食品、生物、化工等行业排放大部分废水都属于高浓度有机废水，仅利用常规的物化、生化处理较难达到处理目的，同时存在投资大，操作管理难，运行成本高等一系列问题。随着科研的不断深入，厌氧反应器作为一种高效的生物膜处理方法渐渐登上舞台，它主要是利用微生物与污水中的有机物接触吸附分解有机物，以达到有效处理有机废水、废弃物的目的。目前厌氧反应器的发展已经历了三代，本期小沼将对这三代最具代表性的厌氧反应器及其优劣势进行梳理，望对君从事有机废水、废弃物处理及大中型沼气工程的建设有所帮助！第一代厌氧反应器第一代反应器以厌氧消化池为代表，废水与厌氧污泥完全混合，属低负荷系统。包括：常规厌氧反应器（CADT）、全混式反应器（CSTR）、厌氧接触消化器（ACP）等。1常规厌氧反应器（CADT）常规厌氧反应器也叫常规沼气池，是一种结构简单、应用广泛的工艺类型。该消化器无搅拌装置，原料在其中呈自然沉淀状态，一般分为4层，自上而下依次为浮渣层、上清液层、活性层和沉渣层，其中易于消化、活动旺盛的场所只限活性层，因而效率较低。我国农村较为常见。2全混式反应器（CSTR）全混式消化器是在常规消化器中安装了搅拌装置，使得原料处于完全混合状态，因而，使得活性区域遍布于整个消化区，效率相比于常规消化器明显提高，故又称高效消化器。该消化器常采用恒温连续投料或半连续投料运行，适用于高浓度及含有大量悬浮固体原料的处理。

一般来说，对于以产甲烷为主要目的的厌氧过程要求pH值在6.5~8.0之间，废水碱度偏低或运行负荷过高时，会引起反应器内挥发酸积累，导致产甲烷菌活力丧失而产酸菌大量繁殖，持续过久时，会导致产甲烷菌活力丧失殆尽而产乙酸菌大量繁殖，引起反应器系统的“酸化”。严重酸化发生后，反应器难以恢复至原有状态。厌氧消化作用失去平衡时会显示出如下“症状”：①沼气产量下降;②沼气中甲烷含量降低;③消化液VFA增高;④有机物去除率下降;⑤消化液pH值下降;⑥碳酸盐碱度与总碱度之间的差值明显增加;⑦洗出的颗粒污泥颜色变浅没有光泽;⑧反应器出水产生明显异味;⑨ORP(氧化还原电位)值上升等。1、厌氧反应器酸化的原因厌氧反应器超负荷运行我们都知道，在运行厌氧反应器的各项工艺控制条件中，污泥负荷是一个非常重要的控制参数。污泥负荷是指单位时间内施加给单位质量厌氧污泥的有机物的量，以kgSCOD/kgVS.d表示。对于某种废水，厌氧污泥具有一个最大的限制值，当运行的负荷超过该最大限制值，则意味着超负荷运行。虽然该限制值从污泥负荷的概念上理解是针对整个厌氧污泥，实际上真正的对象是针对厌氧污泥中的产甲烷菌。超负荷运行，实际上就是负荷量超过了厌氧污泥中产甲烷菌的产甲烷能力，而此时的负荷量往往并没有超过厌氧污泥的水解酸化能力。所以就出现了反应器的VFA开始累积，浓度不断上升，出水pH值降低，去除效率下降这种污泥酸化现象的发生。所以，了解厌氧反应器的污泥总量，并以此来维持合理的运行负荷，是预防厌氧反应器出现酸化的重要手段之一。2、pH值、温度等运行控制条件出现严重偏差由于厌氧污泥中产甲烷菌对其生存条件的要求比水解酸化菌苛刻的多，所以当反应器的pH值或温度的控制范围出现很大的偏差，就会使产甲烷菌的产甲烷能力受到严重影响，而水解酸化菌所受到的影响却远远小于产甲烷菌，其结果同样会导致厌氧反应器发生酸化现象。

-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。

三相分离器是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床，英文缩写UASB（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket）。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。因水流和气山西定制第三代厌氧反应器泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。UASB负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。工作原理反应器中的厌氧反应过程与其他厌氧生物处理工艺一样，包括水解，酸化，产乙酸和产甲烷等。通过不同的微生物参与底物的转化过程而将底物转化为产物——沼气、水等无机物在厌氧消化反应过程中参与反应的厌氧微生物主要有以下几种：①水解—发酵(酸化)细菌，它们将复杂结构的底物水解发酵成各种有机酸，乙醇，糖类，氢和二氧化碳；②乙酸化细菌，它们将一步水解发酵的产物转化为氢乙酸和二氧化碳；③产甲烷菌定制第三代厌氧反应器制造商，它们将简单的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氢等转化为甲烷UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。

IC 有如下几大特点：a、容积负荷率高，水力停留时间短IC反应器生物量大（可达到30~50g/L），污泥龄长。特别是由于存在着内、外循环，传质效果好。处理高浓度有机污水，进水容积负荷率可达 5～20kgCOD/m3·d。b、抗冲击负荷强在IC反应器中，当COD负荷增加时，沼气的产生量随之增加，内循环的气提增大。处理高浓度污水时，循环流量可达进水流量的10～20倍，污水中高浓度和有害物质得到充分稀释，大大降低有害程度，从而提高了反应器的耐冲击负荷能力；当COD负荷较低时，沼气产量也低，从而形成较低的内循环流。因此，内循环实际为反应器起到了自动平衡COD冲击负荷的作用。c、避免了固形物沉积有一些污水中含有大量的悬浮物质，会在 UASB 等流速较慢的反应器内发生累积，将厌氧污泥逐渐置换，最终使厌氧反应器的运行效果恶化乃至失效。而在IC 反应器中，高的液体和气体上升流速，将悬浮物冲击出反应器。d、基建投资省和占地面积小由于IC反应器的容积负荷率比普通的UASB反应器要高3～4倍以上，所以IC 反应器的体积为普通UASB反应器的1/4～1/3 左右，而且有很大的高径比，占地面积特别省，可降低反应器的基建投资，非常使用于占地面积紧张的厂家采用。

厌氧反应器是污水系统厌氧工艺段的主要设备，其运行的好坏直接影响整个污水处理系统的运行。今天，我们就来谈一谈IC厌氧反应器日常运行中的注意要点。IC反应器，即内循环厌氧反应器，由布水系统、上下两层三项分离器以及顶部的脱气罐构成。与UASB反应器相比，在相同处理速率的条件下，IC反应器具有更高的进水容积负荷和污泥负荷率。IC反应器的平均上升流速度可达到处理同类废水UASB反应器的16-20倍左右。相比其他结构的厌氧反应器，IC反应器具有如下优势：(1) 容积负荷高。 IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。(2) 投资省和占地面积小。IC反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右，其体积大约相当于普通反应器的1/4—1/3，大大降低了反应器的基建投资；而且IC反应器高径比很大（一般为2~8），所以占地面积少。(3) 抗冲击负荷能力强。处理低浓度废水（COD=2000~3000mg/l）时，反应器内循环流量可达进水量的2~3倍；处理高浓度废水（COD=10000~15000mg/l）时，内循环流量可达进水量的5~10倍。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了有毒物质对厌氧消化过程的影响。IC厌氧反应器的控制参数主要有以下几点：1. 污泥菌种厌氧污泥中具有处理污染物能力的就是细菌等有机物质，菌群的组成及菌种的成分决定了其颗粒强度、产甲烷活性及对污水的适应能力。一般来说，厌氧颗粒污泥中有机物成分占70%左右，污泥外部菌种主要为丝菌，污泥内部主要为杆菌、球菌等。2. pH值反应器进水PH值一般应控制在6.5~7.5之间，过高或过低的PH值都会对工艺造成影响，主要体现在对厌氧菌（主要是产甲烷菌）活性的影响，包括：影响菌体及酶系统的生理功能和活性影响环境的氧化还原电位影响基质的活性。产甲烷菌的这些性质功能遭到破坏后，处理COD的活性就会大大降低。3. 温度反应器进水温度要求控制在35~38之间。因为产甲烷菌大多数都属于中温菌，在这个范围内，其处理效率是很高的。当温度高于40℃时，处理效率会急剧下降。4. 容积负荷厌氧反应器具有很高的容积负荷，一般情况下为10~18kgCOD/m3/d(不同厂家的IC容积负荷会有差异，某些品牌的IC容积负荷可能更高)。短期内进水负荷的变化幅度最好不要过大，要让厌氧菌有一定的适应时间，应逐步增加或降低负荷。如果条件可以，尽量使其负荷在一个范围之间趋于稳定的状态。负荷过低或过高，都会对IC的正常厌氧处理产生巨大影响。