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UASB厌氧反应器的原理

升流式厌氧污泥床(UASB)反应器是由Lettinga在七十年发的。淀粉生产大概有80%要以苞米为原材料，其他以甘薯、麦子、大麦、燕麦片及其别的含有木薯淀粉的绿色植物块茎等为原材料。废水被尽可能均匀的引入到UASB厌氧反应器的底部，污水向上通过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的接触过程，反应产生的沼气引起了内部的循环。附着和没有附着在污泥上的沼气向反应器顶部上升，碰击到三相分离器气体发射板，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。一些污泥颗粒会经过分离器缝隙进入沉淀区。UASB厌氧反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。

在UASB厌氧反应器中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反应区和上部的沉淀区。

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UASB厌氧反应器优点：

   UASB厌氧反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具有优势。

（1）容积负荷高：IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。

（2）节省***和占地面积：IC反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右，其体积相当于普通反应器的1/4~1/3左右，大大降低了反应器的基建***[5]。山东双合盛环保科技有限公司生产的厌氧反应器工作原理：它是由2层UASB反应器串联而成。而且IC反应器高径比很大（一般为4~8），所以占地面积特别省，非常适合用地紧张的工矿企业。

（3）抗冲击负荷能力强：处理低浓度废水（COD=2000~3000mg/L）时，反应器内循环流量可达进水量的2~3倍；处理高浓度废水（COD=10000~15000mg/L）时，内循环流量可达进水量的10~20倍[5]。厌氧反应器工艺具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，对于不同含固量污水的适应性较强，成熟的技术水平使该工艺广泛。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的***物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。

（4）抗低温能力强：温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IC反应器由于含有大量的微生物，温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件（20~25 ℃）下进行，这样减少了消化保温的困难，节省了能量。

（5）具有缓冲pH的能力：内循环流量相当于厌氧区的出水回流，可利用COD转化的碱度，对pH起缓冲作用，使反应器内pH保持优益状态，同时还可减少进水的投碱量。

山东双合盛环保科技有限公司生产的厌氧反应器工作原理：

它是由2层UASB反应器串联而成。按功能划分，反应器由下而上共分为5个区：混合区、厌氧区、第2厌氧区、沉淀区和气液分离区。

混合区：反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区混合。

厌氧区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼气。从运行结果看，IC工艺容积负荷（以COD计）可达15～30kg/(m3·d)，停留时间2～4。混合液上升和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态，加强了泥水表面接触，污泥由此而保持着高的活性。随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区。

气液分离区：被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统，泥水混合物则沿着回流管返回到下端的混合区，与反应器底部的污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环。

第二厌氧区：经厌氧区处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器进入第2厌氧区。实践证明，该技术去除有机物的能力远远超过普通厌氧处理技术（如UASB），而且IC反应器容积小、***少、占地省、运行稳定，是一种值得推广的厌氧处理技术。该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在厌氧区被降解，因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区，对第2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。