厭氧過程實(shí)質(zhì)是一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，其中的底物、各類中間產(chǎn)物、產(chǎn)物以及各種群的微生物之間相互作用，形成一個(gè)復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，類似于宏觀生態(tài)中的食物鏈關(guān)系，各類微生物間通過營(yíng)養(yǎng)底物和代謝產(chǎn)物形成共生關(guān)系(symbiotic)或共營(yíng)養(yǎng)關(guān)系(symtrophic)。因此，反應(yīng)器作為提供微生物生長(zhǎng)繁殖的微型生態(tài)系統(tǒng)，各類微生物的平穩(wěn)生長(zhǎng)、物質(zhì)和能量流動(dòng)的高效順暢是保持該系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的必要條件。
上向流厭氧反應(yīng)器UASB，由荷蘭Lettinga教授于1977年發(fā)明的第二代厭氧反應(yīng)器，通過40余年的發(fā)展，UASB厭氧反應(yīng)器已經(jīng)成為運(yùn)用廣泛，技術(shù)成熟的厭氧反應(yīng)器。以其構(gòu)造簡(jiǎn)單、處理效率高、效果好、適用范圍廣、占地面積小、處理成本低、投資省而被大量采用。
上向流厭氧反應(yīng)器UASB是我公司技術(shù)科研人員與科研、設(shè)計(jì)單位合作，借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研制出來的新一代厭氧反應(yīng)器，有效解決了以來反應(yīng)器設(shè)計(jì)中氣、液、固三相分離問題。上向流厭氧污泥反應(yīng)器集處理、分離、貯氣于一體，使處理效果更加可靠，使用更為簡(jiǎn)單，是新一代理想的高濃度有機(jī)廢水處理設(shè)備。
一、工作原理
上向流厭氧反應(yīng)器是一種高效厭氧反應(yīng)器，有效利用厭氧細(xì)菌自身的凝結(jié)和固化作用，在一定的水力條件下，形成顆粒狀污泥。這些高濃度顆粒狀污泥具有較大的比表面積，且有很高的活性，完成對(duì)有機(jī)物的處理。顆粒狀污泥其粒徑一般為0.5-3mm，污泥濃度可高達(dá)20-60g/m3，因此可使反應(yīng)器達(dá)到較高的處理效率，對(duì)有機(jī)廢水的COD容積負(fù)荷可高達(dá)10-25kg/m3·日。
上向流厭氧污泥反應(yīng)器的基本構(gòu)造如圖所示，由配水系統(tǒng)、污泥反應(yīng)區(qū)、三相分離器、沉淀區(qū)、出水系統(tǒng)、沼氣收集系統(tǒng)組成。廢水自底部進(jìn)入，通過配水系統(tǒng)盡可能均勻的將廢水分布于反應(yīng)器底部，廢水自下而上通過UASB反應(yīng)器。
UASB厭氧反應(yīng)器的底部有一個(gè)高濃度、高活性的污泥床，污水中的大部分有機(jī)污染物在此間經(jīng)過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳。廢水從污泥床底部流入，與顆粒污泥混合接觸，污泥中的微生物分解有機(jī)物，同時(shí)產(chǎn)生的微小沼氣氣泡不斷放出。微小氣泡上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，部分附著在顆粒污泥上。在顆粒污泥層的上部，因水流和氣泡的攪動(dòng)，由于沼氣的攪動(dòng)，形成一個(gè)污泥濃度較小的懸浮污泥層，可進(jìn)一步分解有機(jī)物。
三相分離器是UASB厭氧反應(yīng)器的核心部件，它可以在水流湍動(dòng)的情況下將氣、水和污泥分離。氣、固、液混合體逐漸上升經(jīng)三相分離器后，其沼氣進(jìn)入氣室，污泥在沉淀區(qū)進(jìn)行沉淀，并經(jīng)回流縫回流到污泥床。經(jīng)沉淀澄清后的廢水作為處理水排出反應(yīng)器。
上向流厭氧污泥反應(yīng)器，在厭氧處理中厭氧微生物分解有機(jī)物產(chǎn)生大量的甲烷、二氧化碳等氣體，其中甲烷占70％左右，一公斤COD產(chǎn)氣量為0.3-0.4m3。產(chǎn)生的甲烷可供鍋爐用燃料，也可供民用，是一種很好的能源。
二、設(shè)備特點(diǎn)
1、高度較低、投資省、產(chǎn)生沼氣；
2、污泥床內(nèi)生物量多，容積負(fù)荷率較高，廢水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時(shí)間較短，池容積大大縮小；
3、設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，無需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，不需要充填填料，也不需在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌裝置，造價(jià)相對(duì)較低，便于管理，不易發(fā)生堵塞問題；
4、技術(shù)成熟、運(yùn)用廣泛，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
三、適用范圍
UASB厭氧反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于高濃度有機(jī)廢水的處理，如以下行業(yè)：
1、食品加工、釀造、制糖、淀粉、味精、酒精廢液等有機(jī)污水；
2、制革、皮毛加工等廢水；
3、造紙、制漿廢水；
4、屠宰、養(yǎng)殖、肉類加工、羊毛加工污水；
5、紡織印染廢水、制藥污水等。
