上流式厌氧污泥床 (UASB)
UASB的工作原理
UASB的工作原理
UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）是一种高效的厌氧处理污水的技术。
其工作原理主要包括污水进流、上流式厌氧生物污泥床、沉淀区和废水排放四个步骤。
首先，污水由水泵引入UASB反应器的下部，然后通过进水管均匀分布到上流式生物污泥床中。
生物污泥床是反应器的核心部分，由生物团聚成的颗粒污泥组成。
污水在上升过程中与床内微生物发生接触和反应。
在上流式生物污泥床中，存在着多种不同类型的微生物，它们分别负责不同的污水分解作用。
例如，酸化菌负责将有机物质转化为有机酸、氢气和二氧化碳；甲烷菌进一步将有机物质转化为甲烷气体。
这些反应产生的甲烷气体可以以生物气形式收集和利用。
与其他处理方式相比，UASB的一个重要特点是污泥与床内废水的流动方向相反。
这种逆流运动有助于形成厌氧污泥颗粒的混合和聚集。
同时，废水中的悬浮颗粒也因重力作用而沉入沉淀区。
沉淀区位于床底部，其功能是用来沉淀和分离床内产生的污泥颗粒和固体颗粒。
沉淀的污泥被定期抽出以维持反应器内的生物污泥浓度，并且污泥可以通过后续沉淀池或其他处理方式进行进一步处理。
最后，经过UASB反应器处理的水体被排放到环境中。
由于
污水处理过程中产生的甲烷气体可以通过收集和利用，UASB 技术不仅能够高效处理污水，还具有能源回收的优势。
总之，UASB技术通过利用厌氧生物反应实现对污水中有机物质的分解与净化。
其工作原理包括污水进流、上流式厌氧生物污泥床、沉淀区和废水排放等关键步骤。
这种技术在污水处理领域中应用广泛，并且具有高效、可持续和能源回收等优势。
上流式厌氧污泥床
上流式厌氧污泥床（UASB）工艺介绍1 概述上流式厌氧污泥床反应器（Upflow Anaerobic Sludge Blanket，简称UASB）是由荷兰Wageningen农业大学的G·Lettinga教授等人在70年代研制开发的。
反应器经历了360L、6m3、30m3、200m3的逐次放大，至今最大的设备容积已达5500m3。
继荷兰之后，德国、瑞典等国也相继开展了许多研究工作。
国内对UASB的研究是由北京环境保护科学研究所于70年代末首先开始的，在溶剂、酒精、肉类加工、纤维板等生产废水的处理方面，均取得了良好的处理效果。
2 UASB工作原理UASB反应器的主体部分是一个无填料的空容器，分为反应区和沉降区两部分。
反应区根据污泥的分布情况又可分为污泥悬浮层区和污泥床区。
污泥床主要由沉淀和凝聚性能良好的厌氧污泥组成，浓度可达50-100gSS/L或更高。
污泥悬浮层主要靠反应过程中产生的气体的上升搅拌作用形成，污泥浓度较低，一般在5-40gSS/L范围内。
UASB装置的最大特点在于其上部设置了一个专用的气（沼气）－液（废水）－固（污泥）三相分离器。
当反应器运行时，废水以一定流速从底部布水系统进入反应器，通过污泥床向上流动，料液与污泥中的微生物充分接触并进行生物降解，生成沼气，沼气以微小气泡的形式不断放出。
微小气泡在上升过程中将污泥托起，即使在较低负荷下也能看到污泥床有明显膨胀。
随着产气量增加，这种搅拌混合作用加强，减少了污泥中夹带的气体释放的阻力，气体便从污泥床内突发性逸出，引起污泥床表面略呈沸腾流化状态。
沉淀性能不太好的污泥颗粒或絮体在气体的搅动下，于反应器上部形成悬浮污泥层。
气、水、泥混合液上升至三相分离器内，沼气在上升过程中碰到反射板受偏折，穿过水层进入气室，由导管排出反应器。
脱气后的混合液进入上部静置的沉淀区，在重力作用下，进一步进行固、液分离，沉降下的污泥通过斜壁返回至反应区内，使反应区内积累大量微生物，澄清的处理水从沉淀区溢流排出。
UASB基础知识
一、概述UASB是升流式厌氧污泥床反应器废水厌氧生物处理技术的简称。
1971年荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业大学拉丁格（Lettinga）教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。
使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏型。
1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥（granular sludge）。
颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。
继荷兰之后，德国，瑞士，美国以及我国也相继开展了对UASB的深入研究和技术开发工作，并将其作为一种新型厌氧处理工艺在高浓度有机废水处理中快速的推广应用。
目前全世界已有1000余座UASB反应器在实际生产中使用。
二、反应器的基本构造与原理UASB反应器是集有机物去除及泥（生物体）、水（废水）和气（沼气）三相分离于一体的集成化废水处理工艺，其工艺的突出特征是反应器中可培养形成沉降性能良好的颗粒污泥、形成污泥浓度极高的污泥床，使其具有容积负荷高，污泥截留效果好，反应器结构紧凑等一系列优良的运行特征。
1、UASB反应器的构造图1是UASB反应器的示意图。
UASB反应器的主体部分主要分为两个区域，即反应区和三相分离区。
其中反应区为UASB 反应器的工作主体。
反应器的基本构造主要由污泥床、污泥悬浮层、沉淀区、三相分离器及进出水系统等各功能部分组成。
2、UASB工作原理（1）反应过程UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。
在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。
要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。
升流式厌氧污泥床UASB课件
高效生物反应器设计
通过优化反应器结构，提高UASB处理效率，降低能耗和占地面 积。
高效微生物种群培养
研究并培养具有高效降解有机物能力的微生物种群，提高有机物 利用率。
智能化控制技术
引入先进的传感器和控制系统，实现UASB反应器的实时监控和 智能调控。
资源回收与利用
有机肥料生产
将UASB反应器产生的剩余污泥转化为有机肥料，实现资源化利用 。
设计特点
反应区应设计为能够保持足够的污 泥浓度和良好的混合条件，以促进 微生物与污水之间的接触和反应。
注意事项
反应区的温度、pH值、有机负荷等 参数应保持在适宜的范围内，以保 证厌氧生物反应的顺利进行。
沉淀区
功能
注意事项
实现泥水分离，使处理后的上清液和 污泥能够有效地分离。
定期对沉淀区进行清洗和维护，以防 止污泥堵塞或堆积。
UASB反应器结构
进水系统
功能
为反应器提供待处理的污水。
设计特点
进水管道应设计为能够均匀分配进入反应器的污水，以避免在反应 器内形成不均匀的流速和浓度分布。
注意事项
进水系统应配备适当的格栅或过滤器，以防止大颗粒物进入反应器 ，损坏内部结构或堵塞管道。
反应区
功能
是UASB反应器的核心部分，其中 包含大量的厌氧污泥，进行厌氧 生物反应。
生物气体能源利用
将UASB反应器产生的生物气体（如甲烷）用于发电、供热或车辆 燃料，提高能源利用效率。
废水深度处理
利用UASB技术对废水进行深度处理，提高出水水质，满足更高标 准的排放要求。
政策与经济因素
政策支持
政府应出台相关政策，鼓励和支持UASB技术的研发和应用，提供 资金和税收优惠等支持措施。
UASB
上流式厌氧污泥床反应器是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床，英文缩写UASB（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket）。
由荷兰Lettinga教授于1977年发明。
污水自下而上通过UASB。
反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。
因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。
反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。
消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。
UASB 负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。
运行良好的UASB 有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。
编辑本段构造uasb构造和原理示意图构造上的特点是集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑的厌氧反应器。
反应器主要由下列几个部分组成。
进水配水系统其主要功能是：1.将进入反应器的原废水均匀地分配到反应器整个横断面，并均匀上升；2.起到水力搅拌的作用。
这都是反应器高效运行的关键环节。
反应区是UASB的主要部位，包括颗粒污泥区和悬浮污泥区。
在反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底部形成颗粒污泥层。
废水从污泥床底部流入，与颗粒污泥混合接触，污泥中的微生物分解有机物，同时产生的微小沼气气泡不断放出。
微小气泡上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡。
在颗粒污泥层的上部，由于沼气的搅动，形成一个污泥浓度较小的悬浮污泥层。
三相分离器由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是将气体（沼气）、固体（污泥）和液体（废水）等三相进行分离。
沼气进入气室，污泥在沉淀区进行沉淀，并经回流缝回流到反应区。
经沉淀澄清后的废水作为处理水排出反应器。
三相分离器的分离效果将直接影响反应器的处理效果。
气室也称集气罩，其功能是收集产生的沼气，并将其导出气室送往沼气柜。
上升流式厌氧污泥床(UASB)工艺详解
上升流式厌氧污泥床(UASB)工艺目录1.引言 (2)2.概述 (2)2.1.功能 (2)2.2.历史 (3)3.UASB结构 (4)4.UASB工作原理 (4)5.应用特点 (5)6.UASB内的流态和污泥分布 (6)7.外设沉淀池防止污泥流失 (7)8.UASB的设计 (7)9.UASB的启动 (9)9.2.污泥的驯化 (9)9.3.启动操作要点 (9)10.UASB工艺的优缺点 (9)10.1.UASB的主要优点是： (9)11.2.主要缺点是： (10)11.如何判断厌氧颗粒污泥的活性 (10)11.1.厌氧颗粒污泥的性能可以通过以下七个方面进行判断： (10)11.1.1.颜色 (10)11.1.2.颗粒度 (11)11.1.3.弹性 (11)11.1.4.沉降速度 (11)11.1.5.颗粒度 (11)11.1.6. VSS/TSS (11)12.1.7.厌氧污泥活性 (12)12.2.其他注意事项 (12)12.结语 (13)1.弓I言厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。
厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD最高浓度可达数万mg/L, 也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。
厌氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高，一般为5〜10kgCOD/m3-d,最高的可达30〜50kgeOD/n?•d；剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。
在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。
近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，包括有厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器，发展十分迅速。
uasb耗氧工作原理
uasb耗氧工作原理UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket，上流式厌氧污泥床）是一种常用的厌氧处理技术，其耗氧工作原理是通过微生物在无氧环境中进行有机废水的降解过程。
本文将详细介绍UASB耗氧工作原理及其应用。
一、UASB耗氧工作原理UASB反应器是一种封闭式的垂直筒状结构，内部填充有一层活性污泥。
当有机废水进入反应器时，废水中的有机物被微生物利用进行降解，产生甲烷等有机气体。
UASB反应器的工作原理主要包括以下几个步骤：1. 上流式流动：废水由反应器底部向上流动，流速适中，使废水与污泥颗粒充分接触，有机物得以降解。
2. 悬浮与沉降：废水中的有机物被微生物吸附在污泥颗粒表面，形成一层活性污泥颗粒的混合物，称为污泥床。
污泥床由于颗粒间的碰撞而保持悬浮状态，同时也会有部分污泥颗粒因重力作用而沉降到反应器底部。
3. 气囊效应：由于废水中产生的有机气体的积聚和微生物的代谢活动，污泥床内部产生了较高的压力。
这种压力使得废水中的气泡形成气囊效应，使污泥床保持悬浮状态。
4. 微生物降解：在污泥床中，厌氧微生物利用有机物进行降解。
这些微生物分解有机废水中的有机物，将其转化为甲烷等有机气体。
同时，微生物也会通过自身的生长繁殖不断修复和更新废水中的有机物。
二、UASB耗氧工作原理的优势UASB耗氧工作原理具有以下几个优势：1. 高效降解：UASB反应器内部的污泥床提供了大量的微生物降解表面，使得废水中的有机物能够高效降解，达到高负荷处理的效果。
2. 低能耗：UASB反应器在降解有机物的过程中不需要耗氧，因此节省了能源消耗。
同时，反应器内部的有机物降解也会产生甲烷等有机气体，可以作为能源的来源。
3. 占地面积小：由于UASB反应器的结构紧凑，废水处理效果显著，因此占地面积相对较小，适用于场地受限的情况。
4. 适应性强：UASB反应器对于废水的适应性较强，能够处理高浓度、高COD（化学需氧量）的废水，适用于多种工业废水的处理。
上流式厌氧污泥床反应器UASB
1、污泥床
❖ 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 浓度(MLSS)一般为 40000~80000mg/L
❖ 污泥床中污泥由高度发展的颗粒污泥组成，其中活 性生物量(或细菌)占70%~80%以上的，正常运行的 UASB中颗粒污泥的粒径一般在0.5~5mm之间，具 有优良的沉降性能，
❖ 在反应过程中，经过水解、发酵、产酸和产气步骤， 复杂的底物被厌氧微生物转化为多种多样的中间产 物，如糖类、有机酸、醇、醛和氢等，并最终转化 为沼气。
❖ 在厌氧消化过程中参与反应的厌氧微生物主 要有以下几种：
❖ 水解—发酵(酸化)细菌：将复杂的聚合底物 水解成各种有机酸、乙醇、糖类、氢和二氧 化碳。
❖ 反应器中所要求的水温较高，最好在35℃ 左右。
六、UASB反应器的控制要点
❖ 在UASB反应器的运行中，其控制要点及常 见问题主要有以下四个方面：
❖ 反应器的启动和颗粒污泥培养 ❖ 反应器污泥流失及解决方法 ❖ 反应器中的酸碱平衡及pH值的控制 ❖ 反应器中硫酸盐、硫化氢的控制技术
1、反应器的启动和颗粒污泥培养
❖ 目前生产性UASB反应器装置所采用的进水 方式:
❖ 间隙式进水、 ❖ 脉冲式进水、 ❖ 连续均匀进水 ❖ 连续进水与间隙回流相结合的进水方式
❖ UASB反应器中一般情况下多采用连续进水 的运行方式，必要时也可采用脉冲式进水和 连续进水与间隙回流相结合的进水方式。采 用后两种进水方式的目的是使反应器内的絮 凝、颗粒污泥经常性地处于均匀混合和颗粒 松散状态，多在反应器的启动初期或反应器 中出现沟流时使用。当反应器运行正常后， 一般不必进行回流，而进行连续进水。
一般平均污泥浓度为30~40g/L，污泥床为 40~80g/L，污泥悬浮层为15~30g/L。 ❖ 反应器中的污泥颗粒化。 颗粒污泥具有生物固体沉降性能好、生物浓度高、 固液分离好的特点，使反应器对不利条件的抗性 增强，是UASB反应器的一个重要特征。
UASB升流式厌氧污泥床知识概述
升流式厌氧污泥床 UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下简称 UASB〕工艺具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。
对于不同含固量污水的适应性也强，且其构造、运行操作维护治理相对简洁，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢送和应用。
UASB 工作原理UASB 由污泥反响区、气液固三相分别器〔包括沉淀区〕和气室三局部组成。
在底部反响区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和分散性能的污泥在下部形成污泥层。
要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进展混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。
沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，渐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较淡薄的污泥和水一起上升进入三相分别器，沼气遇到分别器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分别器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒渐渐增大，并在重力作用下沉降。
沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反响区内，使反响区内积存大量的污泥，与污泥分别后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
UASB 工艺的优缺点UASB 的主要优点是：1、UASB 内污泥浓度高，平均污泥浓度为 20－40gVSS/1；2、有机负荷高，水力停留时间短，承受中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d 左右；3、无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有确定程度的搅动；4、污泥床不填载体，节约造价及避开因填料发生堵赛问题；5、UASB 内设三相分别器，通常不设沉淀池，被沉淀区分别出来的污泥重回到污泥床反响区内，通常可以不设污泥回流设备。
上流式厌氧污泥床(UASB)的设计与运行
(7)出水槽 (8)气体浮简 (9)水封
图3 UASB反应器结构
如前所述，UASB结构的关键是三相分离器，三相分离器必须满足以下3个条件：
O沉淀器斜壁角约50° ;
＠沉淀器表面负荷保持在0. 7m/h以下；
＠处于气室 、 气 － 液界面的污泥要很好地浸于水中。 ·- UASB可采用矩形，也可采用圆形，小型的采用圆筒形式；大型的可采用矩形形式，以便于
表3 SRT超过100d的初始期的待续时间与形成
颗粒污泥类型之间的关系
(3)SRT影响。 荷兰研究者以
SRT>IOOd 的初始期(d)
10
11
14
启动30d-45d时出现的颗粒污泥类型
B B (以丝状菌为主的丝菌颗粒） B
挥发性酚为基质，UASB反应器的 污泥停留时间大于100d, 持续运行 30d — 40d出现的A、B、C三种颗粒 污泥，粒径为0. 5mm左右，下表为 其相互关系：
ss 控制在一定的范围内， 一般 控制在2g/L以下 。
(3)基质种类影响。在启动时，废水可生化性也是一个重要的影响因素，加入一些易于生物
降解的物质，如淀粉，可使启动产气更快些。 4. 3. 3 反应器的工艺条件 (1)温度影响。颗粒污泥的培养一 般都在中温范围内(33°C-41 °C)进行，但也有研究表明，
a)反应器示意图 b)进水系统平面分布示意图 c)配水设备示意阳 d)可旋转的配水管配水示意图
3 UASB的计算
3. 1 三相分离器计算方法 设计三相分离器时，要合理地选择缝隙宽度b和斜面长度EB(如图7所示），防止UASB
消化区中气泡夹带进入沼气区，气泡以速度V沿EB上升，
必须满足以下关系：
欢／郓=V.,/V
uasb反应器进水基本条件
uasb反应器进水基本条件
UASB（上升流式厌氧污泥床）反应器是一种高效处理有机废水的生物反应器，其进水基本条件如下：
1. 收集污水：将废水从排水口收集起来，通过管道输送至反应器。
2. 进水水质：进水在进入UASB反应器前，通常会进行预处理，如除油、减少固体悬浮物等操作。
进水的COD浓度通常为1000-5000 mg/L，BOD5浓度为300-3000 mg/L，并且应确保进水pH值在中性范围内。
3. 进水流量：根据实际处理需求，控制进水流量以保持反应器内的水力负荷。
流量的控制通常使用流量计来实现。
4. 进水温度：进水温度对UASB反应器的性能和微生物活性有影响。
通常，进水温度应保持在20-35摄氏度之间。
5. 进水停留时间：进水停留时间是指进入反应器的污水在反应器内停留的平均时间，通常为4-12小时，可以根据具体情况进行调节。
综上所述，UASB反应器的进水基本条件包括进水水质、进水流量、进水温度和进水停留时间等。
根据实际情况，可进行适当调整以实现最佳的反应器性能。
uasb工艺参数
uasb工艺参数
UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket，上流式厌氧污泥床）工艺是一种常用的生物处理技术，常用于高强度有机废水的处理。
其工艺参数包括以下几个方面：
1. 水力停留时间（Hydraulic retention time，HRT）：指废水在UASB反应器内停留的平均时间，一般根据废水的特性和处理
效果要求确定，通常在4-12小时之间。
2. 温度：UASB反应器的温度对反应器内的微生物活性很重要。
一般要控制在25-40摄氏度范围内，适当的温度有助于菌群的
快速生长和废水的处理效果。
3. 水力负荷（Hydraulic loading rate，HLR）：指单位时间内进入反应器的废水流量与反应器有效体积的比值。
根据废水的特性和处理效果要求确定，一般在1-10立方米/立方米/天之间。
4. 有机负荷（Organic loading rate，OLR）：指单位时间内进
入反应器的可生物降解有机物质量与反应器体积的比值。
根据废水的特性和处理效果要求确定，一般在1-10千克化学需氧
量（COD）/立方米/天之间。
5. 微生物浓度：UASB反应器内的微生物浓度对反应器的稳定
运行和废水处理效果有影响。
通常要控制在1-10克固体可悬
浮物（SS）/升之间。
需要注意的是，具体的UASB工艺参数还需根据废水的特性和处理要求进行调整和优化，以获得最佳的处理效果。
UASB
UASB 即上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed)反应器，是目前应用最为广泛的高速厌氧反应器。
反应器工作时，污水经过均匀布水进入反应器底部，上升进入高浓度厌氧污泥区，污染物被吸附降解，并产生沼气，沼气与水、污泥上升，进入三相分离区分离，污泥回流入污泥区，沼气收集利用，水溢流外排。
优越性：消耗能源少，能回收沼气能源；处理费用便宜；处理负荷高，占地少；产泥量少，容易脱水；对氮、磷营养物需求量少；能处理高浓度有机污水，不须稀释；能间断或季节性运行，特别适用于高浓度有机废水。
未来大量使用的工艺之一，大家可以讨论讨论，设计、施工与运行等等，相互学习~~~UASB反应器的启动与运行1. 污泥颗粒化的意义d)。
d)以下，而颗粒污泥UASB反应器负荷甚至可高达30～50kgCOD/(m3 厌氧反应器内颗粒污泥形成的过程称之为颗粒污泥化，颗粒污泥化是大多数UASB反应器启动的目标和启动成功的标志。
污泥的颗粒化可以使UASB反应器允许有更高的有机物容积负荷和水力负荷。
一般絮状污泥的UASB负荷在10kgCOD/(m3 W/h据Hulshoff Pol，颗粒污泥化还具有如下优点。
1) 细菌形成颗粒状的聚集体是一个微生态系统，其中不同类型的种群组成了共生或互生体系，有利于形成细菌生长的生理生化条件并有利于有机物的降解。
E;{RN2) 颗粒的形成有利于其中的细菌对营养的吸收。
3) 颗粒使发酵菌的中间产物的扩散距离大大缩短，对复杂有机物的降解是很重要的。
4) 在废水突然变化时（例如pH值、毒性物的浓度等），颗粒污泥能维持一个相对稳定的微环境，使代谢过程继续进行。
2. UASB反应器的初次启动初次启动是对一个新建的UASB系统以未驯化的非颗粒污泥接种，使反应器达到设计负荷和有机物去除效率的过程，通过这一过程伴随着颗粒化的完成。
厌氧微生物，特别是甲烷菌增值很慢，厌氧反应器的启动需要较长的时间，这被认为是高速厌氧反应器的一个不足之处。
上流式厌氧污泥床反应器UASB反应器
胞外聚合物假说
通过扫描电镜观察发现，颗粒污泥中某
些细菌会分泌出胞外聚合物，而胞外聚
合物为共生细菌间提供生成各种生物键
的条件。
微生物细胞连在一起形成微生物菌落的
层状结构，在此基础上细菌进一步生长
形成颗粒污泥。
开普敦假说(1987)
颗粒化取决于以H2为唯一能源、能产生
除半胱氨酸外的其所有氨基酸的微生物
聚集在一起的颗粒, 亚单位之间呈半透
明状态, 在光学显微镜下其界限明显可
见, 颗粒的边缘不整齐, 整体呈桑箕状,
称做成的初生颗粒, 一般结构
较疏松, 亚单位之间呈半透明状态, 颗粒
表面无统一的基质膜包围, 边缘不整齐。
随着初生颖粒内细菌的生长和黑色金属
容积
有机负荷的控制
甲烷菌的数量和活性是UASB效率的主要限
制因素。负荷过高，反应器内水解菌和产酸
菌增多，反应器内pH降低，产甲烷菌受到抑
制。
❖ 在启动阶段，一次增加的负荷不宜过高，在
低负荷阶段提负荷可以稍快，超过
0.1kgCOD/kgSS·d后每次负荷提高量为
20%~30%,在每一阶段要运行20天甚至更长
形成过程
影响因素
UASB中污泥的特性
UASB的有机负荷率与污泥浓度有关,
试验表明，污水通过底部0.4~0.6m的高
度，已有90％的有机物被转化。由此可
见厌氧污泥具有极高的活性，改变了长
期以来认为厌氧处理过程进行缓慢的概
念。
工艺的稳定性和高效性很大程度上取
决于生成具有优良沉降性能和很高甲烷
活性的污泥，尤其是颗粒状污泥。与此
应器高效运行的关键之一。
UASB采用的进水方式大多为间歇式进水，
USAB法又称升流式厌氧污泥床法
USAB法又称升流式厌氧污泥床法，是利用反应器底部的高浓度污泥床（污泥浓度可达60-80g/L），对上升流废水进行厌氧处理的高速废水生物处理过程。
废水由反应器底部进入，向上流动通过反应器，大部分有机物在污泥床中经发酵转化为气体。
由于所产气体的搅动，污泥窗上部有一个污泥悬浮层。
反应器上部设有沉淀器——气体分离器。
被分离的气体（沼气）导出反应器收集利用，被分离的污泥则回流到厌氧反应区。
对于一般有机废水，当水温在30oC左右时，容积负荷可达10-20kg(COD)/(m3.d)。
目前已广泛用于高浓度有机废水（如食品、屠宰、啤酒废水等）的处理。
COD去除率可达75-80%。
UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。
在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。
要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。
沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。
沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
上流式厌氧生物反应器(UASB)工艺简介
上流式厌氧生物反应器（UASB）工艺简介
上流式厌氧生物反应器（UASB），是荷兰学者Lettinga等人在20世纪70年代初开发的。
其基本原理是：反应器主体分为上下两个区域，即反应区和气、液、固三相分离区，在下部的反应区内是沉淀性能良好的厌氧污泥床；高浓度有机废水通过布水系统进入反应器底部，向上流过厌氧污泥床，与厌氧污泥充分接触反应，有机物被转化为甲烷和二氧化碳，气、液、固由顶部三相分离器分离。
出水COD的去除率可达到80%以上，容积负荷5—10kgCOD/（m3.d），分离后的沼气可作为能源利用。
厌氧生物处理是利用厌氧性微生物的代谢特性，在不需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。
厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等，进水COD 浓度范围为几百至几万毫克升。
在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。
主要优点
UASB内厌氧污泥浓度高，平均污泥浓度为20-40gMLVSS/L；
有机负荷高，水力停留时间短，例如采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/（m3.d）左右；
无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；
污泥床不设载体，节省造价及避免因填料发生堵塞问题；
UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备，运行动力较小。
UASB工艺原理图。
uasb工艺流程
UASB工艺流程UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket）即上流式厌氧污泥床反应器，是一种高效的生物处理技术，用于处理有机废水和有机固废。
它广泛应用于工业废水处理和污水处理领域。
下面将介绍UASB工艺流程的基本原理和操作步骤。
基本原理UASB工艺基于厌氧微生物的代谢活动来实现废水的处理。
它主要依靠被固定在床层中的厌氧菌群来进行有机物的降解。
厌氧菌群在无氧条件下将有机废水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳等可燃气体，从而实现废水的净化。
UASB反应器的基本构造包括床层、沉淀区和气体收集系统。
床层内填充了一定量的生物流化颗粒，作为微生物的载体和气固分离介质。
废水由底部进入反应器，通过上升流动方式穿过床层，床层内的厌氧菌群进行有机废物的降解，生成甲烷气体。
废水中的可沉淀固体在沉淀区沉淀，并周期性地排出。
操作步骤UASB工艺的操作步骤如下：1.进水预处理：废水进入UASB反应器之前，通常需要进行预处理。
预处理的目的是去除废水中的悬浮固体、过滤杂质和调节废水的pH值等。
常见的预处理步骤包括格栅除渣、砂石去除以及调节废水的pH值。
2.进水：预处理后的废水通过底部进水口进入UASB反应器床层，以上升流的方式通过床层。
3.厌氧反应：废水在床层中通过上升流动方式与厌氧菌群接触，厌氧菌群降解有机物，生成甲烷气体。
废水中的有机物被转化为可燃性气体，并净化了废水。
4.沉淀与排泥：沉淀区通常置于反应器底部，用于沉淀废水中的可沉淀固体。
周期性地，通过底部的排泥管将沉淀物排出。
5.气体收集与处理：床层中产生的甲烷和其他气体通过反应器顶部的气体收集系统收集。
收集的气体可以用作能源或经过处理后排放。
6.出水处理：经过UASB反应器处理后的废水带有少量的污泥和悬浮物，通常需要进行后续处理。
出水可以通过沉淀池、过滤器或进一步的生物处理等方式得到更高水质。
优点与应用领域UASB工艺具有以下优点：1.高效性：UASB反应器具有高降解效率和有机负荷能力，能够在相对较短的时间内处理大量的有机废水。
uasb工作原理
uasb工作原理
UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket，上流式厌氧污泥毯）是一种常用于废水处理的生物反应器，采用厌氧微生物的作用来降解有机废物。
UASB反应器的工作原理基于厌氧微生物的
能力，它们能在缺氧条件下生长和进行代谢。
UASB反应器的设计包括一个特殊的分隔区域，该区域将进水
与底部的污泥区分开。
污泥区域由一层淤泥颗粒组成，这些颗粒在反应器底部聚集形成一个厌氧反应区域。
进水通过反应器底部进入，然后向上流动。
污泥颗粒中的厌氧微生物以及进水中的有机物质被保持在厌氧反应区域内。
在这个过程中，厌氧微生物利用有机废物作为碳源进行生长和代谢。
他们通过分解废物，将其转化为甲烷等小分子有机物和一些其他代谢产物。
在UASB反应器中，上升的废水流通过污泥颗粒时会与微生
物接触，微生物在颗粒表面形成一层类似于污泥毯的结构。
这个污泥毯具有高度活性的微生物，它们通过接触和分解废物来进行有氧和厌氧的反应。
通过上述过程，进水中的有机物质逐渐被降解并转化为可溶性物质和气体产物。
可溶性物质会从污泥颗粒中被释放出来，继续向上流动，直到达到反应器的顶部。
在UASB反应器的顶部，可溶性有机物质进入一个沼气收集
系统，然后被进一步处理和利用。
在沼气收集系统中，甲烷是
最主要的气体成分，可以作为一种可再生能源用于发电、加热或照明等用途。
总之，UASB反应器利用厌氧微生物的作用将有机废物降解，产生甲烷等气体产物，同时还能将废水净化。
这种反应器在废水处理领域中具有广泛的应用前景。
什么是UASB反应器
什么是UASB反应器
污水处理设备标准包含各类标准，这对于设备的设计制造运营都有着严格的把控，高品质标准的污水处理设备才是客户真正所需要的，那么作为一家专业外资环保水处理公司，严格参照污水处理设备标准设计产品，那么就介绍下什么是UASB反应器
上流式厌氧污泥床反应器是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床，英文缩写UASB（Up-flow Anaerobic Sludge
Bed/Blanket）。
由荷兰Lettinga教授于1977年发明。
UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，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和污泥颗粒接触的过程。
在厌氧状态下产生的沼气（主要是甲烷和二氧化碳）引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。
在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有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将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。
置于极其使单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的絮动，会阻碍颗粒沉淀。
包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。
由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。
由于流速降低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将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。
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应用，厌氧生物处理被认为是效率低、HRT长、受温度等环境条
件的影响大，因此处于一种被遗弃的状态。
厌氧生物处理发展
❖70年代以来，由于能源危机、微生 物学的发展，厌氧生物处理技术成 为关注的热点。
❖荷兰Wageningen农业大学的Gatze Lettinga教授于70年代初开发出来 UASB（Upflow Anaerobic Sludge Bed Reactor ）工艺，标志着高效 厌氧反应器应用的开始。
负荷确定；
▪ 由于在沉淀区的厌氧污泥与水中残余的有机 物尚能产生生化反应，有少量的沼气产生， 对固液分离有一定的干扰。这种情况在处理 高浓度有机废水时有可能更为明显，所以建 议表面负荷：N ＜ 1.0 m3/（m2·h）。
（三）三相分离器设计——沉淀区
设计
❖该形式的三相分离器集气罩顶以上的覆盖
水深可采用h2＝0.5～1.0 m，集气罩斜面的 坡度应采用θ＝55o～60 o，沉淀区斜面的 高度建议采用h4＝0.5～1.0 m。
❖不论何种形式的三相分离器，其沉淀区的 总水深应≥1.5 m，并保证在沉淀区的停留 时间介于1.5～2.0 h。
（三）三相分离器设计——回流缝
设计
❖三相分离器由上、下两组重叠的三角形集气 罩所组成，根据几何关系有：
b1＝h3／tgθ
b1 —下三角形集气罩底的1/2宽度，m； θ—下三角形集气罩斜面的水平夹角，采用55o～60 o； h3—下三角形集器罩的垂直高度，m。
主要内容
1 厌氧生物处理与UASB概述 2 UASB反应器设计 3 UASB工程设计案例
日趋严重的能源危机引发的思考
可再生能源技术：
高效节能降耗技术：
➢太阳能
废水生物处理➢超导体
➢生物质能……
➢混合动力汽车……
对污水生物处理的思考
❖ 传统好氧生物处理方法处理污水要消耗大量能源。好氧生 物处理工程中约45%的费用为曝气能耗。用于污水处理的 能耗占到全社会总电耗的约1％。
（三）三相分离器设计——回流缝
设计
❖b2通过下式进行计算：
b2＝b－2b1
b2—相邻二个下三角形集气罩之间的水平距离，m； b—单元三相分离器的宽度，m。
（三）三相分离器设计——回流缝
设计
❖下三角形集气罩之间的污泥回流缝中混合
液的上升流速（v1）可用下式计算：
S1＝b2×l×n
v1—回流缝中混合液上升流速，m/h； Q—反应器设计废水流量，m3/h； S1—下三角形集气罩回流缝的总面积，m2。
❖污泥活性高，反应器的水力停留时间相应 短；
❖不仅适合于处理高、中浓度的有机工业废 水，也适合于处理低浓度的城市污水；
❖UASB集生物反应和沉淀分离于一体，结构 紧凑。
二、UASB反应器的设计
UASB反应器主要设计内容
❖有效容积及尺寸 ❖三相分离器 ❖进水配水系统 ❖出水系统
（一）有效容积及尺寸设计
厌氧生物过程
➢无需曝气 ➢生产沼气
❖ 污水中有机污染物本是 一种生物质能源成份， 采用好氧生物降解的方 式将其去除，是对生物 能源的一种极大浪费。
节能技术+生物 质能技术
一、厌氧生物处理及UASB概述
厌氧生物过程概述
厌氧生物过程
——三阶段理论
厌氧生物处理特点
❖能量消耗低 ❖高容积负荷：5～10 kgCOD/m3d ❖低污泥产率：0.03 kgMLVSS/kg COD ❖生物质能源：甲烷 ( 沼气 ) 0.35～0.45
UASB反应器的技术关键
❖ 在UASB反应器的上部设置了气、 固、液三相分离器；
❖ 在反应器底部设置了均匀布水 系统；
❖ 反应器内的污泥能形成高浓度 颗粒污泥。颗粒污泥直径为 0.1-0.5 cm，具有良好的沉降 性能和很高的产甲烷活性。
三相分离器
颗粒污泥
配水系统
UASB的工艺优势
❖污泥的颗粒化使反应器内的平均浓度5三相分离器设计
❖三相分离器的型式是多种多样的，但其主要 功能均为：
▪ 气液分离 ▪ 固液分离 ▪ 污泥回流
❖主要组成部分为气封、沉淀区和回流缝。 ❖常见的构造形式有三种。
（三）三相分离器设计
❖ A和C构造简单，维护方便，但泥水分离情况相对较差， 在回流缝同时存在上升和下降两股流体，相互干扰， 易导致污泥回流不畅。
❖ B构造相对复杂，污泥回流和水流上升不干扰，污泥回 流通畅，泥水分离效果较好，气体分离效果也较好。
（三）三相分离器设计
❖三相分离器的设计：
▪ 沉淀区设计 ▪ 回流缝设计 ▪ 气液分离设计
（三）三相分离器设计
（三）三相分离器设计——沉淀区设计
❖三相分离器沉淀区的设计与普通二沉池设 计类似。
❖主要考虑两个因素：沉淀区面积和水深。 ❖沉淀区的面积根据废水量和沉淀区的表面
v1＝Q／S1
l—反应器的宽度，即三相分离器的长度，m； n—反应器的三相分离器单元数。
m3/kg COD, 21000～25000 kJ/m3 ❖低营养比：BOD5:N:P=200:5:1
厌氧生物处理发展
❖ 厌氧生物反应器最早产生 于1881年，最初的厌氧反应 器是 Moris 厌氧池, 随后 产生了腐败池（septic tank）和 Imhoff 厌氧池 。
停留时间很长，池体体积大； 出水水质很差，泥水气分离差
（一）有效容积及尺寸设计
❖反应器的有效高度常采用4～6m。低浓度废 水，采用较小的高度；高浓度有机废水， 常采用较大的反应器高度。
A＝V／H
考虑运行灵活性和维 修，须设计两座以及 两座以上的反应器。
（一）有效容积及尺寸设计
❖ 由于反应器的水平面 积一般与三相分离器 的沉淀面积相同，所 以确定的水平面积（A） 必须用沉淀区的表面 负荷来校核（沉淀表 面负荷一般应小于1.0 m3/（m2·h），如不合 适则适当调整反应器 的高度。
❖有效反应容积的确定
V＝QS0／NV
V—反应器有效容积，m3； Q—废水流量，m3/d； S0—进水有机物浓度，g COD/L或g BOD5/L； NV—容积负荷，kg COD/(m3·d)或kg BOD5/(m3·d)。
（一）有效容积及尺寸设计
不同温度下的UASB负荷设计（NV）
V＝QS0／NV A＝V／H