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

-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鸡西定制内循环厌氧反应器床构成。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。一定制内循环厌氧反应器制造商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。

EGSB、UASB等所有的厌氧内部的三相分离器等是指反应器内的三相分离器造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用； 1、沉淀区的表面水力负荷<1.0m/h； 2、三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5～1.0m； 3、沉淀区四壁倾斜角度应在45º～60º之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区内； 4、沉淀区斜面高度约为0.5～1.0m； 5、进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h； 1､沉淀区的设计主要考虑沉淀区的表面积和水深这两个因素｡由于沉淀区的厌氧污泥与出水中残余的有机物尚能起生化反应,在沉淀区仍有少量的沼气产生，对沉淀区的固液分离有些干扰，因此在处理高浓度有机废水时,表面负荷率应采用得小一些，一般表面负荷率<1.0m³/h，且沉淀区进水口的水流上升速度应小于2m/s｡为获得良好的固液分离效果，沉淀区斜面的高建议为0.5~1.0m，斜面与水平方向的夹角在45°~60°之间，且光滑，以利于污泥下滑返回反应区。总沉淀水深应≥1.5m，水力停留时间介于1.5～2h，分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm以上；以上条件如能满足，则可达到良好的分离效果。2､回流缝的设计为了使回流缝的水流稳定,回流缝中水流的速度不能太高,以确保良好的气､固､液三相的分离效果,并使沉淀区沉降下来的污泥能迅速顺利地回流至反应区,回流缝中水流速度一般<2m/s｡为达到气液分离目的,气封与沉淀区的斜面必须重叠｡重叠的水平距离越大,气体的分离效果越好,对沉淀区固液分离效果的影响越小,重叠部分一般在0.1~0.2m之间｡3､气液分离设计确定了三相分离器的基本尺寸后,还应校核气液分离效果是否满足要求｡为了保证气泡不进人沉淀室,就必须使回流缝宽度和气液分离斜面的长度,以及气泡上升速度满足一定的关系,以使气泡合成速度方向的指向不低于沉淀室的缝隙口边缘点｡气泡分离而不进入沉淀室的必要条件是：vb/va>BC/AB｡气泡垂直上升速度vb的大小与碰撞系数β,气泡直径dg(cm),水温T(℃),废水的密度ρl(g·cm-3)和气体的密度ρg(g/cm³),废水的动力粘滞系数μ(g·cm-1s-1)和运动粘滞系数γ(cm2·s-1)等因素有关｡当雷诺数Re<2时,气泡的上升流速可用斯托克斯公式计算:vb=β×g(ρl-ρg)d2g÷(18×μ)｡

概述厌氧处理已经成功地于各种高、中浓度的废水处理中。虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决，但是当污水中含有抑制性物质时，如含有硫酸盐的味精废水在处理上仍有一定的难度。在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器，所以本文重点讨论UASB反应器的设计方法。但是，其与其它的厌氧处理工艺有一定的共同点，例如，流化床和UASB都有三相分离器。而UASB和厌氧滤床对于布水的要求是一致的，所以结果也可以作为其他反应器设计。包含厌氧处理单元的水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气的收集、处理和利用)、好氧后处理和污泥处理等部分，可以用图1所示的流程表示。二、UASB系统设计1.预处理设施一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐和pH调控系统。格栅和沉砂池的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体，这对对于保护各种类型厌氧反应器的布水管免于堵塞是必需的。当污水中含有砂砾时，例如以薯干为原料的酿酒废水，怎么强调去除砂砾的重要性也不过分。不可生物降解的固体，在厌氧反应器内积累会占据大量的池容，反应器池容的不断减少最终将导致系统完全失效。由于厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。在调节池中设有沉淀池时，容积需扣除沉淀区的体积；根据颗粒化和pH调节的要求，当废水碱度和营养盐不够需要补充碱度和营养盐(N、P)等；可采用计量泵自动投加酸、碱和药剂，通过调节池水力或机械搅拌达中和作用。同时，酸化池或两相系统是去除和改变，对厌氧过程有抑制作用的物质、改善生物反应条件和可生化性也是厌氧预处理的主要手段，也是厌氧预处理的目的之一。仅考虑溶解性废水时，一般不需考虑酸化作用。对于复杂废水，可在调节池中取得一定程度的酸化，但是完全的酸化是没有必要的，甚至是有害处的。因为达到完全酸化后，污水pH会下降，需采用投药调整pH值。另外有证据表明完全酸化对UASB反应器的颗粒过程有不利的。