UASB厌氧反应器

工作原理
    UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

与其他类型的厌氧反应器相较下述优点：
1. 污泥床内生物量多，折合浓度计算可达20~30g/L；
2. 容积负荷率高，在中温发酵条件下，一般可达10kgCOD/（m³.d）左右，甚至能够高达15~40kgCOD/(m³.d)，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。
3. 设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需要充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题。

UASB厌氧反应器两个功能

UASB厌氧反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。

在UASB厌氧反应器中重要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体/颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器个主要的就是尽可能效地分离从污泥床/层中产生的沼气，特别是在高负荷的情况下，在集气室下面反射板的是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室，另外挡板还利于减少反应室内高产气量所造成的液体絮动。反应器的设计应该是只要污泥层没膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室(应该认识到时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。相反，存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分散的污泥颗粒/絮体，同时它还对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除)。只一方面，存在一定可供污泥层膨胀的自由空间，以防止重的污泥在暂时性的机或水力负荷冲击下流失是很重要的。水力和机(产气率)负荷率两者都会影响到污泥层以及污泥床的膨胀。UASB厌氧反应器系统原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统使气、液、固三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮状污泥或颗粒型污泥)是UASB厌氧反应器系统良好运行的根本点 。

UASB厌氧反应器

分离装置

三相分离器是UASB厌氧反应器特点和重要的装置。它同时具两个功能：

1) 能收集从分离器下的反应室产生的沼气;

2) 使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。

三相分离器设计要点汇总：

1) 集气室的隙缝部分的面积应该占反应器部面积的15～20%;

2) 在反应器高度为5～7m时，集气室的高度在1.5～2m;

3) 在集气室内应保持气液界面以释放和收集气体，防止浮渣或泡沫层的形成;

4) 在集气室的上部应该设置消泡喷嘴，当处理污水严重泡沫问题时消泡;

5) 反射板与隙缝之间的遮盖应该在100～200mm以避免上升的气体进入沉淀室;

6) 出气管的直管应该充足以从集气室引出沼气，特别是泡沫的情况。

污水自下而上通过UASB。反应器底部一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。
因水流和气泡的搅动，污泥床之上一个污泥悬浮层。
反应器上部设三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。
UASB 负荷能力很大，适用于高浓度机废水的处理。运行良好的UASB很高的机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。