UASB指的是Upflow AnaerobicSludge Bed Reactor。在20世纪70年代由荷兰Wageningen农业大学的Gatze Lettinga教授，在上流式厌氧滤池的基础上开发出来的。
工作原理与构造
先看一下UASB反应器的工作原理示意图：
废水通过配水系统均匀分布在反应器的底部，然后向上流动经过反应区，反应区主要由厌氧活性污泥组成，通常情况下反应器内部会形成沉淀性能和生物活性都很高的颗粒污泥，同时也会存在一定的悬浮污泥。
废水中的有机物在反应区内被厌氧微生物降解，最终会转化为甲烷和二氧化碳，形成沼气气泡。沼气气泡、废水和污泥形成的混合液会继续向上进入三相分离器中，在这里，沼气气泡被收集进入集气罩排出反应器，污泥则被截留并返回到反应区，废水则会继续向上进入到沉淀区中，最终通过出水系统排出反应器。
反应器的工艺特征
这部分主要有两点，分别是构造特点和工艺特点。
构造特点：
反应器上部设置了固、液、气三相分离器；
反应器底部设置了均匀补水系统；
反应器内的污泥能形成颗粒污泥：
直径在0.1~0.5cm，湿比重为1.04~1.08；
具有很高的沉降性能和产甲烷活性；
污泥浓度可以达到50gVSS/L以上，污泥龄一般在30天以上，甚至几百天；
工艺特点：
反应器的水力停留时间大大缩短，具有非常高的容积负荷；
可以用于处理各种高、中浓度的有机工业废水，当然也可以用于低浓度城市污水的处理；
反应器内集成了生物反应和沉淀分离的功能，结构更加紧凑；
不需要设置填料，从而节省了费用，也提高了反应器的容积利用率。
反应器的形式
反应器从断面上看，可以分为圆形和矩形，矩形断面便于三相分离器的设计和施工，圆形断面则需要采用特殊形式的三相分离器；
反应器的主体通常采用钢结构或钢筋混凝土结构；
内部一般不设置加热，多采用外部保温措施，必要时也会对进水进行加热处理；
从形式上UASB可以分为开敞式UASB反应器和封闭式UASB反应器。
先看一下开敞式：
简单的来说就是反应器顶部敞开，不进行密封，或者是加盖一层不太密封的盖板。这种形式常用于处理中、低浓度的有机废水，其内部机构较为简单，易于施工安装和维修。
然后是封闭式：
反应器的顶部加盖密封，与厌氧消化池的结构形式类似，其中液面和池顶之间会形成一个沼气气室。这种形式常用于处理高浓度的有机工业废水。
反应器中的颗粒污泥
UASB反应器的一个重要特征就是能形成沉降性能良好、生物活性高的颗粒污泥。因此颗粒污泥的形成与成熟就是保证UASB反应器高效稳定运行的一个基本前提，我们先看一下颗粒污泥形成过程中的一些图片：
从上图可以看出来，当设备运行到77天时，已经形成了初步的颗粒污泥，粒径在0.5mm左右，后期随着反应器的运行，颗粒污泥就会逐渐成熟：
当运行到120天时候，我们可以看到颗粒污泥的粒径已经接近1mm了，而且在颗粒的表面还有大量的甲烷丝状菌。
当然了，颗粒污泥在中温和高温下，也会有不同的形式：
反应器的设计计算
目前来说，应该是没有正式发布的，完整的关于UASB反应器的工程设计计算方法。但是其计算内容主要包括三个方面：
池型选择，有效容积的确定以及主要部位的关键尺寸；
进水配水系统、出水系统和三相分离器的设计；
排泥、排渣等辅助系统的设计。
UASB反应器容积的确定，目前大多通过容积负荷法来进行确定，计算公式如下：
上式中计算出来的容积是包含了反应区和沉淀区的总容积。
这里的容积负荷与反应温度、废水性质、废水浓度、是否形成颗粒污泥都是相关的，对于食品工业废水或与其性质相近的废水的容积负荷，可以参考如下：
这里的常温通常而言就是20℃左右。
再就是进水配水系统的设计，这部分对于UASB的正常运行是很重要的，理论上我们希望所有的进水都可以均匀的分布在反应器的底部。关于进水系统，其实是有多种形式的，今天主要介绍一下三种：
第一种是脉冲式布水，在UASB的顶部设置一个进水罐，当罐中水位达到一定高度后，会一次性的将整罐水投配到反应器中。
第二种是底部采用穿孔管或分枝管。
第三种是在反应器上部采用一管一孔式的布水。
最后是关于三相分离器的设计，这部分也十分重要。三相分离器的基本构造形式主要有如下三种形式：
接下来我们看一个三相分离器的原理图：
在三相分离器的设计计算中，就要保证在B点的一个沼气气泡，不会随着水流进入到上部的沉淀区，因此就需要有一个限制性的条件（上图右侧公式），达到要求就可以保证任何一个直径大于0.1mm的气泡都不会进入到沉淀区，就能够确保沼气被完全收集，沼气气泡也不会对沉淀区造成影响。
关于三相分离器的设计计算，还会有一些其它的基本要求。
沉淀区的设计：
要保证上部沉淀区的表面负荷小于1.0m/(㎡·h)；
集气罩斜面的坡度应为55~60°，从而确保沉淀区沉淀下来的污泥还能够回到反应区；
沉淀区的总水深，要大于1.5m，从而确保沉淀区的停留时间；
沉淀区的停留时间，要维持在1.5~2.0h；
回流缝的设计；
气液分离的设计。
最后我们看一下常用的三相分离器的形式：
关于UASB反应器的设计计算，除了上述内容外，还涉及到：
沼气的收集与利用；
出水系统的设计；
浮渣清除系统的设计；
排泥系统的设计；
加热保温系统的设计；
反应器外壁防腐的设计。
这些内容就不深入介绍了，感兴趣的朋友们可以自行根据关键词去搜索学习。
结 语
以上就是关于UASB反应器部分的内容介绍。
