צפיפות נמוכה נעות במהירות אנכית כלפי מעלה, עוברות דרך שכבת הנוזל, נכנסות לתא הגזים העליון/מנדף האיסוף, ולבסוף נאספות ומנוצלות.
03
שקיעת בוצה
חלקיקי הבוצה ללא בועת הגז הנושאת צפופים יותר ממים ובאופן טבעי שוקעים בהשפעת כוח המשיכה באזור השקיעה העדין יחסית, חוזרים לשכבת מצע הבוצה בתחתית הכור וממשיכים להשתתף בתגובה.
04
יציאת מים צלולה
המים הצלולים יחסית לאחר הפרדת הגז והמוצק עוברים דרך חריץ הריפלוקס או התעלה שבחלק העליון של המפריד, מציפים את המבצר או מזווה הגלישה, וזורמים בצורה חלקה אל מחוץ לכור אל יחידת הטיפול העוקבת או מגיעים לפריקה הסטנדרטית.
05
מבנה הליבה של המפריד -של שלושת השלבים כולל בדרך כלל לוחות מובילים/קונוסים מחזירי אור, תאי גזים/מנדפים, אזור שיקוע/אזור הפרדה, חריצים/תעלות ריפלוקס, מדרכים/בלבולים, וכו'. הביצועים שלו קובעים ישירות את ההצלחה והיעילות של כל הכור ב-UASB, כולל שמירה על קונסנט גבוה{2} שחזור מתאן, הבטחת איכות המים ושמירה על פעילות יציבה של המערכת.
UASB תלת-פאזי פרמטרים של טבלת פרמטרים
|
פריט פרמטר |
ערך/טווח מומלץ |
הסבר ותפקוד |
|
יחס מרווח תא איסוף הגז לשטח הכולל |
15%~20% |
שולט בקצב הזרימה כלפי מעלה ומונע כניסת בוצה לאזור השקיעה |
|
מרחק בין לוח השתקפות לכיסוי הפער |
100~200 מ"מ |
מונע גז לקצר-מעגל לתוך תא השקיעה ומשפר את אפקט ההפרדה |
|
נטיית לוח השתקפות |
45 מעלות ~ 60 מעלות |
מבטיח כי בוצה מושקעת יכולה להחליק בצורה חלקה בחזרה לאזור התגובה ומונעת הצטברות |
|
גובה תא איסוף הגז |
1.5~2 מ' (כאשר גובה הכור הוא 5 - 7 מ') |
מספק מקום מספיק לממשק גז-נוזל, מקל על שחרור גז |
|
קצב שחרור הגז |
1~3 m³/(m²·h) |
גבוה מדי עלול להפריע לשכבת הבוצה ולהשפיע על שיקוע |
|
העמסת שטח של אזור שיקוע |
פחות או שווה ל-0.7 מ"ש |
מבטיח תנאי שיקוע טובים ומונע אובדן בוצה |
|
קצב זרימת מרווח היציאה |
מומלץ פחות או שווה ל-2 מ"ש (לא יעלה על 36 מ"ש) |
קצב זרימה גבוה יגרום לשטיפה של בוצה |
|
בחירת חומרים |
פלסטיק מחוזק בסיבי זכוכית (FRP), פלסטיק PP, נירוסטה וכו'. |
עמיד בפני קורוזיה, קל משקל, ניתן להתאמה אישית, בדרך כלל FRP |
תרחישי יישום של UASB מפריד תלת-שלבי
1. טיפול בשפכים במפעלי עיבוד מזון: לדוגמה, למפעל לעיבוד מזון-גדול היה מערכת קיימת לא יעילה ויקרה לטיפול בשפכים. לאחר הצגת תהליך UASB ואופטימיזציה של העיצוב של המפריד התלת-, יעילות הטיפול שופרה משמעותית. הביצועים האמינים והיעילים של מפריד התלת-שלבים היו הכרחיים.
2. טיפול בשפכים אורגניים בריכוז-גבוה: לכור UASB יש יתרונות כמו מבנה פשוט, כושר עומס גבוה ויכולת הסתגלות רחבה, והוא יכול לטפל ביעילות בחומרים אורגניים עקשנים בשפכים אורגניים בריכוז גבוה-. לדוגמה, בתעשיות התרופות, הכימיות והמבשלות, משתמשים במפרידי UASB תלת-פאזיים לטיפול בשפכים המכילים ריכוזים גבוהים של חומרים אורגניים, להשגת פירוק יעיל של חומר אורגני והשבת ביוגז לניצול אנרגיה.
3. שחזור אנרגיית ביוגז: המפריד התלת--פאזי מבטיח שחזור יעיל של ביוגז. הביוגז הנוצר מופרד מהבוצה ומי שפכים במהירות וביעילות, ונאסף כתנאי מוקדם לתהליך אנאירובי להשבת אנרגיה (ליצור חשמל, הפקת חום).
מאפיינים של מפריד UASB תלת-שלבי
הוא יכול להפריד ביעילות גזים (מתאן), נוזלים (מים מטופלים) ומוצקים (בוצה), ומבטיח שהמתאן לא ייכנס לאזור השקיעה ויפריע לשקיעה, תוך שהוא מאפשר לבוצה לזרום במהירות חזרה לאזור התגובה ושמירה על ריכוז בוצה גבוה. כמה עיצובים מתקדמים יכולים להשיג יעילות הפרדה של למעלה מ-95%.
הוא נוקט בעיקר בעיצוב -זורם עצמית, מסתמך על כוח הכבידה וציפה כדי להשלים את תהליך ההפרדה, ללא צורך בציוד כוח נוסף, חיסכון באנרגיה ובחשמל. מבנים נפוצים כוללים מחזירי אור, אזורי שיקוע משופעים, תאי איסוף גזים וכו', בעיצוב כולל קומפקטי וסביר.
דרך קירות משופעים או לוחות הסחה, בוצה שמאבדת את אפקט נשיאת הגז- עוברת צקיפות, שקיעה וגולשת חזרה לאזור התגובה לאורך המדרון, מונעת אובדן בוצה ומבטיחה שיש מספיק ביומסה במערכת. זה עוזר להגביר את העומס הנפחי ועמידות בפני זעזועים.
הוא מיוצר באופן נרחב באמצעות PP (פוליפרופילן), פלסטיק מחוזק פיברגלס, או חומרים פלסטיים מחוזקים, עם עמידות מצוינת לחומצות ואלקלי ועמידות בפני קורוזיה, וחיי שירות של עד 10 שנים. חלק מהמוצרים משתמשים גם בפלדת Q355B + מבנה שכבה נגד-קורוזיה, מה שמשפר עוד יותר את החוזק והעמידות.
הוא מתאים לתרחישים של טיפול בשפכים אורגניים-בריכוז גבוה בתעשיות מזון, תרופות, כימיקלים ובעלי חיים וכו', ויש לו מבנה מודולרי, התקנה קלה וניקוי ותחזוקה פשוטים.
תגיות פופולריות: מפריד תלת פאזי uasb, סין יצרני מפריד תלת פאזי uasb, ספקים, מפעל
