UASB的原理          

UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket），也叫上流式厌氧污泥床反应器，主要是利用反应器中的厌氧污泥的新陈代谢功能，对污水中的COD进行有效地降解。由于反应器中保有的污泥浓度非常高，有些甚至能够达到50g/L，因此可以大大提高COD处理负荷，成为现代高效厌氧反应器。

左图是典型的UASB反应器示意图。一般来说，污水通过池底的布水器均匀地在池断面上分开并向上流。污水在通过污泥床时和污泥充分混合，污水中的COD在这个阶段被大量的去除。污水通过污泥床后，挟带着浮渣和沼气一起往上走，经过气液固三相分离器，把水、浮渣和沼气三相分开。三相分离后的污水通过出水管排出，浮渣则回落到污泥床中，沼气则被集中起来进入沼气利用系统。

UASB反应器最重要的设备是三相分离器。这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的消化区和上部的沉淀区。废水尽可能均匀被引入反应器的底部，通过污泥床并经过分离器缝隙进入沉淀区。

UASB反应器一个重要的设计参数是水力停留时间或负荷。一旦所需的停留时间或负荷确定，反应器的体积可以很容易计算。另一个设计参数是确定反应器的高度。选择适当的反应器的高度的原则是运行上的要求和经济上的考虑。土石方工程费用随着反应器的高度(或深度)的增加而增加，但是占地面积则相反会减少。最经济的UASB反应器的高度(深度)一般是在4-6米之间，并且在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。

有两种基本几何形状的UASB反应器：矩形和圆形。园形反应器具有结构较稳定的优点，但是建造园形反应器的三相分离器要比矩形或方形反应器的要复杂得多。由于这种原因，小的反应器可以建造成园形的，而大的反应器经常建成矩形的或方形的。当建造多个反应器时矩形池有其优越性，因为不同的单元可以共用池壁。

 

 

UASB的构成

UASB反应器中的三相分离器是UASB反应器最有特点和最重要的装置。它同时具有四个功能：

¨        它能收集从液相逸出的沼气；

¨        它使得在分离器之上的的悬浮物沉淀下来；

¨        它帮助保持低的出水TSS浓度；

¨        它在分离器上面容纳暂时高的水力负荷引起的污泥膨胀。

这样三相分离器起到在分离UASB反应器内存在的三相；沼气(G)、液相(L)和固体(S)。对于恰当运行的GLS分离器，在消化区形成的沼气不应该到达沉淀区。如其上升到达表面将引起出水混浊，减少沉淀效率，并且损失了所产生的沼气和污泥。

为了在UASB反应器底部获得进水均匀的分布，必须采用将进水分配到多个进水点的分配装置（布水器）。

为了保证可以有效的获得均匀的进水分布，布水器的设计必须满足：

¨        它必须保证每一个进水点的流量与总流量应该分配到该点的流量相同;

¨        最终进水管的堵塞必须很容易被观察；

¨        当堵塞被发现后，必须很容易被清除。

适当设计的布水器对于一个运转良好的UASB来说是至关重要的。有很多运转不善的UASB反应器是由于设计不良的布水器所造成的例子。

出水堰应该在UASB反应器的顶部尽可能均匀地收集处理过的废水。大部分的UASB反应器设有一种在重力沉淀池的传统装置，即水平汇水槽在一定距离间隔设有三角堰。建议出水槽设置浮渣挡板，以截留飘浮的固体。漂浮层中的部分物质包含活的厌氧活性污泥，其由于含有未释放沼气气泡而上升到水面。当气泡在水表面最终释放后，这些污泥将回到反应器的消化区。

一般来讲随着反应器内污泥浓度的增加，出水水质会得到改善。但是很明显污泥床超过一定高度，系统保持SS能力将耗尽。在达到这个最大值之后产生的污泥将随出水一起冲出反应器。因此存在这种过剩的污泥将引起出水水质明显降低。因此，当反应器内的污泥床达到某一预定最大高度之后建议定期排泥。原则上有两种污泥排放方法：

²       从所希望的高程直接排放。

²       或采用泵将污泥从反应器的三相分离器的开口处泵出。

气体收集装置应该首先能够可靠的取出积累在气室中产生的沼气，同时保持正常的气液界面。气体管径应该足够大以避免由于气体中的固体(泡沫)进入管道产生的堵塞。

 

UASB的技术评价

¨        升流式厌氧污泥床内污泥浓度高,平均污泥浓度20-40gVSS/L；

¨        有机负荷高，水力停留时间短，中温发酵时容积负荷一般为5-10kgCOD/m³.d左右，最高达15-40 kgCOD/m³.d；

¨        该单元可间歇性运行(最长达12-19个月停止运转)对厌氧菌不会有不良影响。同时,只需1-3天便可回复正常操作；

¨        该单元设有三相分离器，一般不另设沉淀池，而让被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，也不另设污泥回流设备；

¨        无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生沼气上升流动使污泥床的污泥处于悬浮状态。

¨        具有节能（约为好氧的20%），剩余污泥量少（为活性污泥法的10-20%）的特点；

¨        存在着丰富的厌氧及兼性菌群，在适宜的条件下，可降解简单有机物，还可将复杂难降解有机物转化为简单有机物，为后续好氧处理单元降降解有机物创造了条件；

¨        进水中悬浮物不宜太高，一般控制在1000mg/L以下。悬浮物浓度过高会磨损已形成的颗粒污泥，对污泥颗粒化不利，污水中惰性物质虽能使污泥密度增加，对沉淀有利，但它沉于污泥层底部，会减少反应区的有效容积和引起阻塞；更重要的技术关键是培养出沉淀性能好，活性高的颗粒化污泥（由于颗粒污泥受很多因素影响）培养比较困难,在形成颗粒化污泥之前运行不稳定。

¨        由于反应区下部污泥层内产气的结果，部分断面通气较多，开成一股上升气流，带动部分混合液（水与污泥）作向上运动，而其周围的介质向下运动，造成逆向混合，这种流态形成水的短流，影响处理能力；

¨        污染物的去除率受进水浓度和处理水的温度及水力停留时间的影响。