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UASB厭氧反應器的原理

升流式厭氧污泥床(UASB)反應器是由Lettinga在七十年發(fā)的。廢水被盡可能均勻的引入到UASB厭氧反應器的底部，污水向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的污泥床。厭氧反應發(fā)生在廢水與污泥顆粒的接觸過程，反應產(chǎn)生的沼氣引起了內(nèi)部的循環(huán)。附著和沒有附著在污泥上的沼氣向反應器頂部上升，碰擊到三相分離器氣體發(fā)射板，引起附著氣泡的污泥絮體脫氣。氣泡釋放后污泥顆粒將沉淀到污泥床的表面，氣體被收集到反應器頂部的三相分離器的集氣室。一些污泥顆粒會經(jīng)過分離器縫隙進入沉淀區(qū)。UASB厭氧反應器包括以下幾個部分：進水和配水系統(tǒng)、反應器的池體和三相分離器。

在UASB厭氧反應器中的設備是三相分離器，這一設備安裝在反應器的頂部并將反應器分為下部的反應區(qū)和上部的沉淀區(qū)。

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（1）水解階段：高分子有機物由于其大分子體積，不能直接通過的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內(nèi)進行下一步的分解。

　　（2）酸化階段：上述的小分子有機物進入到細胞體內(nèi)轉化成更為簡單的化合物并被分配到細胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），同時還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、等產(chǎn)物產(chǎn)生。

　　（3）產(chǎn)階段：在此階段，上一步的產(chǎn)物進一步被轉化成、碳酸、氫氣以及新的細胞物質。

　　（4）產(chǎn)階段：在這一階段，、氫氣、碳酸、甲酸和都被轉化成、二氧化碳和新的細胞物質。這一階段也是整個厭氧過程為重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。

UASB厭氧反應器優(yōu)點：

   UASB厭氧反應器的構造及其工作原理決定了其在控制厭氧處理影響因素方面比其它反應器更具有優(yōu)勢。

（1）容積負荷高：IC反應器內(nèi)污泥濃度高，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質效果好，進水有機負荷可超過普通厭氧反應器的3倍以上。

（2）節(jié)省投資和占地面積：IC反應器容積負荷率高出普通UASB反應器3倍左右，其體積相當于普通反應器的1/4~1/3左右，大大降低了反應器的基建投資[5]。而且IC反應器高徑比很大（一般為4~8），所以占地面積特別省，非常適合用地緊張的工礦企業(yè)。

（3）抗沖擊負荷能力強：處理低濃度廢水（COD=2000~3000mg/L）時，反應器內(nèi)循環(huán)流量可達進水量的2~3倍；處理高濃度廢水（COD=10000~15000mg/L）時，內(nèi)循環(huán)流量可達進水量的10~20倍[5]。大量的循環(huán)水和進水充分混合，使原水中的有害物質得到充分稀釋，大大降低了毒物對厭氧消化過程的影響。

（4）抗低溫能力強：溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應器由于含有大量的微生物，溫度對厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴重。通常IC反應器厭氧消化可在常溫條件（20~25 ℃）下進行，這樣減少了消化保溫的困難，節(jié)省了能量。

（5）具有緩沖pH的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當于厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉化的堿度，對pH起緩沖作用，使反應器內(nèi)pH保持優(yōu)益狀態(tài)，同時還可減少進水的投堿量。