UASB厌氧器（钢制定型设备）

◆设置目的：

UASB厌氧池容积负荷高、运行成本低（无需供氧设备，耗电省），是高浓度有机废水的有效处理方法，是目前广泛采用的厌氧反应器，厌氧工艺选用上流式厌氧污泥技术；内设三相分离器，有效地使沼气、污泥和废水分离；UASB厌氧池具有很高的MLSS浓度，反应池自上而下依次分为污泥床层、悬浮层、澄清层。废水中的有机污染物在厌氧条件下，经微生物分解转化为甲烷、二氧化碳等。厌氧反应的适宜温度为35℃左右。

◆设计特点：

UASB厌氧反应器设计为地上式钢制设备。

1.厌氧处理设备—UASB反应器

2. UASB反应器基本构造

UASB反应器的基本构造主要由：① 污泥床；② 污泥悬浮层；③ 沉淀区；④ 三相分离器等组成。各组成部分的功能特点分别叙述如下：

① 污泥床

污泥床位于整个UASB反应器的底部，污泥床内具有很高的污泥生物量，其污泥浓度（MLSS）一般为40000-80000mg/L，甚至可达150000mg/L。污泥床中的污泥由活性生物量（或细菌）占70-80%以上的高度发展的颗粒污泥组成，正常运行的UASB中的颗粒污泥的粒径一般在0.5-5mm，具有优良的沉降性能，其沉降速度一般为1.2-1.4cm/s，其典型的污泥容积指数（SVI）为10-20mg/L。颗粒污泥中的生物相组成比较复杂，主要为杆菌、球菌和粒状菌等。

污泥床的容积一般占整个UASB反应器容积的30%左右，但它对UASB反应器的整体处理效率起着极为重要的作用，它对反应器中有机物的降解量一般可占到整个反应器全部降解量的70-90%。污泥床对有机物的如此有效的降解作用，使得在污泥床内产生大量的沼气，微小的沼气气泡经过不断的积累、合并而逐渐形成较大的气泡，并通过其上升的作用而将整个污泥床层得到良好的混合。

② 污泥悬浮层

污泥悬浮层位于污泥床的上部。它占据整个UASB反应器容积的70%左右，其中的污泥浓度要低于污泥床，通常为15000-30000mg/L，由高度絮凝的污泥组成，一般为非颗粒状污泥，其沉速明显小于颗粒污泥的沉速，污泥容积指数一般在30-40mg/L之间，靠来自污泥床中上升的气泡使此层污泥得到良好的混合。污泥悬浮层中絮凝污泥的浓度呈自下而上逐渐减小的分布状态。这一层污泥担负着整个UASB反应器有机物降解量的10%-30%。

③ 沉淀区

沉淀区位于UASB反应器的顶部，其作用是使得由于水流的夹带作用而随上升水流进入出水区的固体颗粒（主要是污泥悬浮层中的絮凝性污泥）在沉淀区沉淀下来，并沿沉淀区底部的斜壁滑下而重新回到反应区内（包括污泥颗粒和污泥悬浮层），以保证反应器中污泥不致流失，同时保证污泥床中污泥的浓度。沉淀区的另一个作用是，可以通过合理调整沉淀区的水位高度来保证整个反应器集气室的有效空间高度，防止集气空间被破坏。

④ 三相分离器

三相分离器的主要作用是将气体（反应过程中产生的沼气）、固体（反应器中的污泥）和液体（被处理的废水）等三相加以分离，将沼气引入集气室，将处理水引入出水区，将固体颗粒导入反应区。它由气体收集器和折流档板等组成。三相分离器是UASB反应器的主要特点之一，它的合理设计是确保UASB正常运行的关键技术。

3. UASB反应器的工作原理

待处理废水首先被引入UASB反应器的底部，水流按一定的流速向上流经污泥床、污泥悬浮层至三相分离器及沉淀区，UASB反应器中的水流呈推流形式，进水与污泥床及污泥悬浮层中的微生物充分混合接触并进行厌氧分解，并产生大量沼气，沼气在上升过程中将污泥颗粒托起，污泥床明显膨胀，随着反应器产气量的不断增加，由气泡上升所产生的搅拌作用变得日趋剧烈，从而降低了污泥中夹带气泡的阻力，气体便从污泥床中突发性地逸出，引起污泥床表面呈沸腾和流化状态。反应器中沉淀性能较差的絮状污泥在气体的搅拌作用下，在反应器上部形成污泥悬浮层，沉淀性能良好的颗粒状污泥则处于反应器的下部形成高浓度的污泥床，随着水流的上升流动，气、水、泥三相混合液上升至三相分离器中，气体遇到反射式档板后折向集气室而有效地分离排出；污泥和水进入上部的静止沉淀区，在重力的作用下泥水分离，污泥回落至污泥层，上清液则排入后续处理设施。

4. 有机物厌氧分解生成甲烷的过程

注：⑴ 水解—发酵（酸化）细菌，它们将复杂的聚合底物水解成各种有机酸、乙醇、糖类、氢和二氧化碳。

⑵、⑶ 乙酸化细菌和同型产乙酸菌，它们将步水解发酵的产物转化为氢、乙酸和二氧化碳。

⑷、⑸分别为利用H2和CO2的产甲烷菌和分解乙酸的产甲烷菌，它  们将简单的底物，如乙酸、甲醇和一氧化碳+H2转化为甲烷。

◆设计说明：

厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水COD浓度可达数万mg/l，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水、啤酒废水、淀粉废水、化工废水等。

     厌氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高，一般为5－10kgCOD/m3.d，的可达30-50kgCOD/m3.d；剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。

在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器，发展十分迅速。

     而升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下简称UASB）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。

UASB反应器的基本构造主要包括以下几部分：污泥床、污泥悬浮层、布水器、三相分离器。

    UASB反应器在运行过程中，废水通过进水配水系统以一定的流速自反应器的底部进入反应器，水流依次流经污泥床、污泥悬浮层至三相分离器。UASB反应器中水流呈推流形式，进水与污泥床及污泥悬浮层中的微生物充分混合接触并进行厌氧分解，厌氧分解过程中产生的沼气在上升过程中将污泥颗粒托起，由于大量气泡的产生，引进污泥床的膨胀，反应器中产生的微小的沼气泡在上升过程中相互结合而逐渐变成较大的气泡，将污泥颗粒向反应器的上部携带，最后由于气泡的破裂，绝大部分污泥颗粒又返回污泥床区。随着反应器产气量的不断增加，由于气泡上升所产生和搅拌作用日趋激烈，气体便从污泥床内突发的逸出，引起污泥床表面呈沸腾和流化状态。发应器中沉淀性能较差的絮体状污泥则在气体的搅拌作用下，在反应器上部形成悬浮层；沉降性能良好的颗粒状污泥则处于反应器的下部形成高浓度的污泥床。随着水流的上升流动，气、水、泥三相混合液上升至三相分离器中，气体遇到挡板后折向集气室而被有效的分离排出；污泥和水进入上部的沉淀区，在重力作用下泥水发生分离。由于三相分离器的作用，使得反应器混合液中的污泥有一个良好的沉淀、分离和再絮凝的环境，有利于提高污泥的沉降性能。在一定的水力负荷条件下，绝大部分污泥能在反应器中保持很长的停留时间，使反应器中有足够的污泥量。

UASB的主要优点是：

A、A、UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为50－60gVSS/1；

B、有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为6-7kgCOD/m3.d左右； 

C、无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；

D、污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；

E、UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内。

注：本项目因处理量小，在UASB反应器产生的沼气也不多，故不采取收集使用