污水从反应器的底部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与污泥颗粒的接触过程。在厌氧状态下产生的沼气（主要是甲烷和二氧化碳）引起内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升，上升到表面的污泥碰击三相分离器，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，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。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。由于分离器的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时降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀，累积在相分离器上的污泥絮体在一定程度将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回到反应区，这部分污泥又可与进水有机物发生反应。

 UASB 反应器由反应区和沉降区（分离区）两部分组成。反应区又可根据污泥的情况分为污泥悬浮层区和污泥床区。污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成， SS 浓度可达50~100g/ L 或更高。污泥悬浮层主要靠反应过程中产生的气体的上升搅拌作用形成，污泥浓度较低， SS 一般在5~40g/ L 范围内。在反应器上部设有气（沼气）、固（污泥）、液（废水）三相分离器，分离器首先使成的沼气气泡上升过程受偏折，然后沼气穿过水层进入气室，由导管排出反应器。脱气后的混合液在沉降区进一步进行固、液分离，沉降下的污泥返回反应区，使反应区内积累大量的微生物。待处理的废水由底部布水系统进入，厌氧反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程中，澄清后的处理水从沉淀区溢流排出。在 UASB 反应器中能够培养得到一种具有良好沉降性能和高比产甲烷活性的颗粒厌氧污泥，因而相对于其他同类装置，颗粒污泥 uasb 反应器具有一定的优势。

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