厌氧流化床反应器是一种高效的生物膜法处理方法。它是利用砂等大表面积的物质为载体。厌氧微生物以膜形式结在砂或其它载体的表面，在污水中成流动状态，微生物与污水中的有机物进行接触吸附分解有机物，从而达到处理的目的。厌氧反应器，在国内外厌氧处理中率先采用以砂为载体，设备结构为内外两个圆筒，利用特制的轴流泵，使污水和有机生物膜的砂在外筒中进行循环，达到流化的目的。由于砂的比表面积大，每立方米可5500-6500m2/m3(折合一般填料40-50m3)，因而生物接触面积特别大，因而处理效率很高，每立方米有效反应器容积可每天处理COD达35-45公斤COD/m3。
UASB反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。
在UASB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/颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器第一个主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床/层中产生的沼气，特别是在高负荷的情况下，在集气室下面反射板的作用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絮动。反应器的设计应该是只要污泥层没有膨胀到沉淀器，污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室(应该认识到有时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。相反，存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分散的污泥颗粒/絮体，同时它还对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用)。只一方面，存在一定可供污泥层膨胀的自由空间，以防止重的污泥在暂时性的有机或水力负荷冲击下流失是很重要的。水力和有机(产气率)负荷率两者都会影响到污泥层以及污泥床的膨胀。UASB系统原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础上，并结合在反应器内设置污泥沉淀系统使气、液、固三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮状污泥或颗粒型污泥)是UASB系统良好运行的根本点。
分离装置
三相分离器是UASB反应器最有特点和最重要的装置。它同时具有两个功能：
1) 能收集从分离器下的反应室产生的沼气;
2) 使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。
三相分离器设计要点汇总：
1) 集气室的隙缝部分的面积应该占反应器全部面积的15～20%;
2) 在反应器高度为5～7m时，集气室的高度在1.5～2m;
3) 在集气室内应保持气液界面以释放和收集气体，防止浮渣或泡沫层的形成;
4) 在集气室的上部应该设置消泡喷嘴，当处理污水有严重泡沫问题时消泡;
5) 反射板与隙缝之间的遮盖应该在100～200mm以避免上升的气体进入沉淀室;
6) 出气管的直管应该充足以保证从集气室引出沼气，特别是有泡沫的情况。
对于低浓度污水处理，当水力负荷是限制性设计参数时，在三相分离器缝隙处保持大的过流面积，使得最大的上升流速在这一过水断面上尽可能的低是十分重要的。
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