一、UASB厭氧反應器的設計 

厭氧處理已經成功地于各種高、中濃度的廢水處理中。雖然中、高濃度的廢水在相當程度上得到了解決，但是當污水中含降性物質時，如含硫酸鹽的味精廢水在處理上仍一定的難度。在厭氧處理較為的是UASB反應器，其與其它的厭氧處理工藝一定的共同特點。

含厭氧處理單元的水處理過程一般括預處理、厭氧處理(括沼氣的收集、處理和利用)、好氧后處理和污泥處理等部分，

二、UASB系統設計

1、預處理設施

一般預處理系統括粗格柵、細格柵或水力篩、沉砂池、調節(酸化)池、營養鹽和pH調控系統。格柵和沉砂池的是去除粗大固體物和機的可沉固體，這對對于保護各種類型厭氧反應器的布水管免于堵塞是應的。當污水中含砂礫時，例如以薯干為原料的釀酒廢水，強調去除砂礫的重要性也不過分。不可生物降解的固體，在厭氧反應器內積累會占據大量的池容，反應器池容的不斷減少終將導致系統完失效。

由于厭氧反應對水質、水量和沖擊負荷較為敏感，所以對于工業廢水適當尺寸的調節池，對水質、水量的調節是厭氧反應的。調節池的是均質和均量，一般還可考慮兼沉淀、混合、加藥、中和和預酸化等功能。在調節池中設沉淀池時，容積需扣除沉淀區的體積;根據顆粒化和pH調節的要求，當廢水堿度和營養鹽不夠需要補充堿度和營養鹽(N、P)等;可采用計量泵自動投加酸、堿和藥劑，通過調節池水力或機械攪拌達中和。

同時，酸化池或兩相系統是去除和改變，對厭氧過程降的物質、改善生物反應條件和可生化性也是厭氧預處理的主要手段，也是厭氧預處理的。僅考慮溶解性廢水時，一般不需考慮酸化。對于復雜廢水，可在調節池中取得一定程度的酸化，但是完的酸化是沒必要的，甚至是害處的。因為達到完酸化后，污水pH會下降，需采用投藥調整pH值。另外證據表明完酸化對UASB反應器的顆粒過程不利的。對以下情況考慮酸化或相分離可能是利的:

1) 當采用預酸化可去除或改變對甲烷菌毒或降性化合物的結構時;

2) 當廢水存在較高的Ca2+時，部分酸化可避免顆粒污泥表面產生CaCO3結垢;

3) 在調節池中取得部分酸化效果可以通過調節池的設計取得。例如，上向流進水方式，在反應器底部形成污泥層(1.0m)。底部布水孔口設計為5~10m2/孔即可。

2、UASB反應器體積的設計

a) 負荷設計法

采用機負荷(q)或水力停留時間(HRT) 設計UASB反應器是主要的方法。一旦q或HRT確定，反應器的體積(V)可以很容易根據公式(1或2)計算。對某種特定廢水，反應器的容積負荷一般應通過試驗確定。

V= QSo/q (1)

V=KQ.HRT (2)

式中:Q---廢水流量，m3/d;

So---進水機物濃度，gCOD/L或gBOD5/L。

b) 經驗公式方法

采用同樣經驗公式描述不同厭氧處理系統處理生活污水HRT與去除率(E)之間的關系，并且對不同反應器處理生活污水的數據進行了統計，得出了參數值。

式中:C1 ,C2--反應常數。

c) 動力學方法

許多者致力于動力學的研究，根據眾多研究結果匯總了酸性發酵和甲烷發酵過程重要的動力學常數。到目前為止，動力學的，還沒使它能夠在和設計厭氧處理系統過程中成為力的工具，通過評所獲得的實驗結果的經驗方法現在仍是設計和優化厭氧消化系統的。

3、UASB反應器的詳細設計

1)反應器的體積和高度

采用水力停留時間進行設計時，體積(V)按公式(1)或(2)計算。反應器高度的原則是設計、運行和上綜合考慮的結果。從設計、運行方面考慮:高度會影響上升流速，高流速增加系統擾動和污泥與進水之間的接觸。但流速過高會引起污泥流失，為保持足夠多的污泥，上升流速不能過一定的限值，從而使反應器的高度受到限制;高度與CO2溶解度關，反應器越高溶解的CO2濃度越高，因此，pH值越。如pH值于優值，會危害系統的效率。

從上考慮: 土方工程隨池深增加而增加，但占地面積則相反;考慮當地的氣候和地形條件，一般將反應器建造在半地下減少建筑和保溫。的反應器高度(深度)一般是在4到6m之間，并且在大多數情況下這也是系統的運行范圍。

2) 反應器的升流速度

對于UASB反應器還其他的流速關系(圖2)。對于日平均上升流速的值見表3，應該注意對短時間(如2~6h)的高峰值是可以承受的(即暫時的高峰流量可以接收)。

表3 UASB和EGSB允許上升流速(平均日流量) Vr=0.25~3.0m/h

0.75~1.0m/h 顆粒污泥

絮狀污泥 Vs≤1.5m/h

顆粒污泥 Vo≤12m/h Vg=1m/h

3) 反應器的截面積和反應器的長、寬(或直徑)

在確定反應器的容積和高度(H)之后，可確定反應器的截面積(A)。從而確定反應器的長和寬，在同樣的面積下正方形池的周長比矩形池要小，矩形UASB需要更多的建筑材料。以表面積為600m2的反應器為例，30×20m的反應器與15m×40m的反應器周長相差10%，這意味著建筑要增加10%。但從布水均勻性考慮，矩形在長/寬比較大較為合適。從布水均勻性和性考慮，矩形池在長/寬比在2:1以下較為合適。長/寬比在4:1時增加十分突出。

圓形反應器在同樣的面積下，其周長比正方形的少12%。但這一特點僅僅在采用單個池子時才成立。當建立兩個或兩個以上反應器時，矩形反應器可以采用共用壁。對于采用公共壁的矩形反應器，池型的長寬比對造也較大的影響。如果不考慮其他因素，這是一個在設計中需要優化的參數。