废水厌氧生物处理是环境工程与能源工程中的一项重要技术，是有机废水强有力的处理方法之一，过去，它多用于城市污水厂的污泥、有机废料及其部分高浓度有机废水的处理，在建筑物形式上主要采用普通消化池，由于存在水力停留时间长、有机负荷低等缺点，较长时间限制了它在废水处理中的应用，20世纪70年代以来，世界能源短缺日益突出，能生产能源的废水厌氧技术受到重视，研究与实践不断深入，开发了各种新型工艺与设备，大幅度地提高了厌氧反应器内活性污泥的持有量，使处理时间大大缩短，效率提高。● 应用范围广● 能耗低● 负荷高● 剩余污泥量少● 氮、磷营养需要量较少● 厌氧处理过程有一定杀菌作用，可以杀死废水与污水中的寄生虫、病毒等● 厌氧活性污泥可以长期储存，厌氧反应器可以季节性或间歇性运转。三个方面的缺点：● 厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处理时间比好氧设备大● 出水往往需要进一步处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理● 厌氧处理系统操作控制因素较为复杂

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。

1) 反应器的体积和高度 采用水力停留时间进行设计时，体积(V)按公式(1)或(2)计算。选择反应器高度的原则是设计、运行和上综合考虑的结果。从设计、运行方面考虑：高度会影响上升流速，高流速增加系统扰动和污泥与进水之间的接触。但流速过高会引起污泥流失，为保持足够多的污泥，上升流速不能超过一定的限值，从而使反应器的莱芜定制高效厌氧反应器高度受到限制；高度与CO2溶解度有关，反应器越高溶解的CO2浓度越高，因此，pH值越低。如pH值低于最优值，会危害系统的效率。从经济上考虑: 土方工程随池深增加而增加，但占地面积则相反；考虑当地的气候和地形条件，一般将反应器建造在半地下减少建筑和保温费用。最经济的反应器高度(深度)一般是在4到6m之间，并且在大多数情况下这也是系统最优的运行范围。2) 反应器的升流速度 对于UASB反应器还有其他的流速关系(图2)。对于日平均上升流速的推荐值见表3，应该注意对短时间(如2～6h)的高峰值是可以承受的(即暂时的高峰流量可以接收)。表3 UASB和EGSB允许上升流速(平均日流量) Vr＝0.25~3.0m/h0.75~1.0m/h 颗粒污泥絮状污泥 Vs≤1.5m/h颗粒污泥 Vo≤12m/h Vg＝1m/h3) 反应器的截面积和反应器的长、宽(或直径)在确定反应器的容积和高度(H)之后，可确定反应器的截面积(A)。从而确定反应器的长和宽，在同样的面积下正方形池的周长比矩形池要小，矩形UASB需要更多的建筑材料。以表面积为600m2的反应器为例，30×20m的反应器与15m×40m的反应器周长相差10%，这意味着建筑费用要增加10%。但从布水均匀性考虑，矩形在长/宽比较大较为合适。从布水均匀性和经济性考虑，矩形池在长/宽比在2:1以下较为合适。长/宽比在4:1时费用增加定制高效厌氧反应器厂家十分显著。圆形反应器在同样的面积下，其周长比正方形的少12%。但这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。当建立两个或两个以上反应器时，矩形反应器可以采用共用壁。对于采用公共壁的矩形反应器，池型的长宽比对造价也有较大的影响。如果不考虑其他因素，这是一个在设计中需要优化的参数。

1、厌氧反应器内出现泡沫、化学沉淀等不良现象的原因是什么? 厌氧反应器中有时会产生大量泡沫，泡沫呈半液半固状，严重时可充满气相空间并带入沼气管道，导致沼气系统的运行困难。 产生泡沫的主要原因是厌氧系统运行不稳定，因为泡沫主要是由于CO2产量太大形成的，当反应器内温度波动或负荷发生突变等情况发生时，均可导致系统运行的不稳定和CO2的产量增加，进而导致泡沫的产生。如果将运行不稳定因素及时排除，泡沫现象一般也会随之消失。在厌氧污泥培养初期，由于CO2产量大而甲烷产量少，也会出现泡沫，随着甲烷菌的培养成熟，CO2产量减少，泡沫一般也会逐渐消失。进水中含有蛋白质是产生泡沫的一个原因，而微生物本身新陈代谢过程中产生的一些中间产物也会降低水的表面张力而生成气泡。厌氧生物处理过程中大量产气会产生类似好氧处理的曝气作用而形成气泡问题，负荷突然升高所带来的产气量突然增加也可能出现泡沫问题。碳酸钙(CaCO3)沉淀：处理废水钙含量高或利用石灰补充碱度，都会增加产生碳酸钙沉淀的可能性。高浓度的碳酸氢盐和磷酸盐都有利于钙的沉淀。鸟粪石(MgNH4PO4)沉淀：进水中含有较高浓度的溶解性正磷酸盐、氨氮和 镁离子时，就会生成鸟粪石沉淀。厌氧处理系统鸟粪石沉淀主要在管道弯头、水泵入口和二沉池进出口等处出现。2、厌氧生物处理的三个阶段是怎样的?理论研究认为三个阶段，即厌氧消化过程分为水解发酵阶段、产乙酸产氢阶段、产甲烷阶段三部分。

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。