UASB内的流态和污泥分布

    UASB内的流态相当复杂，反应区内的流态与产量和反应区高度相关，一般来说，反应区下部污泥层内，由于产的结果，部分断面通过的量较多，形成一股上升的流，带动部分混合液(指污泥与水)作向上运动。与此同时，这股、水流周围的介质则向下运动，造成逆向混合，这种流态造成水的短流。在远离这股上升、水流的地方容易形成死角。在这些死角处也具一定的产量，形成污泥和水的缓慢而微弱的混合，所以说在污泥层内形成不同程度的混合区，这些混合区的大小与短流程度关。悬浮层内混合液，由于体币的运动带动液体以较高速度上升和下降，形成较强的混合。在产量较少的情况下，时污泥层与悬浮层明显的界线，而在产量较多的情况下，这个界面不明显。关试验表明，在沉淀区内水流呈推流式，但沉淀区仍然还死区和混合区。

    UASB厌氧反应器规准说明，UASB厌氧反应器具高的容积机负荷率，其主要原因是设备内，别是污泥层内保大量的厌氧污泥。工艺的稳定性和强效性很大程度上取决于生成具优良沉降性能和很高甲烷活性的污泥，尤其是颗粒状污泥。与此相反，如果反应区内的污泥以松散的絮凝状体存在，往往出现污泥上浮流失，使UASB不能在较高的负荷下稳定。

    根据UASB内污泥形成的形态和达到的COD容积负荷，可以将污泥颗粒化过程大致分为三个期:

    (1)接种启动期:从接种污泥开始到污泥床内的COD容积负荷达到5kgCOD/m3.d左右，此期污泥沉降性能一般;

    (2)颗粒污泥形成期:这一期的点是小颗粒污泥开始出现，当污泥床内的总SS量和总VSS量降至zui低时本期即告结束，这一期污泥沉降性能不太好;

    (3)颗粒污泥成熟期:这一期的点是颗粒污泥大量形成，由下为上逐步充满整个UASB。当污泥床容积负荷达到16kgCOD/m3.d以上时，可以认为颗粒污泥已培养成熟。该期污泥沉降性很好。

设置外部沉淀池的好处是:

    (1)污泥回流可加速污泥的积累，缩短启动周期;

    (2)去除悬浮物，改善出水水质;

    (3)当偶尔发生大量漂泥时，提高了可见性，能够及时回收污泥保持工艺的稳定性;

    (4)回流污泥可作进一步分解，可减少剩余污泥量。

“酸化”现象原因及表象

1、酸化的产生
    厌氧消化中非产甲烷菌降解机物的过程可产生大量的VFA和CO2，明显降低系统pH；而产甲烷菌则在利用乙酸、甲酸、氢形成甲烷的过程中消耗机酸和CO2。两者的共同可使反应体系内pH稳定       在一个适宜的范围内，并使废水中COD顺利地降解为甲烷、CO2而去除。
然而，相对于非产甲烷菌而言，产甲烷菌对温度、pH、氧化还原电位(ORP)、碱度及毒物质等均很敏感，各种生态因子的生态幅均较窄，对生态因子的要求更加苛刻。所以当系统中温度、pH、ORP等生态因子或机负荷剧烈变化时，产甲烷菌的活性会受到一定程度抑制，而非产甲烷菌活性所受的影响较小，其产生的VFA不能部被产甲烷菌利用，使得厌氧体系内VFA大量积累，两大类细菌的代谢平衡被破坏。因而温度、pH、ORP、机负荷等条件均导致厌氧酸化现象的产生。此外，沟流问题也常会导致厌氧反应器的酸化现象。当厌氧反应器内污泥粒度过细、密度大、液流分布不均匀时会出现沟流现象，由于活性污泥不能与进水效接触，易造成反应器局部VFA的大量积累，进而导致反应器酸化；而酸化会降低产量、加大污泥黏度、增大反应器“死区”体积，导致沟流问题进一步恶化。
2、酸化的表象

(1)沼产量下降；
(2)沼中甲烷含量降低；
(3)消化液VFA增高；
(4)机物去除率下降；
(5)消化液pH值下降；
(6)碳酸盐碱度与总碱度间差值明显增加；
(7)洗出的颗粒污泥颜色变浅没光泽；
(8)反应器出水产生明显异味；
(9)ORP(氧化还原电位)值上升等；
(10)微生物种群“畸变”或减少。

   UASB厌氧反应器规准说明，UASB厌氧反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼（主要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持利。在污泥层形成的一些体附着在污泥颗粒上，附着和没附着的体向反应器部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器体发射器的底部，引起附着泡的污泥絮体脱。泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没附着的体被收集到反应器部的三相分离器的集室。UASB厌氧反应器中的厌氧反应过程与其他厌氧生物处理工艺一样，包括水解，酸化，产乙酸和产甲烷等。通过不同的微生物参与底物的转化过程而将底物转化为zui终产物——沼、水等机物

厌氧反应器“酸化”恢复措施

1、化学恢复法
1）、投加氢氧化物
    投加NaOH、Ca(OH)2等氢氧化物可效提升反应器pH，实现短期内厌氧体系中pH的恢复。然而投加的氢氧化物如Ca(OH)2大多被碳酸盐所消耗，由于缺乏酸碱缓冲能力，厌氧反应器内pH会出现大幅震荡过程，难以保持稳定，不利于耗氢产乙酸菌及产甲烷菌的活性恢复，部分情况下甚至会导致反应器崩溃；其次，氢氧化物会消耗产甲烷过程中所需的CO2，破坏产甲烷的进行，对产甲烷菌的恢复不利，因此这种方法目前已不常用。
2）、投加NaHCO3
    仅从理论角度讲，NaHCO3的投加能够在不干扰微生物敏感的理化平衡的情况下平稳地将pH调节到理想状态，且不影响CO2的含量，pH的波动相对其他化学也较小；但NaHCO3饱和溶液的pH值仅为8.2，在不考虑NaHCO3随出水流失以及与VFA反应的消耗量，将容积为800m³反应器的pH值从6.0提升到7.0需固体NaHCO3质量为12t，况且将反应器中pH值和VFA都恢复正常并不是一两天的事，需要一定的恢复期，所以可能需要投加NaHCO3。显然，这是一个相当沉重的负担，虽然试验中较好的效果，但在工程实际中，不宜采用NaHCO3。
2、物理恢复法
1）、提高混合程度
    通过增加反应器水力停留时间（HRT），或改进反应器的设计，可提高厌氧反应器混合程度，降低“死区”范围，进而抑制或减少沟流现象。例如，改变ABR导流挡板的角度与安插方向，可促进水流在反应器底部的均匀分布，zui大限度地增加反应器的混合程度。此种方法通常用于预防酸化或对酸化进行辅助恢复。
2）、降低进水浓度
    通过降低进水浓度（通常<2000mg/L），进而降低反应器的机负荷，是实现酸化反应器恢复的常用方法。但单独采用这种方法的恢复效果并不明显，通常要配合碱液投加方法一起使用。例如，采用降低进水浓度同时配合加入一定NaHCO3的方法将酸化反应器的pH从4.5调至7.0，9d后UASB的出水pH从zui初被酸化时的5.4回升到6.5。
3）、处理出水回流
    处理出水回流是厌氧反应器进水负荷的条件下，降低其进水浓度的一种效措施。采用该方法，回流水中产甲烷阶段产生的碱度，可在酸化阶段被充分利用，大幅降低了反应器进水碱度的需求。此外，该方法不会引起反应器内CO2含量的剧烈变化，可以平稳地提升反应器pH；由于回流水温度与反应器温度基本，容易实现反应器温度的恒定；回流水溶解氧较低，不会对反应器内厌氧颗粒污泥产生不良影响，因而恢复效果明显。研究表明：轻度酸化后采用该方法，厌氧反应器pH仅需36h，即可恢复至6.5，因而该方法比较适用于强效厌氧反应器的酸化恢复。
4）、处理出水置换
    处理出水置换是利用储存的反应器出水一次性置换反应器内含高浓度机酸的污水。由于反应器正常出水中较高的碱度，在换水的同时相当于加入大量的碱，因而该方法既不需要额外的投资(加碱的)，也不需要考虑加碱量，是一种较的恢复办法。研究显示，采用该方法仅8d，反应器出水pH就可以从酸化时的5.35回升到6.58，体产量上升，出水中挥发酸含量恢复到反应器正常水平。
3、生物恢复法
1）、加颗粒污泥
    投加新鲜、成熟的颗粒污泥可以快速补充反应器中微生物数量，降低污染负荷，因而是一种时间短、效果好的酸化恢复方法。然而，由于缺乏必要的厌氧颗粒物污泥活性保持技术的，颗粒污泥投加常伴随高昂的成本，因而该方法目前多局限于实验研究。随着厌氧颗粒污泥活性快速恢复及活性激活技术的逐渐发展及推广，该技术望在实际工程中得到。
2）、投加关键微生物种群
    厌氧反应器的过渡酸化直接来源于产氢产乙酸菌法及时降解VFA而导致VFA积累，因而通过采取一定的工程措施，使厌氧消化系统中的产氢产乙酸获得生长，提高VFA转化为乙酸的效率，使后续的产甲烷菌群获得更多可直接利用的营养底物，将助于加快厌氧消化链反应的恢复。

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