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，从而使反应器的抚顺定制升流式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时费用增加定制升流式厌氧反应器制造商十分显著。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。

厌氧颗粒污泥分为淀粉、淀粉糖、柠檬酸、酒精、造纸等行业高浓度污水处理系统中的高负荷厌氧反应器(EGSB、IC)生产出的新鲜颗粒污泥。厌氧反应器的容积负荷、上升流速和去除率均分别高于20kgCOD/(m3˙d)，5m/h和90%。作为接种污泥可用于淀粉、淀粉糖、柠檬酸、酒精、啤酒、造纸、蛋白、食品、味精等行业的污水处理系统中高负荷厌氧反应器(IC、EGSB、UASB等)的启动运行。培养颗粒污泥需考虑的因素基质培养颗粒污泥首先对基质有一定的要求，一般的，在培养颗粒污泥的基质中COD:N:P=110~200:5:1。而有机废液的基质可分为偏碳水化合物类和偏蛋白质类。为了能顺利培养出颗粒污泥，对于偏碳水化合物类的污水需要添加N和P。而对于偏蛋白质类的污水需要添加碳源(如葡萄糖等)。温度废水中的厌氧处理主要依靠微生物的生命活动来达到处理的目的，不同微生物的生长需要不同的温度范围。温度稍有差别，就可在两类主要种群之间造成不平衡。颗粒污泥在低温(15~25℃)、中温(30~40℃)和高温(50~60℃)都有过成功的经验。一般的，高温较中温的培养时间短，但由于高温下NH3与某些化合物混合毒性会增加，因而导致其应用上受一定的限制;中温一般控制在35℃左右，在其它条件适当的情况下，经1~3个月可成功的培养出颗粒污泥;低温下培养颗粒污泥的研究较少。PH值反应器内pH值范围应控制在产甲烷菌最适的范围内(6.8-7.2)。由于不同性质的废水有不同的pH值，为了保证反应器内pH值的稳定，防止酸积累而产生的对产甲烷菌的抑制，可采用向废水中添加化学药品如NaHCO3、Na2CO3、Ca(OH)2等物质。

市场上厌氧反应器的类型有很多，如EGSB、UASB、外循环和内循环等，由于环保公司在建造厌氧反应器时非常注意保密，使得一些运行了好多年的站长，也不知道厌氧反应器的结构，感觉特别神秘，出现异常问题时，也不知如何应对。1.ic厌氧反应器内部2. 运行流程污水通过进水（1）进入布水器（2），与下降管（9）循环来的污泥和水均匀混和后，进入第一个反应区，即流化床反应室（3）。在这里，大部分COD被降解为沼气，由一级三相分离器（4）收集，并产生气体提升。气体被提升的同时，带动水和污泥作向上运动，经过上升管（5）达到位于反应器顶部的气液分离（8），在这里沼气从水和污泥中分离，进入沼气收集管（11）。水和污泥混和经过同心的下降管（9）直接滑落到反应器底部形成内部循环流。第一级反应区的出水向上进入深度净化反应室（6）内被深度处理，在那里剩余的可厌氧生物降解的COD被去除，在上层分离区产生的沼气被顶部的二级三相分离器（7）收集，并由集气管输送到顶部旋流式气液分离器（8），实现沼气分离和收集。同时，厌氧出水（10）经过出水堰流出进入后续工艺单元。3. 工艺过程按照反应器降解COD的原理，可分为四个工艺过程：布水系统、流化床反应室、内循环系统和深度净化反应室。(1) 进液和混合-布水系统进入反应器的废水与从IC反应器上部返回的循环水、反应器底部的污泥有效地混合，对进水进行了充分的稀释和均质，可以大幅提高反应器的抗冲击能力。为了保证布水均匀，提高去除率，布水系统采用了特别设计的罩子形状，这种特殊设计还可以避免布水系统堵塞、板结。(2) 流化床反应室废水和颗粒污泥在进水与循环水的共同推动下，迅速进入流化床反应室。通过较高的上升流速，使废水和污泥之间发生强烈的接触，大幅提高污染物向颗粒污泥的传质速率，提高降解速度，使得厌氧反应器具有较高的处理能力。(3) 内循环系统在流化床反应室和深度净化反应室中，厌氧产生的沼气经三相分离器收集后进入上升管，同时，气提原理使气、水、污泥混合物经上升管快速上升，在反应器顶部经气液分离器分离，剩余的泥水混合物经过下降管向下流入反应器底部，由此在反应器内形成循环流。气提的动力来自于上升管和下降管中气体含量的巨大差距，因此，这个泥水混合物的内循环不需要任何外加动力。

EGSB、UASB等所有的厌氧内部的三相分离器等是指反应器内的三相分离器造，三相分离器的设计直接影响气、液、固三相在反应器内的分离效果和反应器的处理效果。对污泥床的正常运行和获得良好的出水水质起十分重要的作用； 1、沉淀区的表面水力负荷<1.0m/h； 2、三相分离器集气罩顶以上的覆盖水深可采用0.5～1.0m； 3、沉淀区四壁倾斜角度应在45º～60º之间，使污泥不积聚，尽快落入反应区内； 4、沉淀区斜面高度约为0.5～1.0m； 5、进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙的流速≤2m/h； 1､沉淀区的设计主要考虑沉淀区的表面积和水深这两个因素｡由于沉淀区的厌氧污泥与出水中残余的有机物尚能起生化反应,在沉淀区仍有少量的沼气产生，对沉淀区的固液分离有些干扰，因此在处理高浓度有机废水时,表面负荷率应采用得小一些，一般表面负荷率<1.0m³/h，且沉淀区进水口的水流上升速度应小于2m/s｡为获得良好的固液分离效果，沉淀区斜面的高建议为0.5~1.0m，斜面与水平方向的夹角在45°~60°之间，且光滑，以利于污泥下滑返回反应区。总沉淀水深应≥1.5m，水力停留时间介于1.5～2h，分离气体的挡板与分离器壁重叠在20mm以上；以上条件如能满足，则可达到良好的分离效果。2､回流缝的设计为了使回流缝的水流稳定,回流缝中水流的速度不能太高,以确保良好的气､固､液三相的分离效果,并使沉淀区沉降下来的污泥能迅速顺利地回流至反应区,回流缝中水流速度一般<2m/s｡为达到气液分离目的,气封与沉淀区的斜面必须重叠｡重叠的水平距离越大,气体的分离效果越好,对沉淀区固液分离效果的影响越小,重叠部分一般在0.1~0.2m之间｡3､气液分离设计确定了三相分离器的基本尺寸后,还应校核气液分离效果是否满足要求｡为了保证气泡不进人沉淀室,就必须使回流缝宽度和气液分离斜面的长度,以及气泡上升速度满足一定的关系,以使气泡合成速度方向的指向不低于沉淀室的缝隙口边缘点｡气泡分离而不进入沉淀室的必要条件是：vb/va>BC/AB｡气泡垂直上升速度vb的大小与碰撞系数β,气泡直径dg(cm),水温T(℃),废水的密度ρl(g·cm-3)和气体的密度ρg(g/cm³),废水的动力粘滞系数μ(g·cm-1s-1)和运动粘滞系数γ(cm2·s-1)等因素有关｡当雷诺数Re<2时,气泡的上升流速可用斯托克斯公式计算:vb=β×g(ρl-ρg)d2g÷(18×μ)｡