厌氧反应器

UASB厌氧反应器同时具备厌氧过滤和厌氧活性污泥法的双重特征，是一种能够把污水中的污染物转化为沼气这类再生清洁能源的技术装备。它对于含固量不同的污水有较强的适应能力，结构相对简单，运行操作与维护管理也较为便捷，整体造价较低，技术已经比较成熟，因此在污水处理领域逐步受到重视，并获得了较广泛的应用。

设备简介与运行过程

在UASB厌氧反应器中，废水尽量均匀地进入反应器底部，然后向上流经包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水与污泥颗粒接触的过程中。在厌氧状态下产生的沼气，主要成分是甲烷和二氧化碳，会引发内部循环，这对颗粒污泥的形成和维持是有利的。污泥层中形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和未附着的气体一起向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，使附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后，污泥颗粒沉淀到污泥床表面，附着和未附着的气体则被收集到反应器顶部三相分离器的集气室中。

工作原理说明

废水被尽可能均匀地引入反应器底部，向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床，厌氧反应在废水与污泥颗粒接触时发生。厌氧状态下产生的沼气引起内部循环，有利于颗粒污泥的形成与维持。污泥层中形成的气体附着在污泥颗粒上，附着和未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，污泥颗粒沉淀到污泥床表面，气体被收集到顶部三相分离器的集气室。

设置在单元缝隙之下的挡板，其作用之一是作为气体发射器，同时防止沼气气泡进入沉淀区，否则会引起沉淀区絮动，阻碍颗粒沉淀。含有剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。由于分离器斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，上升流速在接近排放点降低。流速降低后，污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上会超过其保持在斜壁上的摩擦力，从而滑回反应区，这部分污泥又会与进水有机物发生反应。

主要构造组成

UASB厌氧反应器主要包括进水和配水系统、反应器池体以及三相分离器。其中三相分离器是较为重要的设备，安装在反应器顶部，将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。为了在沉淀器中获得对上升流中污泥絮体或颗粒的满意沉淀效果，三相分离器的主要目的是尽可能有效地分离从污泥床或污泥层中产生的沼气，特别是在高负荷情况下。集气室下面的反射板可以防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室，挡板也有利于减少反应室内高产气量造成的液体絮动。

反应器的设计应满足：只要污泥层没有膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室。有时污泥层膨胀到沉淀器中并非坏事，存在于沉淀器内的膨胀泥层会网捕分散的污泥颗粒或絮体，同时对可生物降解的溶解性COD有一定的去除作用。另一方面，存在一定可供污泥层膨胀的自由空间，以防止重的污泥在暂时性的有机或水力负荷冲击下流失，这一点很重要。水力和有机负荷率都会影响污泥层以及污泥床的膨胀。UASB系统的原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础上，结合在反应器内设置污泥沉淀系统，使气、液、固三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥，无论是絮状污泥还是颗粒型污泥，都是UASB系统良好运行的根本点。

附属设备配置

UASB厌氧反应器的运行需要以下设备进行辅助。

1. 剩余沼气燃烧器

一般不允许将剩余沼气直接排放到空气中，以防污染大气。在确实有剩余沼气无法利用时，可安装余气燃烧器将其烧掉。燃烧器应装在安全地区，并在其前安装阀门和阻火器。剩余气体燃烧器是一种安全装置，要能自动点火和自动灭火。剩余气体燃烧器与消化池盖或贮气柜之间的距离，一般至少需要15米，并应设置在容易监视的开阔地。

2. 保温加热设备

厌氧消化像其他生物处理工艺一样受温度影响很大，厌氧工艺受温度影响更加显著。中温厌氧消化的适宜温度范围从30～35℃，可以计算在20℃和10℃的消化速率大约分别是30℃下最大值的35%和12%。因此，加温和保温的重要性不言而喻。如果工厂或附近有可利用的废热，或者需要从出水中回收热量，则安装热交换器是必要的。

3. 监控设备

为提高厌氧反应器的运行可靠性，须设置各种类型的计量设备和仪表，如控制进水量、投药量等计量设备，以及pH计、温度测量等自动化仪表。自动计量设备和仪表是自动控制的基础。对UASB反应器实行监控的目的主要有两个：一是了解进出水的情况，以便观测进水是否满足工艺设计情况；二是为了控制各工艺的运行，判断工艺运行是否正常。由于UASB反应器的特殊性，还要增加一些检测项目，如挥发性有机酸、碱度和甲烷等。不过，这些设备属于标准设备，一些设备还很难形成在线的测量和控制。