UASB厭氧反應器既適用于進水BOD上限濃度可達數(shù)萬mg/l高濃度有機廢水，也適用于普通的城市生活污水等，也稱為uasb厭氧塔。其主要工作原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮體的基礎上，結(jié)合在反應器內(nèi)設置污泥沉淀系統(tǒng)使氣、液、固三相得到分離。

一、設備構(gòu)造   

UASB厭氧反應器是由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。

UASB厭氧反應器在底部反應區(qū)內(nèi)留存大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的氣泡，污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室，沼氣用導管導出，固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼沿著斜壁滑回厭氧反應區(qū)內(nèi)，使反應區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

UASB反應器的基本特征是不用吸附載體，就能形成沉降性能良好的粒狀污泥，保持反應器內(nèi)高濃度的微生物，因而可以承受較高的COD負荷(可高達30~50kgCOD/(m3·d)以上)，COD去除率可達90%以上。而好氧生物處理中，的好氧純生物流化床。深井曝氣等工藝COD負荷也只有10kgCOD/(m3·d)左右，COD去除率為70%~80%。

二、UASB厭氧反應器特點

與其他厭氧生物反應器相比，UASB的特點如下。

1、構(gòu)造簡單巧妙：

沉淀區(qū)設在反應器的頂部，廢水由反應器底部進入，向上流過污泥床區(qū)與大量的厭氧細菌接觸，廢水中的有機物被厭氧菌分解成沼氣(主要成分為CH4和CO2)，廢水在升流的過程中夾帶著沼氣和厭氧菌固體物。沼氣在氣室區(qū)進行固液分離，處理過的凈化水由反應器頂部排走，廢水完成了處理的全過程。沉淀區(qū)的大部分污泥可返回污泥床區(qū)，可使反應器內(nèi)保持足夠的生物量。由此可知，整個上半時集生物反應與沉淀于一體，反應器內(nèi)不設機械攪拌，不裝填料，構(gòu)造較為簡單，運行管理方便。

2、反應器內(nèi)可培養(yǎng)出厭氧顆粒污泥：

UASB反應器在處理大多數(shù)有機廢水時，只要操作方法正確，一般均可在反應器內(nèi)培養(yǎng)出厭氧顆粒污泥，厭氧顆粒污泥的特性是有很高的去除有機物活性，密度比絮體污泥大，具有良好的沉淀性能，時反應器內(nèi)可維持很高的生物量。

3、實現(xiàn)了污泥泥齡(SRT)與水力停留時間(HRT)的分離：

由于在反應器內(nèi)能維持很高的生物量，污泥泥齡很長，廢水在反應器內(nèi)的HRT較短，時SRT大于HRT，因而反應器具有很高的容積負荷率和很好的運行穩(wěn)定性，這是現(xiàn)代厭氧反應器與傳統(tǒng)厭氧反應器的區(qū)別。

4、UASB反應器對各類廢水有很大的適應性：

UASB反應器不僅可以出來高濃度有機廢水，如酒精、糖蜜、檸檬酸等生產(chǎn)廢水，也可以出來中等濃度有機廢水，如啤酒、屠宰、軟飲料等生產(chǎn)廢水，并且可以出來低濃度有機廢水，如生活污水、城市污水等。UASB反應器可在高溫(55攝氏度)和中溫(35攝氏度左右)下運行，并可在低溫(20攝氏度左右)下穩(wěn)定運行。除了含有有毒有害物質(zhì)的有機廢水外，UASB反應器幾乎可適應不同行業(yè)排出的各類有機廢水。

5、能耗低，產(chǎn)泥量少：

由于UASB反應器不需要供氧，不需要攪拌，不需要加溫，在實現(xiàn)高效能的同時，達到了低能耗，并可提供大量的生物能沼氣，因此，UASB反應器是一種產(chǎn)能型的廢水處理設備。由于SRT很長，不僅產(chǎn)生的污泥時穩(wěn)定的，而且產(chǎn)泥量很少，從而降低了污泥處理費用。

6、不能去除廢水中的氮和磷：

UASB反應器與其他厭氧處理設備一樣，其不足之處是不能去除廢水中的氮和磷。這是由厭氧生化反應的本質(zhì)決定的。在處理高、中等濃度廢水時，采用厭氧-好氧串聯(lián)工藝，即用UASB反應器去除廢水中大部分含碳有機物作為預處理，而采用好氧處理設備去除殘余的含碳有機物和氮、磷等物質(zhì)，這是的廢水處理工藝選擇，具有很大的節(jié)能意義，并可以大大節(jié)省基建投資，降低運行成本。因而，有著很好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

三、關于三相分離器    

在UASB反應器中的三相分離器(GLS)是UASB反應器特點和最重要的裝置。它同時具有兩個功能：

1、能收集從分離器下的反應室產(chǎn)生的沼氣；

2、使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來。

對上述兩種功能均要求三相分離器的設計避免沼氣氣泡上升到沉淀區(qū)，如其上升到表面將引起出水混濁、降低沉淀效率，并且損失了所產(chǎn)生的沼氣。設計三相分離器的原則是：

1、間隙和出水面的截而積比影響到進入沉淀區(qū)和保持在污泥相中的絮體的沉淀速度。

2、分離器相對于出水液面的位置確定反應區(qū)(下部)和沉淀區(qū)(上部)的比例。在多數(shù)UASB反應器中內(nèi)部沉淀區(qū)是總體積的15％—20％。

3、三相分離器的傾角這個角度要使固體可滑回到反應器的反應區(qū)，在實際中是在45～60℃之間。這個角度也確定了三相分離器的高度，從而確定了所需的材料。

4、分離器下氣液界面的面積確定了沼氣的釋放速率。適當?shù)尼尫怕蚀蠹s是1～3m3/（m2·h）。速率低有形成浮渣層的趨勢，非常高導致形成氣沫層，兩者都導致堵塞釋放管。

對于低濃度污水處，當水力負荷是限制性設計參數(shù)時，在三相分離器縫隙處保持大的過流面積，使得的上升流速在這一過水斷面上盡可能的低是十分重要的。原則上只有出水截面的面積(而不是縫隙面積)才是決定保持在反應器中最小沉速絮體的關鍵。

四、進水和配水系統(tǒng)的要求    

進水系統(tǒng)兼有配水和水力攪拌的功能，為了保證這兩個功能的實現(xiàn)，需要滿足如下原則：

1、進水裝置的設計使分配到各點的流量相同，確保單位面積的進水量基本相同，防止發(fā)生短路等現(xiàn)象；

2、很容易觀察進水管的堵塞，當堵塞發(fā)現(xiàn)后、必須很容易被清除。

3、應盡可能的(雖然不是必須的)滿足污泥床水力攪拌的需要，保證進水有機物與污泥迅速混合，防止局部產(chǎn)生酸化現(xiàn)象。

為確保進水等量地分布在池底，每個進水管僅與—個進水點相連接是狀態(tài)，只要保證每根配水管流量相等，即可取得均勻布水的要求；因此有必要采用特殊的布水分配裝置，以保證一根配水管只服務一個配水點，為了保證每一個進水點達到應得的進水流量，建議采用高于反應器的水箱式(或渠道式)進水分配系統(tǒng)。圖1—1給出了一種連續(xù)流的布水器形式，這種敞開的布水器的—個好處是可以容易用肉眼觀察堵塞情況。對高濃度廢水由于水力負荷較低，采用脈沖式進水分配裝置是一種較好的選擇。

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