1、1. UASB 工艺简介1.1 UASB 的结构与工作原理如图所示为 UASB 的基本构造形式。 UASB 主要包括污泥床、悬浮污泥床、沉行过程中，废水一般以 0.51.5m/h 的上升流速自反应器的底部依次流经污泥床，悬浮污泥床至三相分离器和沉淀区。UASB的水力流型呈推流式，进水与污泥床及悬浮污泥床中的微生物充分混合接触并进行厌氧分解。厌氧分解过程中产生的沼气在上升过程中将污泥颗粒托起；由于大量气泡的产生，即使在较低的有机及水力负荷条件下，污泥床也发生明显的搅拌作用（微小的沼气气泡在上升过程中相互结合而逐渐变成较大的气泡，将颗粒污泥向反应器的上部顶托。最后由于气泡的破裂，绝大部分颗粒污泥又
2、返回到污泥床区）变得日益剧烈，从而降低了污泥中夹带气泡的阻力，气体便从污泥中突发性的逸出，引起污泥床表面呈沸腾或流化状态。反应器中沉淀性能较差的絮体状污泥则在气体的搅拌作用下，在反应器上部形成污泥悬浮层。沉淀性能较好的颗粒状污泥则处于反应器的下部形成高浓度的污泥床。随着水流的上升流动，气、水、泥三相混合液（消化液）上升至三相分离器中，气体遇到反射板或挡板后折向集气室而被有效的分离排出；污泥和水进入上部的沉淀区，在重力的作用下泥水发生分离。由于三相分离器的作用，使得反应器混合液中的污泥有一个良好的沉淀、分离和再絮凝的环境，有利于提高污泥的沉降性能。在一定的水力负荷条件下，绝大部分污泥能保持很高的
3、污泥龄，使得反应器中有足够的污泥量。1.2 UASB 的工艺特点1、反应器中具有浓度极高、且以颗粒状存在的高活性污泥。这种污泥是在一定的运行条件下，通过严格控制反应器的水力条件以及有机负荷，经过一段时间的培养而形成的。颗粒污泥的特性直接影响 UASB 反应器的运行性能，亦即培养性能良好的颗粒污泥是 UASB 反应器稳定、高效运行的关键。颗粒污泥是在反应器运行过程中，通过污泥的自身絮凝、结合及逐步的固定化过程而形成的。2、反应器内具有集泥、水和气分离于一体的三相分离器。这种三相分离器可以自动地将泥、水、气加以分离并起到澄清出水、保证集气室正常水面的功能。3、反应器中无需安装任何搅拌装置。反应器的
4、搅拌是通过产气及水流的上升搅拌作用而实现的，因而具有操作管理比较简单的特性。1.3 UASB 的局限性1.3.1 启动时间长、运行工艺水平要求高颗粒污泥是 UASB 得以高效运行的基本条件， UASB 的启动也多以污泥颗粒化为标志。由于厌氧微生物，特别是甲烷菌增殖很慢，厌氧反应器的启动周期一般为 46 个月，这无疑加大了运行 UASB 的难度。总的来讲，UASB 的工艺运行主要受接种污泥的性质及数量、进水水质（有机基质的浓度及种类、营养比、悬浮固体含量、有毒有害物质） 、反应器的工艺条件（处理负荷，包括水力负荷、污泥负荷、有机负荷及反应器的温度、pH 值与碱度、挥发酸含量）等的影响，运行工艺水
5、平要求高，一定程度上阻碍了 UASB 的推广。1.3.2 有机负荷低相对于好氧以及第一代厌氧反应器，UASB 的 1015kgCOD/(m3d)的容积负荷有其明显优势，而相对于第三代厌氧反应器如 EGSB 2030kgCOD/(m3d)的容积负荷，其间还有较大差距。UASB 运行中，底部污泥床的体积占整个反应区体积的 30%左右，但对有机物的去除可占到总量的 7090%；为避免反应器过负荷后污泥随出水流失，反应器要预留 70%左右的缓冲空间，这部分主要由污泥浓度不高的悬浮污泥组成，它只降解有机物总量的 10-30%。因此，尽管污泥床的容积负荷高，但由于占据绝大部分反应区体积的悬浮污泥床容积负荷
6、小，导致整个 UASB 有机负荷降低。2. 解决 UASB 的局限性的问题1、 UASB 运行中出现污泥流失问题在 UASB 反应器启动过程中会出现两种污泥流失。一种是污泥本身性质不好，在低负荷运行时也会发生流失，这主要是由于污泥本身性质所引起的流失；另一种则是在水力负荷、容积负荷太高的情况下而引起的污泥流失，这种污泥流失称为膨胀流失。升流条件是 UASB 反应器形成颗粒污泥的必要条件，代表升流条件的物理量是水流的上升流速和沼气的上升流速，即是水力负荷率和产气负荷率。2、 污泥立体空间分布不均匀的问题污泥床位于整个 UASB 反应器的底部。污泥床内具有很高的污泥生物量，其污泥质量浓度(MLSS
7、)一般为 4080g/L，并可高达 100150g/L。但是，污泥悬浮层位于污泥床的上部。它占据整个 UASB 反应器反应区容积的 70%左右，其中的污泥浓度要低于污泥床，通常为 1530g/L。由此可见，污泥在立体空间分布不均匀。3、 部分采用纤维填料弹性弹填时所碰到的4、 UASB 污泥浓度偏低问题与传统好氧工艺相比，污泥产量低，浓度偏低，其产泥量仅为活性污泥产泥量的 1/5 左右。反应器处于最大负荷下运行 12a 才能有剩余污泥产生，而这些剩余污泥又是新厌氧系统运行所必需的菌种。3. 采用的技术1、加装格栅网状立体填料，填料采用 PP、PVC 等合成材料，在塑性和脆性方面取得平衡。2、提高 UASB 的上升流速。4. UASB 改进后达到的效果通过格栅网状的立体填料，可以防止颗粒污泥/絮状污泥的流失。由于填料的引入，便于厌氧微生物附着，加上填料的阻留作用，可人为地将大量活性污泥保留在 UASB 的底部而不必担心大量的污泥膨胀流失。在同等处理效果的情况下，上升流速可以提高至 1.0m/h1.2m/h，可以有效节省工程占地面积和投资。UASB 的污泥浓度在空间分布上有明显的平衡。进水的 SS 可以放宽至 mg/L。UASB 的启动时间可缩短 1/5 的时间。高压冲洗可实现防堵塞。
