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UASB（升流式厌氧污泥床）主要分为以下几大系统：进水配水系统、生化污泥反应系统、三相分离系统、臭气收集系统、以及处理水排放系统。污水经配水系统在设备底部进行均匀配水，要处理的污水从厌氧污泥床（在设备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）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沿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。
UASB反应器最重要的设备之一是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。为了在沉淀区中达到对上升流中污泥絮体/颗粒的满意沉淀效果，三相分离器***个主要目的就是尽可能有效地分离从污泥床/层中产生的沼气，特别是在高负荷的情况下。位于集气室下面反射板的作用是防止沼气通过集气室之间的缝隙溢出到沉淀室。另外挡板还有利于减少反应室内高产气量造成的液体紊动。挡板的设计应该满足只要污泥层没有膨胀到沉淀区，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应区的要求。同时认识到有时污泥层短时间内膨胀到沉淀区中不是一件坏事。相反，存在于沉淀区内的膨胀的污泥层将网捕分散的污泥颗粒/絮体，同时他还对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用。另一方面，存在一定可供污泥层膨胀的自由空间是很有必要的，以防止重的污泥在暂时性有机或水力负荷冲击下流失。水力和有机负荷率两者都会影响到污泥层以及污泥床的膨胀。UASB系统的原理是在形成沉降性能良好的污泥絮凝体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统，使气象、液相和固相三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥是UASB系统良好运行的根本。
UASB反应器相对于传统的厌氧反应器，主要特点是：UASB反应器是通过自身结构特点和独特设备，实现了较长的固体停留时间，同时保持了较短的水力停留时间；UASB反应器的污泥形态是决定其效率的主要因素，而污泥形态的变化是与其反应器的结构分不开的；UASB反应器的应用范围非常广泛，对于中、高浓度的废水的处理，可以在能耗和一次性投资间取得良好的平衡。
UASB反应器具有如下的主要特点：
① 污泥的颗粒化使反应器内的平均浓度达50 gVSS/L以上，污泥龄一般为30天以上；
② 厌氧反应器的水力停留吋间相应较短；
③ 厌氧反应器具有很髙的容积负荷；
④ 不仅适合于处理髙、中浓度的有机工业废水，也适合于处理低浓度的城市污水；
⑤ UASB反应器集生物反应和沉淀分离于一体，结构紧凑；
⑥ 无滞设置填料，节省了费用，提髙了容积利用率；
⑦ 一般也无需设置搅拌设备，上升水流和沼气产生的上升气流起到搅拌作用；
⑧ 构造简单，操作运行方便。
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