UASB厭氧反應(yīng)器

升流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed，簡(jiǎn)稱UASB)，是由荷蘭的Lettinga教授等在20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)的高效厭氧生物反應(yīng)器。 

UASB反應(yīng)器具有如下的主要特點(diǎn)：
　　① 污泥的顆粒化使反應(yīng)器內(nèi)的平均濃度達(dá)50 gVSS/L以上，污泥齡一般為30天以上；
　　② 反應(yīng)器的水力停留吋間相應(yīng)較短；
　　③ 反應(yīng)器具有很髙的容積負(fù)荷；
　　④ 不僅適合于處理髙、中濃度的有機(jī)工業(yè)廢水，也適合于處理低濃度的城市污水；
　　⑤ UASB反應(yīng)器集生物反應(yīng)和沉淀分離于一體，結(jié)構(gòu)緊湊；
　　⑥ 無(wú)滯設(shè)置填料，節(jié)省了費(fèi)用，提髙了容積利用率；
　　⑦ 一般也無(wú)需設(shè)置攪拌設(shè)備，上升水流和沼氣產(chǎn)生的上升氣流起到攪拌作用；
　　⑧ 構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作運(yùn)行方便。

UASB厭氧反應(yīng)器結(jié)構(gòu)：

UASB厭氧反應(yīng)器，集生物反應(yīng)器與沉淀池于一體，是一種結(jié)構(gòu)緊湊的厭氧反應(yīng)器，主要組成部分包括：進(jìn)水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、出水系統(tǒng)、氣室、浮渣收集系 統(tǒng)、排泥系統(tǒng)等。

1. 進(jìn)水配水系統(tǒng)

進(jìn)水配水系統(tǒng)設(shè)在反應(yīng)器的底部，其功能主要有兩個(gè)方面：①將廢水均勻地分配到整 個(gè)反應(yīng)器的底部；②具有一定的水力攪拌作用，一個(gè)有效的進(jìn)水配水系統(tǒng)是保證UASB反 應(yīng)器髙效運(yùn)行的關(guān)鍵之一。

2.反應(yīng)區(qū)

反應(yīng)區(qū)是UASB反應(yīng)器中生化反應(yīng)發(fā)生的主要場(chǎng)所，又分為污泥床[X:和污泥懸浮區(qū)， 其中的污泥床區(qū)主要集中了大部分高活性的顆粒污泥，是有機(jī)物的主要降解場(chǎng)所；而污泥懸 浮區(qū)則是絮狀污泥集中的區(qū)域。
　　① 污泥床

污泥床位于整個(gè)UASB反應(yīng)器的底部；污泥床內(nèi)具有很高的污泥生物量，其污泥濃度 (MLSS)~■般為40?80 g/L。污泥床中的污泥由活性生物量（或細(xì)歯）占70%?80%以上 的顆粒污泥組成，正常運(yùn)行的UASB屮的顆粒污泥的粒徑一般在0.5?5.0 mm之間，具有 優(yōu)良的沉降性能，其沉降速度一般為1.2?1.4 cm/s，其典型的污泥容積指數(shù)（SVI)為10? 20 mL/g;顆粒污泥中的生物相組成比較復(fù)雜，主要是桿菌、球菌和絲狀菌等。污泥床的容 積一般占整個(gè)UASB反應(yīng)器容積的30%左右，但它對(duì)UASB反應(yīng)器的整體處理效率起著 極為重要的作用，對(duì)反應(yīng)器中有機(jī)物的降解量占到整個(gè)反應(yīng)器全部降解址的70%?90%。
　　② 污泥懸浮層
　　污泥懸浮層位于污泥床的上部，它占整個(gè)UASB反應(yīng)器容積的70%左右；其中的污泥 濃度要低于污泥床·通常為15?30 g/L,由髙度絮凝的污泥組成，一般為非顆粒狀污泥，其 沉降速度要明敁小于顆粒污泥的沉降速度，污泥容積指數(shù)一般在30?40 mL/g之間，靠來(lái) 自污泥床屮上升的氣泡使此層污泥得到良好的混合。污泥懸浮層中絮凝污泥的濃度呈自卜* 而上逐漸減小的分布狀態(tài)，這一層污泥擔(dān)負(fù)著整個(gè)UASB反應(yīng)器冇機(jī)物降解tt的10% ?30%o
　　③ 沉淀區(qū)

沉淀區(qū)位于UASB反應(yīng)器的頂部，其作用是使由于水流的夾帶作用而隨上升水流進(jìn)入 出水區(qū)的固體顆粒（主要是污泥懸浮層中的絮凝性污泥）在沉淀區(qū)沉淀下來(lái)，并沿沉淀區(qū)底 部的斜壁滑下而茁新回到反應(yīng)區(qū)內(nèi)（包括污泥床和污泥懸浮層），以保證反應(yīng)器中污泥不致 流失而同時(shí)保證污泥床中污泥的濃度。沉淀區(qū)的另一個(gè)作用是可以通過(guò)合理調(diào)整沉淀區(qū)的 水位髙度來(lái)保證整個(gè)反應(yīng)器集氣室的有效空間髙度而防止集氣空間的破壞。

3.三相分離器

三相分離器是UASB反應(yīng)器中的重要設(shè)備，一般設(shè)置在沉淀區(qū)的下部，但有時(shí)也可將 其沒(méi)在反應(yīng)器的頂部，由沉淀區(qū)、回流縫和氣室組成。三相分離器的主要作用是將氣體（反 應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣）、固體（反應(yīng)器中的污泥）和液體（被處理的廢水）等三相加以分離。為 保證UASB正常工作，除需培養(yǎng)髙沉降性、髙活性的顆粒污泥外，三相分離器分離效果的好 壞也是決定UASB成功的關(guān)鍵。其功能是將沼氣引人集氣室，將處理出水引入出水區(qū)，將 固體顆粒導(dǎo)入反應(yīng)區(qū)。由于厭氧工藝生物體的增殖速度慢，加上厭氧反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體， 如果三相分離器分離效果不佳，將導(dǎo)致大M污泥隨出水帶走，使反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度降低，最終導(dǎo)致整個(gè)UASB反應(yīng)器崩潰。具有三相分離器也是UASB反應(yīng)器污水厭氧處理工藝的 主要特點(diǎn)之一，它相當(dāng)于傳統(tǒng)污水處理工藝中的二次沉淀池，并同時(shí)具有污泥回流的功能。 因而三相分離器的合理設(shè)計(jì)是保證苒正常運(yùn)行的一個(gè)重要內(nèi)容。

4.出水系統(tǒng)

出水系統(tǒng)的主要作用是將經(jīng)過(guò)沉淀區(qū)后的出水均勻收集，并排出反應(yīng)器。

5.集氣室

集氣室也稱集氣罩，是三相分離器的組成部分，其主要作用是收集厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的 沼氣。

6.浮渣收集系統(tǒng)

浮渣收集系統(tǒng)的主要功能是清除沉淀區(qū)液面和氣室液面的浮渣。

7.排泥系統(tǒng)

排泥系統(tǒng)的主要功能是均勻地排除反應(yīng)器內(nèi)的剩余污泥。

UASB反應(yīng)器運(yùn)行有三個(gè)重要的前提：

①反應(yīng)器內(nèi)形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥；

②產(chǎn)氣和進(jìn)水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌作用；

③設(shè)計(jì)合理的三相分離器，能使沉淀性能良好的污泥保留在反應(yīng)器內(nèi)。良好的顆粒污泥床的形成，使得有機(jī)負(fù)荷和去除率髙，不需要攪拌，能適應(yīng)負(fù)荷沖擊和溫度與pH值的變化。