在相当长的一段时间内，厌氧消化在理论、技术和应用上远远落后于好氧生物处理的发展。20世纪60年代以来，世界能源短缺问题日益突出，这促使人们对厌氧消化工艺进行重新认识，对处理工艺和反应器结构的设计以及甲烷回收进行了大量研究，使得厌氧消化技术的理论和实践都有了很大进步，并得到广泛应用。 目前，厌氧微生物处理是高浓度有机废水处理工艺中不可或缺的处理工段，它较好氧微生物处理不仅能耗低，同时还可以产生沼气作为能源二次利用。厌氧反应容积负荷高较好氧反应高出很多，对于处理同等量的COD厌氧反应投资更低。在厌氧反应器的运行中，上升流速、水力停留时间和容积负荷等，那么这些数据都是如何计算的呢？今天我们就来讲一讲厌氧反应器日常运行中最常用的5个计算公式。1. 上升流速上升流速(Up flow Velocity)也叫表面速度(Superficial Velocity)或表面负荷(Superficial Loading Rate)。假定一个向上流动的反应器的进水流量（包括出水的循环）为Q（m3/h），反应器的横截面面积为A(m2)，则上升流速u(m/h)可定义为:式中：u – 上升流速，单位米/小时Q - 反应器的进水流量，单位立方米/小时A - 反应器的横截面面积，单位平方米2. 水力停留时间水力停留时间(Hydrolic Retention Time)简写作HRT，它实际上指进入反应器的废水在反应器内的平均停留时间，因此，如果反应器的有效容积为V(m3），则式中：HRT – 水力停留时间V – 反应器容积，单位立方米Q - 反应器的进水流量，单位立方米/小时如果反应器高为H(m)，则：因为Q=uA，V=HA所以HRT也可表示为如下公式，即水力停留时间等于反应器高度与上升流速之比。式中：HRT – 水力停留时间H - 反应器高度，单位米u -上升流速，单位米/小时3. 反应器的有机负荷反应器的有机负荷(Organic Loading Rate，简写作OLR)可“分为容积负荷(Volume Loading Rate，简写作VLR)和污泥负荷(Sludge Loading Rate，简写作SLR)两种表示方式。 VLR即表示单位反应器容积每日接受的废水中有机污染物的量，其单位为kgCOD/(m3d)或kgBOD/(m3d)。假定进水浓度为pw(kgCOD/m3或kgBOD/m3)，流量为q(m3／d)，则：式中：VLR – 容积负荷Q - 反应器的进水流量，单位立方米/小时Pw - 进水浓度, 单位kgCOD/m3V - 反应器容积，单位立方米

1) 反应器的体积和高度 采用水力停留时间进行设计时，体积(V)按公式(1)或(2)计算。选择反应器高度的原则是设计、运行和上综合考虑的结果。从设计、运行方面考虑：高度会影响上升流速，高流速增加系统扰动和污泥与进水之间的接触。但流速过高会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而使反应器的高度受到限制；高度与CO2溶解度有关，反应器越高溶解的CO2浓度越高，因此，pH值越低。如pH值低于最优值，会危害系统的效率。从经济上考虑: 土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反；考虑当地的气候和地形条件，一般将反应器建造在半地下减少建筑和保温费用。最经济的反应器高度(深度)一般是在4到6m之间，并且在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。2) 反应器的升流速度 对于UASB反应器还有其他的流速关系(图2)。对于日平均上升流速的推荐值见表3，应该注意对短时间(如2～6h)的高峰值是可以承受的(即暂时的高峰流量可以接收)。表3 UASB和EGSB允许上升流速(平均日流量) Vr＝0.25~3.0m/h0.75~1.0m/h 颗粒污泥絮状污泥 Vs≤1.5m/h颗粒污泥 Vo≤12m/h Vg＝1m/h3) 反应器的截面积和反应器的长、宽(或直径)在确定反应器的容积和高度(H)之后，可确定反应器的截面积(A)。从而确定反应器的长和宽，在同样的面积下正方形池的周长比矩形池要小，矩形UASB需要更多的建筑材料。以表面积为600m2的反应器为例，30×20m的反应器与15m×40m的反应器周长相差10%，这意味着建筑费用要增加10%。但从布水均匀性考虑，矩形在长/宽比较大较为合适。从布水均匀性和经济性考虑，矩形池在长/宽比在2:1以下较为合适。长/宽比在4:1时费用增加十分显著。圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12%。但这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。当建立两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用共用壁。对于采用公共壁的矩形反应器，池型的长宽比对造价也有较大的影响。如果不考虑其他因素，这是一个在设计中需要优化的参数。

-IC反应器是由四个不同的功能部分组合而成：即混合区、膨胀床部分、精处理区和回流部分。混合区：在反应器的底部，进入的污水与颗粒污泥及内部气体循环所带回的出水有效的混合，对原水进行有效的稀释和混合；膨胀床部分：这一区域由包含高浓度颗粒污泥的膨胀烟台定制厌氧颗粒污泥床构成。反应产生的沼气和内循环回流引起较高的上升流速，使反应器内的颗粒污泥处于膨胀状态。颗粒污泥和污水之间有效的接触使得污泥具有高的活性，可以获得高的有机负荷和转化效率。精处理区：这一区域的污泥负荷相对较低，水力停留时间相对较长和推流的流态相对平稳，而且沼气在精处理区产生的扰动小，使得生物可降解COD几乎全部的去除。虽然与UASB反应器条件相比，反应器总的负荷率较高，但因为内部循环体不经过精处理区，因此在精处理区的上升流速也较低，能保持最佳的固体停留。回流系统：分外回流和内回流，内部的回流是根据气提原理，利用上层与下层的气室间存在的压力差。回流的比例由产气量（进水COD浓度）决定，是自调节的。外回流是通过外回流泵控制回流水量在反应器的底部进入系统内，从而在膨胀床部分产生附加扰动，这使得系统的启动过程加快。一定制厌氧颗粒污泥厂家般在调试初期或发生冲击时启动外回流，可增加反应器的抗冲击能力。N-IC监控系统也是厌氧反应器的重要环节，它对N-IC的进水量、回流量、温度、沼气产量等进行监控。N-IC监控系统保证了系统高效稳定运行，避免反应器因水的波动受到冲击，造成长时间不能恢复正常运行，使整个运行管理简单、操作方便。

IC和UASB是厌氧反应器中最常见的两种结构形式。在之前的文章中，我们详细介绍了厌氧反应器-IC的结构，今天我们就来讲一讲UASB的结构和原理。1. UASB厌氧反应器的原理在UASB反应器中，废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程中。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环，这有利于颗粒污泥的形成和维持。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，向反应器顶部上升，上升到表面的污泥撞击三相分离器气体发射板的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，而气体则被收集到三相分离器的集气室。在集气室单元缝隙之下设置挡板（气体反射器），其作用是为了防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的紊动，而阻碍颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。由于三相分离器斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。同时随着流速降低，污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，而滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。2. UASB反应器的结构USAB反应器包括进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。如果考虑整个厌氧系统，还应该包括沼气收集和利用系统。但是由于沼气利用的途径和目标不确定，其利用系统也有很大的差别。在USAB反应器中最重要的设备是三相分离器，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。为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体颗粒的沉淀效果，三相分离器最主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床中产生的沼气。特别是在高负荷的情况下,在集气室下面设置反射板，是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室，另外挡板还有利于减少反应室内高产气量所造成的液体紊动。