UASB 厌氧反应器设计与启动：HJ 2013-2012 参数、容积负荷表与三相分离器要点

一、适用范围与进水条件

HJ 2013-2012 适用于采用 UASB 反应器处理中、高浓度有机废水处理工程的设计、建设与运行管理。标准 2012 年 3 月 19 日批准，自 2012 年 6 月 1 日起实施。4.2.2 条规定 UASB 反应器应符合下列进水条件：

• pH 值宜为 6.0～8.0。
• 温度：常温厌氧宜为 20～25 ℃；中温厌氧宜为 35～40 ℃；高温厌氧宜为 50～55 ℃。
• 营养组合比（CODCr:氨氮:磷）宜为 100～500:5:1。
• BOD5/CODCr 的比值宜大于 0.3。
• 进水中悬浮物含量宜小于 1500 mg/L。
• 进水中氨氮浓度宜小于 2000 mg/L。
• 进水中硫酸盐浓度宜小于 1000 mg/L。
• 进水中 CODCr 浓度宜大于 1500 mg/L。
• 严格控制重金属、氰化物、酚类等物质进入厌氧反应器的浓度。

不满足上述条件时，宜采用相应预处理措施（格栅、沉砂、调节、酸化、营养盐投加、pH 与温度调节、加热保温）。

二、去除率基准

HJ 2013-2012 表 1 给出的 UASB 反应器污染物去除率参照值：CODCr 80%～90%；BOD5 70%～80%；SS 30%～50%。

三、容积负荷取值

反应器容积宜采用容积负荷计算法：V = Q × SO / (1000 × NV)，其中 V 为有效容积（m³），Q 为设计流量（m³/d），NV 为容积负荷，SO 为进水有机物浓度（mgCODCr/L）。容积负荷应通过试验或参照类似工程确定；缺少资料时可参考标准表 2：

• 进水 CODCr 2000～6000 mg/L：颗粒污泥 4～6 kgCODCr/(m³·d)；絮状污泥 3～5 kgCODCr/(m³·d)。
• 进水 CODCr 6000～9000 mg/L：颗粒污泥 5～8 kgCODCr/(m³·d)；絮状污泥 4～6 kgCODCr/(m³·d)。
• 进水 CODCr 大于 9000 mg/L：颗粒污泥 6～10 kgCODCr/(m³·d)；絮状污泥 5～8 kgCODCr/(m³·d)。
• 高温厌氧情况下反应器负荷宜在上表基础上适当提高。

四、池体与结构

• 工艺设计宜设置两个系列，便于灵活调节、分别培养污泥和启动；反应器最大单体体积应小于 3000 m³。
• 有效水深应在 5～8 m 之间。
• 反应器内废水的上升流速宜小于 0.8 m/h。
• 材料宜采用钢筋混凝土、不锈钢、碳钢；混凝土结构宜在气液交界面上下 1.0 m 处采用环氧树脂防腐，碳钢结构应采用可靠防腐材料。
• 钢制反应器保温材料常用聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、玻璃丝棉、泡沫混凝土、膨胀珍珠岩等。

五、布水装置

• 宜采用多点布水装置。进水管负荷：颗粒污泥每个进水口负责布水面积 0.5～2 m² 时负荷 2～4 kgCODCr/(m³·d)，面积大于 2 m² 时负荷大于 4；絮状污泥布水面积 1～2 m² 时负荷小于 1～2，面积 2～5 m² 时负荷大于 2。
• 布水装置进水点距反应器池底宜保持 150～250 mm。
• 一管多孔式布水孔口流速应大于 2 m/s，穿孔管直径应大于 100 mm。
• 枝状布水支管出水孔向下距池底宜为 200 mm；出水管孔径 15～25 mm；出水孔处宜设 45° 斜向下布导流板，出水孔应正对池底。

六、三相分离器

三相分离器是决定污泥保留与沼气收集效率的核心部件，主要控制指标：

• 宜采用整体式或组合式三相分离器。
• 沉淀区的表面负荷宜小于 0.8 m³/(m²·h)，沉淀区总水深应大于 1.0 m。
• 出气管直径应保证从集气室顺利引出沼气。
• 集气室上部应设置消泡喷嘴。
• 材质宜选用 HDPE、碳钢、不锈钢；采用碳钢应进行防腐处理。

七、出水收集、排泥与沼气

• 出水收集装置设在反应器顶部；矩形断面宜采用几组平行出水堰，圆形断面宜采用放射状多槽或多边形槽。
• 集水槽上应加设三角堰，堰上水头大于 25 mm，水位宜在三角堰齿 1/2 处；出水堰口负荷宜小于 1.7 L/(s·m)。
• 处理含蛋白质、脂肪或大量悬浮固体的废水时，宜在出水收集装置前设置挡板。
• 污泥产率为 0.05～0.10 kgVSS/kgCODCr；宜采用重力多点排泥，排泥点设在污泥区中上部（三相分离器下 0.5～1.5 m）和底部；排泥管管径应大于 150 mm，底部排泥管可兼作放空管。
• 沼气产率为 0.45～0.50 Nm³/kgCODCr；沼气利用须经脱水、脱硫处理，储气柜容积根据用途确定。
• 沼气日产量低于 1300 m³ 的 UASB 反应器宜作为炊事、采暖或厌氧换热热源；高于 1300 m³ 宜进行发电利用。

八、启动与运行监控

• UASB 反应器应设置 pH 计、温度计、污泥界面仪等在线仪表，在线检测应符合 HJ/T 353 的规定。
• 调节池出水端宜设置温度、pH 自动检测装置，检测值用于控制温度和药剂投加。
• 颗粒污泥宜设存储装置，经静置排水后作为接种污泥；絮状污泥宜与好氧池剩余污泥合并脱水处理。
• 运行中应每日监测 pH、挥发性脂肪酸（VFA）与碱度；VFA/碱度比值升高是酸化预警信号，需及时降低负荷或补充碱度。

九、参考资料

• HJ 2013-2012 升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程技术规范（生态环境部发布稿）
• 酿造工业废水治理工程技术规范（UASB 用于酿造综合废水的设计参数）