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 （主要是 和 ）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。

UASB的主要优点是:

    1、UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20-40gVSS/1;

    2、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10kgCOD/m3.d左右;

    3、无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的 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;

    4、污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题;

    5、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，通常可以不设污泥回流设备。

    UASB工艺近年来在国内外发展很快，应用面很宽，在各个行业都有应用，生产性规模不等。实践证明，它是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺，既解决了环境污染问题，又能取得较好的经济效益，具有广阔的应用前景。

    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 （主要是 和 ）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。

    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 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 终产物—— 、水等无机物

在厌氧消化反应过程中参与反应的厌氧微生物主要有以下几种：

   ① 解—发酵(酸化)细菌，它们将复杂结构的底物水解发酵成各种有机酸，乙醇，糖类，氢和 ；

    ② 乙酸化细菌，它们将 步水解发酵的产物转化为氢、乙酸和 ；

    ③ 产 菌，它们将简单的底物如乙酸、 和 、氢等转化为 。

UASB的设计

    UASB的工艺设计主要是计算UASB的容积、产气量、剩余污泥量、营养需求的平衡量。UASB的池形状有圆形、方形、矩形。污泥床高度一般为3-8m，多用钢筋混凝土建造。当污水有机物浓度比较高时，需要的沉淀区与反应区的容积比值小，反应区的面积可采用与沉淀区相同的面积和池形。当污水有机物浓度低时，需要的沉淀面积大，为了保证反应区的一定高度，反应区的面积不能太大时，则可采用反应区的面积小于沉淀区，即污泥床上部面积大于下部的池形。

    气液固三相分离器是UASB的重要组成部分，它对污泥床的正常运行和获良好的出水水质起十分重要的作用，因此设计时应给予特别的重视。根据经验，三相分离器应满足以下几点要求:

    1、混和液进入沉淀区之关，必须将其中的气泡予以脱出，防止气泡进入沉淀区影响沉淀;

    2、沉淀器斜壁角度约可大于45度角;

    3、沉淀区的表面水力负荷应在0.7m3/m2.h以下，进入沉淀区前，通过沉淀槽低缝的流速不大于2m/m2.h;

    4、处于集气器的液一气界面上的污泥要很好地使之浸没于水中;

    5、应防止集气器内产生大量泡沫。

    第2、3两个条件可以通过适当选择沉淀器的深度-面积比来加以满足。

    对于低浓度污水，主要用限制表面水力负荷来控制;对于中等浓度和高浓度污水，在极高负荷下，单位横截面上释放的气体体积可能成为一个临界指标。但是直到现在国内外所取得的成果表明，只要负荷率不超过20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未见到有大于10m的报道，第三代厌氧反应器除外。

    污泥与液体的分离基于污泥絮凝、沉淀和过滤作用。所以在运行操作过程中，应该尽可能创造污泥能够形成絮凝沉降的水力条件，使污泥具有良好的絮凝、沉淀性能，不仅对于分离器的工作是具有重要意义，对于整个有机物去除率更加至关重要。特别要注意避免气泡进入沉淀区，要使固--液进入沉淀区之前就与气泡很好分离。在气--液表面上形成浮渣能迫使一些气泡进入沉淀区，所以在设计中必须事先就考虑到:

    (1)采用适当的技术措施，尽可能避免浮渣的形成条件，防范浮渣层的形成;

    (2)必须要有冲散浮渣的设施或装置，在污泥反应区一旦出现浮渣的情况下，能够及时破坏浮渣层的形成，或能够及时排除浮渣。

    如上所述，UASB中污水与污泥的混合是靠上升的水流和发酵过程中产生的气泡来完成的。因此，一般采用多点进水，使进水均匀地分布在床断面上，其中的关键是要均匀--匀速、匀量。

    UASB容积的计算一般按有机物容积负荷或水力停留时间进行。设计时可通过试验决定参数或参考同类废水的设计和运行参数。

UASB的启动

1、污泥的驯化

    UASB设备启动的难点是获得大量沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。加以驯化，一般需要3-6个月，如果靠设备自身积累，投产期 长可长达1-2年。实践表明，投加少量的载体，有利于厌氧菌的附着，促进初期颗粒污泥的形成;比重大的絮状污泥比轻的易于颗粒化;比 活性高的厌氧污泥可缩短启动期。

2、启动操作要点

    (1)应一次投加足够量的接种污泥;

    (2)启动初期从污泥床流出的污泥可以不予回流，以使特别轻的和细碎污泥跟悬浮物连续地从污泥床排出体外，使较重的活性污泥在床内积累，并促进其增殖逐步达到颗粒化;

    (3)启动开始废水COD浓度较低时，未必就能让污泥颗粒化速度加快;

    (4) 初污泥负荷率一般在0.1-0.2kgCOD/kgTSS.d左右比较合适;

    (5)污水中原来存在的和厌氧分解出来的多种挥发酸未能有效分解之前，不应随意提高有机容积负荷，这需要跟踪观察和水样化验;

    (6)可降解的COD去除率达到70-80%左右时，可以逐步增加有机容积负荷率;

    (7)为促进污泥颗粒化，反应区内的 小空塔速度不可低于1m/d，采用较高的表面水力负荷有利于小颗粒污泥与污泥絮凝分开，使小颗粒污泥凝并为大颗粒。

分离装置

三相分离器是UASB厌氧反应器 有特点和 重要的装置。它同时具有两个功能：

1) 能收集从分离器下的反应室产生的 ;

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全部面积的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，当处理污水有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保证从集气室引出 ，特别是有泡沫的情况。

UASB厌氧反应器优势：

    废水厌氧生物技术由于其巨大的处理能力和潜在的应用前景，一直是水处理技术研究的热点。从传统的厌氧接触工艺发展到现今广泛流行的UASB工艺，废水厌氧处理技术已日趋成熟。随着生产发展与资源、能耗、占地等因素间矛盾的进一步突出，现有的厌氧工艺又面临着严峻的挑战，尤其是如何处理生产发展带来的大量高浓度有机废水，使得研发技术经济更优化的厌氧工艺非常必要。内循环厌氧处理技术（以下简称IC厌氧技术）就是在这一背景下产生的 处理技术，它是20世纪80年代中期由荷兰PAQUES公司研发成功，并推入国际废水处理工程市场，目前已成功应用于土豆加工、啤酒、食品和柠檬酸等废水处理中。实践证明，该技术去除有机物的能力远远超过普通厌氧处理技术（如UASB），而且IC反应器容积小、投资少、占地省、运行稳定，是一种值得推广的 厌氧处理技术。

    升流式厌氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed，简称UASB)，是由荷兰的Lettinga教授等在20世纪70年 代时开发的 厌氧生物反应器，其结构如左图 所示。反应器工作时，污水经过均匀布水 进人反应器底部，污水自下而上地通过厌氧污泥床反应器。

原理

    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 (主要是 和 )引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。置于 集气室单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止 气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的絮动，会阻碍颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。

UASB厌氧反应器运行有三个重要的前提：

    ①反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥；

    ②产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用；

    ③设计合理的三相分离器，能使沉淀性能良好的污泥保留在反应器内。良好的颗粒污泥床的形成，使得有机负荷和去除率髙，不需要搅拌，能适应负荷冲击和温度与pH值的变化。

UASB厌氧反应器具有如下的主要特点：

   ① 污泥的颗粒化使反应器内的平均浓度达50 gVSS/L以上，污泥龄一般为30天以上；

   ② 反应器的水力停留吋间相应较短；

   ③ 反应器具有很髙的容积负荷；

   ④ 不仅适合于处理髙、中浓度的有机工业废水，也适合于处理低浓度的城市污水；

   ⑤ UASB厌氧反应器集生物反应和沉淀分离于一体，结构紧凑；

   ⑥ 无滞设置填料，节省了费用，提髙了容积利用率；

   ⑦ 一般也无需设置搅拌设备，上升水流和 产生的上升气流起到搅拌作用；

   ⑧ 构造简单，操作运行方便。

     山东明基环保设备有限公司，是山东省重点高新技术企业。 资金1000万元。专业从事地埋式一体化污水处理设备、厌氧塔、气浮机、压滤机、加药装置、固液分离机、玻璃钢设备、二氧化氯发生器、脱硫脱硝脱汞一体化设备、布袋除尘设备、除异味、VOC治理、降噪设备等各种污水处理设备、废气处理设备的生产、研发、销售。 

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