UASB厭氧反應(yīng)器可分為兩個(gè)區(qū)域，反應(yīng)區(qū)和氣、液、固三相分離區(qū)。在反應(yīng)區(qū)下部，是由沉淀性能良好的污泥（顆粒污泥或絮狀污泥），形成厭氧污泥床。當(dāng)廢水由底部進(jìn)入反應(yīng)器后，由于水的向上流動和產(chǎn)生的大量氣體上升形成了良好的自然攪拌，并使一部分污泥在反應(yīng)區(qū)的污泥床上方形成相對稀薄的污泥懸浮層。懸浮液進(jìn)入分離區(qū)后，氣體進(jìn)入集氣室被分離，含懸浮液的廢水進(jìn)入分離區(qū)的沉降室，由于氣體已被分離，在沉降室擾動很小，污泥在此沉降，由斜面返回反應(yīng)區(qū)。
UASB的設(shè)計(jì)
UASB的工藝設(shè)計(jì)主要是計(jì)算UASB的容積、產(chǎn)氣量、剩余污泥量、營養(yǎng)需求的平衡量。
UASB的池形狀有圓形、方形、矩形。污泥床高度一般為3-8m，多用鋼筋混凝土建造。當(dāng)污水有機(jī)物濃度比較高時(shí)，需要的沉淀區(qū)與反應(yīng)區(qū)的容積比值小，反應(yīng)區(qū)的面積可采用與沉淀區(qū)相同的面積和池形。當(dāng)污水有機(jī)物濃度低時(shí)，需要的沉淀面積大，為了保證反應(yīng)區(qū)的一定高度，反應(yīng)區(qū)的面積不能太大時(shí)，則可采用反應(yīng)區(qū)的面積小于沉淀區(qū)，即污泥床上部面積大于下部的池形。
氣液固三相分離器是UASB的重要組成部分，它對污泥床的正常運(yùn)行和獲良好的出水水質(zhì)起十分重要的作用，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予特別的重視。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，三相分離器應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求:
1、混和液進(jìn)入沉淀區(qū)之關(guān)，必須將其中的氣泡予以脫出，防止氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)影響沉淀;
2、沉淀器斜壁角度約可大于45度角;UASB厭氧反應(yīng)器啟動前注意事項(xiàng)
3、沉淀區(qū)的表面水力負(fù)荷應(yīng)在0.7m3/m2.h以下，進(jìn)入沉淀區(qū)前，通過沉淀槽低縫的流速不大于2m/m2.h;
4、處于集氣器的液一氣界面上的污泥要很好地使之浸沒于水中;
5、應(yīng)防止集氣器內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫。
第2、3兩個(gè)條件可以通過適當(dāng)選擇沉淀器的深度-面積比來加以滿足。
對于低濃度污水，主要用限制表面水力負(fù)荷來控制;對于中等濃度和高濃度污水，在高負(fù)荷下，單位橫截面上釋放的氣體體積可能成為一個(gè)臨界指標(biāo)。但是直到現(xiàn)在國內(nèi)外所取得的成果表明，只要負(fù)荷率不超過20kgCOD/m3.d，UASB高度尚未見到有大于10m的報(bào)道，第三代厭氧反應(yīng)器除外。
污泥與液體的分離基于污泥絮凝、沉淀和過濾作用。所以在運(yùn)行操作過程中，應(yīng)該盡可能創(chuàng)造污泥能夠形成絮凝沉降的水力條件，使污泥具有良好的絮凝、沉淀性能，不僅對于分離器的工作是具有重要意義，對于整個(gè)有機(jī)物去除率更加至關(guān)重要。
特別要注意避免氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，要使固--液進(jìn)入沉淀區(qū)之前就與氣泡很好分離。在氣--液表面上形成浮渣能迫使一些氣泡進(jìn)入沉淀區(qū)，所以在設(shè)計(jì)中必須事先就考慮到:
(1)采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，盡可能避免浮渣的形成條件，防范浮渣層的形成;
(2)必須要有沖散浮渣的設(shè)施或裝置，在污泥反應(yīng)區(qū)一旦出現(xiàn)浮渣的情況下，能夠及時(shí)破壞浮渣層的形成，或能夠及時(shí)排除浮渣。
如上所述，UASB中污水與污泥的混合是靠上升的水流和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣泡來完成的。因此，一般采用多點(diǎn)進(jìn)水，使進(jìn)水均勻地分布在床斷面上，其中的關(guān)鍵是要均勻--勻速、勻量。
UASB容積的計(jì)算一般按有機(jī)物容積負(fù)荷或水力停留時(shí)間進(jìn)行。設(shè)計(jì)時(shí)可通過試驗(yàn)決定參數(shù)或參考同類廢水的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)。
UASB厭氧反應(yīng)器啟動前注意事項(xiàng)
5.1 對初期啟動UASB目標(biāo)要明確。對UASB（第一階段）啟動初期，不要追求反應(yīng)器的處理效率和出水質(zhì)量。初期的目標(biāo)是使反應(yīng)器逐漸進(jìn)入“工作”狀態(tài)。是使菌種由休眠狀態(tài)恢復(fù)、活化的過程。在這一過程中，當(dāng)菌種從休眠狀態(tài)中恢復(fù)到營養(yǎng)細(xì)胞的狀態(tài)后，它們還要經(jīng)歷對廢水性質(zhì)的適應(yīng)。在整個(gè)馴化增殖過程中，而原種污泥中可能濃度較低甲烷菌增長速度相對于產(chǎn)酸菌要慢得多。因此在顆粒污泥出現(xiàn)前的這一段相當(dāng)長。這一段不可能快，也不能較大的負(fù)荷。
5.2 當(dāng)廢水CODcr濃度低于2000mg/L時(shí)，一般不需要稀釋，可直接進(jìn)液。當(dāng)廢水CODcr濃于2000mg/L時(shí)，可采用進(jìn)水稀釋，增大進(jìn)水量，促使處理設(shè)施水流分布均勻。
5.3 負(fù)荷增加的操作方法：啟動最初負(fù)荷可從0.1~2.0 kgCOD/m3·d開始，當(dāng)降解的CODcr去除率達(dá)到80%后，再逐步增大負(fù)荷。負(fù)荷不應(yīng)增加太快，只要略高于容積負(fù)荷0.1 kgCOD/m3·d即可。水力保留時(shí)間大于24小時(shí)。連續(xù)。直到氣體產(chǎn)生。5天后檢查產(chǎn)氣是否達(dá)到略高于0.1 m3/m3·d。如果5天后反應(yīng)器產(chǎn)氣量仍未達(dá)到這一數(shù)值，可以停止進(jìn)水，3天后再恢復(fù)進(jìn)液，直到產(chǎn)氣量增加達(dá)到0.1 m3/m3·d。
檢查出水VFA，VFA過高，則表示反應(yīng)器負(fù)荷相當(dāng)于當(dāng)時(shí)的菌種活力偏高。出水VFA若高于8mmol/l，則停止進(jìn)水，直到反應(yīng)器內(nèi)VFA低于3mmol/l后，再繼續(xù)以原濃度、原負(fù)荷進(jìn)水，如果出水VFA低于3mmol/l，說明反應(yīng)器良好。
5.4 增加負(fù)荷量：
增加負(fù)荷量可以通過增大進(jìn)水量，或者降低進(jìn)水稀釋比的方法，負(fù)荷每次可提升20~30%，可以重復(fù)進(jìn)行。每次操作所需時(shí)間長短不同，時(shí)長達(dá)兩周，時(shí)僅需幾天，要根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷，直到達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷為止。
5.5 水力停留時(shí)間：水力停留時(shí)間對于厭氧工藝的影響是通過上升流速來表現(xiàn)的。一方面高的液體流速增加污水內(nèi)進(jìn)水區(qū)的擾動，因此增加了生物污泥與進(jìn)水機(jī)物之間的接觸，利于提高去除率。在采用傳統(tǒng)的UASB的情況下，上升流速的平均值一般不超過0.5m/h。這是為顆粒污泥形成的重要條件之一。
5.6 中始終保持VFA/ALK=0.3以下。否則揮發(fā)性脂肪酸積累失敗。
