实用汇总，13种厌氧生物反应器原理！目前，厌氧微生物处理是高浓度有机废水处理过程中不可缺少的一个处理阶段。它不仅能耗低，而且可以生产沼气作为二次利用的能源。厌氧反应的容积负荷远大于好氧反应的容积负荷，而处理等量COD厌氧反应的投资较低。
目前常用的厌氧处理方法是：UASB，EGSB，CSTR，IC，ABR，UBF等。其他厌氧处理方法包括：AF，AFBR，USSB，AAFEB，USR，FPR，两相厌氧反应器等。
1。UASB——上流式厌氧污泥床反应器
uasb是一种英文缩写，表示向上流动的、不能吸收的细长床/毯子。称为上游厌氧污泥床反应器，是处理污水的厌氧生物方法，又称升厌氧污泥床。它是由荷兰的Lettinga教授在1977年发明的(Ding Yinian)。
UASB由三部分组成：污泥反应区、气-液-固三相分离器(包括沉淀区)和气室。底部反应区储存了大量的厌氧污泥，沉淀和凝结性能好的污泥在下部形成了一层污泥层。待处理的污水从厌氧污泥床底部流入污泥层与污泥混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物并转化为沼气。沼气不断地以微小气泡的形式释放出来，在上升的过程中，这些微小的气泡继续合并逐渐形成较大的气泡。在污泥床的上部，由于沼气的搅动，污泥浓度较低的污泥与水一起上升到三相分离器中。当沼气接触到分离器下部的反射器时，它围绕反射器弯曲，然后穿过水层进入气室。浓缩在气室沼气中，经导管输出，固液混合物反射到三相分离器的沉淀区，使污水中的污泥絮凝，颗粒逐渐增多，在重力作用下沉降。斜壁上沉淀的污泥沿斜壁滑回厌氧反应区，使大量污泥在反应区内堆积，从沉淀区溢流堰上部分离出的污水从溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
2。EGSB-厌氧颗粒污泥膨胀床反应器
EGSB(Expanded Granular Sludge Blanket Reactor)是一种中文名称膨胀颗粒污泥床，是第三代厌氧反应器。它最初由Lettinga等人于20世纪90年代初开发。在荷兰瓦根根农业大学。
其结构与UASB反应器相似，可分为进水分配系统、反应区、三相分离区和出水渠系统。与UASB反应器不同，EGSB反应器具有特殊的出水回流系统。EGSB反应器一般为圆柱形塔，其特点是高径比大，可达3~5，生产装置反应器高度可达15~20m。颗粒污泥膨胀床改善了废水中有机物与微生物的接触，强化了传质效果，提高了反应器的生化反应速度，极大地提高了反应器的处理效率。
通过对底污泥区与上、中气、液、固三相分离区的结合，通过回流和结构设计，使废水在反应区具有较高的向上流动率，反应器中的颗粒污泥处于膨胀态厌氧反应器中。
3。CSTR-完全混合厌氧反应器(也称为连续流混合搅拌反应器)
连续搅拌反应器系统，或全混合厌氧反应器(连续搅拌槽式反应器)，简称CSTR，是一种使发酵原料和微生物处于完全混合状态的厌氧处理技术。
发酵和沼气生产过程是在一个封闭的罐内完成的。在消化池内设置搅拌装置，使发酵原料与微生物完全混合。进料方式采用恒温连续加料或半连续加料操作。由于搅拌作用的影响，新原料在发酵罐中迅速与所有发酵液中的细菌混合，使发酵基质浓度始终较低，以降解废水中的有机污染物，去除厌氧废水生物处理器中的悬浮物。
4。IC——内循环厌氧反应器
icta类似于两层串联式的uasb反应器，在每个厌氧反应器的顶部有一个空气、固体和液体的三相分离器。它由两个反应室组成。废水从反应堆的底部向上流动，污染物被细菌吸附并降解，净化的水从反应堆上部流出。
采用IC塔下部第一个升流厌氧反应器产生的沼气作为升程的内动力，即立管与回流管的混合气密度差，实现了下部混合气的内循环，加强了废水的预处理。上述第二个UASB对废水进行后处理(或精细处理)，使出水达到预期的处理要求。污水由底部的污泥区和中上部的气、液、固三相分离区组成，通过回流和结构设计，使污水在反应区有较高的上升率。在厌氧反应器条件下，反应器中的颗粒污泥处于膨胀状态。
5。ABR-厌氧折流板反应器
厌氧折流板反应器(Anaerobicba edreactor，ABR)是由McCarty和Bachmann等人开发和开发的一种新型高效解剖学。1982年基于第二代厌氧反应器的工艺性能总结。氧气生物处理装置。本实用新型的特点是反应器有一个垂直导流板，反应器分为几个串联的反应室，每个反应室是一个相对独立的上流式污泥床系统，污泥形式为造粒或存在絮状物。
导流板引导水流上下运动，逐个通过反应室内的污泥床。进水中的基质与微生物有充分的接触，可以被降解和去除。废水通过ABR反应器时，需要自底向上流动，并在流动过程中与污泥多次接触，大大提高了反应器的容积利用率，节省了三相分离器。
6、两相厌氧反应器
两相厌氧消化系统是由Bolante和波兰德于20世纪70年代早期在美国开发的厌氧生物处理过程。它于1977年首次应用于比利时的生产。两相厌氧消化过程使酸化和甲烷分别在两个系列反应器中进行，使产生酸的细菌和产生甲烷的细菌在最佳的环境条件下各自生长，
这不仅有利于充分利用各自的活动，但也能提高治疗效果。达到了提高体积负荷率、降低反应堆体积、提高运行稳定性的目的。
在传统的应用中，单一反应器中产酸菌和产甲烷菌之间的平衡是脆弱的。这是由于两种微生物在生理、营养需求、生长速率和对周围环境的敏感性等方面存在着很大的差异。传统设计应用中遇到的稳定性和控制问题迫使研究人员寻找新的解决方案。
从生化角度看，产酸阶段主要包括水解阶段、产酸阶段和产氢阶段，产甲烷阶段主要是产甲烷阶段。从微生物的角度看，只有产酸发酵细菌处于产酸阶段，而产甲烷菌不仅存在于产酸阶段，还存在不同程度的产酸发酵细菌。总之，产甲烷阶段是整个厌氧消化的控制阶段。为了使厌氧消化过程完成，首先要满足产甲烷菌的生长条件，如维持一定的温度，增加反应时间，特别是对难降解或有毒的废水，才能长期适应。
两相厌氧消化过程将两个反应器中酸化和甲烷化的两个阶段分开，使产酸细菌和产甲烷菌在最佳环境条件下生长，这不仅有助于充分发挥各自的活性。而且，改善了处理效果，并且实现了增加体积负荷率，减小反应体积和提高操作稳定性的目的。
7。上流式厌氧污泥床反应器
上游污泥床滤池(，简称ub f)是加拿大的Guiot在厌氧滤池(af)和上流厌氧污泥床(上流厌氧污泥床)中，基于uasb的缩写，开发了一种新型的复合厌氧流化床反应器。聚乙二醇具有较高的生物固体停留时间(srt)，能有效降解有毒物质。它是处理高浓度有机废水的一种经济有效的技术。
复合厌氧流化床工艺是一种利用流态化技术进行生物处理的反应设备。该设备采用砂土和软填料作为流态化载体。污水作为运行介质，厌氧微生物以生物膜的形式存在于砂土和软
填料的表面，在循环泵处理过程中或污水处理过程中产生甲烷气的自混合，使污水进入流动状态。当污水向上流经床层时，与附着在床内厌氧生物膜上的载体发生接触和反应，从而达到降解和吸附污水中有机物的目的。UBF复合厌氧流化床具有效率高、占地少等优点，适用于高浓度有机废水处理工程。
反应器的主要结构特点如下：下部为厌氧污泥床，与UASB反应器下部的污泥床相同，上部为与(AF)滤池相似的填料过滤层。填料层可附着大量厌氧微生物。从而提高了整个反应器的生物量，提高了反应器的处理能力和抗冲击性能。
8，AF - 厌氧生物滤池
af是厌氧生物滤池的简称。该工艺是在传统厌氧活性污泥工艺的基础上发展起来的。
反应器由底部进水分配系统、池底水分配系统与滤层之间的污泥层、生物填料、池面出水供水系统和沼气收集系统五部分组成。厌氧污泥在AF反应器中的滞留方式有两种：一种是细菌在固定填料表面形成生物膜，另一种是厌氧污泥在反应器空间中形成细菌聚集体。与传统厌氧生物处理结构和其他新型厌氧菌相比，厌氧生物滤池的优点是：生物固体浓度高，可获得较高的有机负荷。微生物固体停留时间长，水力停留时间短，抗冲击负荷能力强，启动时间短，停机后易于再次启动。它产生的剩余污泥很少，不需要污泥回流，不需要剩余污泥处理设施，投资大，运行管理方便，在处理水量和负荷变化较大的情况下，能保持较大的稳定性。通过实际应用，在低浓度污水处理中不需要沼气处理系统。
在AF反应器中，水从反应器底部进入，经过池底配水系统的均匀布置后，废水依次经过悬浮污泥层和生物滤层，有机物与污泥和生物膜上的微生物接触固定，然后被消化。然后从池面的污水补充系统均匀排放水，并进入下一级处理器。根据流向的不同，厌氧生物滤
池可分为上流式厌氧滤池和下流式厌氧滤池。废水通过反应器的上升流为上流式厌氧滤池，而下流式厌氧滤池为下流式厌氧滤池。
9。USSB-上流式分段污泥床
USSB是Upflow Staged Sludge Bed反应器的缩写。在反应器中，反应区分为几个部分，水封后各部分的气体产生分别释放，整个反应装置相当于一系列UASB反应器组件。10。USR——上流式厌氧固体反应器
升固体厌氧反应器(usr)是一种结构简单的反应器，适用于高悬浮固体有机材料原料。
原料从底部进入消化池，并与消化池中的活性污泥接触，使原料快速消化。未消化的有机固体颗粒和沼气发酵微生物通过自然沉降留在消化池中，上清液从消化池的上部溢出。这样可以得到比水力停留时间大得多的固体停留时间(SRT)和微生物停留时间(MRT)，从而提高固体有机物的分解速率和蒸煮效率。目前，粪便资源在畜禽养殖业中的应用很多。该工艺在许多大中型沼气工程中得到了应用。
USR主要处理高有机固体(有机固体材料>5%)的废液。废水通过底水分配系统进入，并在上升过程中通过高浓度厌氧微生物的固体床。废液中的有机固体与厌氧微生物完全接触，有机固体经厌氧菌液化、发酵、分解，达到厌氧消化的目的。
11，AAFEB - 厌氧胶膜膨胀床
厌氧附着膜膨胀床(厌氧附着微生物膜膨胀床，AAFEB)反应器是Jewell等人在20世纪70年代中期发展起来的一种厌氧消化工艺。在AAFEB反应器中，大部分微生物以附着在载体上的形式存在，通过扩散方式进入废水养分的生物膜中，在厌氧菌和产氢醋酸菌的共同作用下产生氢气。
aafeb和egsb的结构基本相似，但反应堆中填充了大量固体颗粒介质(颗粒尺寸小于0.5-1mm)。
在低水力停留时间(HRT)条件下，AAFEB可以保持较高的生物量、较高的传质效率和稳定的运行。一般的厌氧附着膜膨胀床反应器是用颗粒活性炭(GAC)填充的。GAC通常被认为是一种很好的固定化反应器中微生物的载体。在AAFEB反应器中，由于细菌的运动和废水的旋涡，生物膜被附着在载体上，并在生物膜的外部被丝状细菌所覆盖。结果表明，该生物膜附着在载体上，并在生物膜外被丝状细菌所覆盖。生物膜中有大量的微菌落，包括球菌、细菌和螺旋体。颗粒相互接触，载体膨胀率在10%~20%之间，厌氧微生物附着在载体上形成具有生物膜结构的活性污泥，污泥龄较长，使反应器能够高效稳定运行。AAFEB 对含有抑制性可生物降解有机物的废水具有较高的生物去除效率，污泥中微生物菌株的驯化有利于难降解有机物的降解。
载体流态化是AAFEB工艺的一个重要特点。当反应器内流体速度达到一定程度时，水头压降大于载体的重量，使得固体颗粒之间的空隙率足够大，可以将载体与载体分离开来。通过上升流的流体浮力和氢溢出产生的摩擦力的联合作用，使载体悬浮，即载体的流态化。污泥颗粒的流态化可以促进生物膜的更新和氢的释放，保持生物膜的适当厚度和结构，提高传质系数，加速生化反应，缩短水力停留时间。
12. FOR-plug流动反应器
塞流反应器又称推流反应器，是一种矩形不完全混合反应器。高浓度悬浮固体发酵物料从一端进入，从另一端排出。适用于高SS废水的处理，特别适用于牛粪的厌氧消化。13、abbr-厌氧流化床和膨胀床反应器
MBR工艺组合 膜生物反应器是一种由膜分离与生物处理技术组合而成的废水生物处理新工艺。膜的种类繁多，按分离机理进行分类，有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类，有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类，有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。 1、MBR工艺在国内的研究现状 80年代以来，膜生物反应器愈来愈受到重视，成为研究的热点之一。目前该技术己应用于美国、德国、法国和埃及等十多个国家，规模从6m3/d至13000m3/d不等。 我国对MBR的研究还不到十年，但进展十分迅速。国内对MBR的研究大致可分为几个方面： 1.探索不同生物处理工艺与膜分离单元的组合形式，生物反应处理工艺从活性污泥法扩展到接触氧化法、生物膜法、活性污泥与生物膜相结合的复合式工艺、两相厌氧工艺; 2.影响处理效果与膜污染的因素、机理及数学模型的研究，探求合适的操作条件与工艺参数，尽可能减轻膜污染，提高膜组件的处理能力和运行稳定性; 3.扩大MBR的应用范围，MBR的研究对象从生活污水扩展到高浓度有机废水(食品废水、啤酒废水)与难降解工业废水(石化、印染废水等)，但以生活污水的处理为主。
2、MBR工艺的特点 与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点： 1.高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。 2.膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反应器内,实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,运行控制灵活稳定。 3.由于MBR将传统污水处理的曝气池与二沉池合二为一,并取代了三级处理的全部工艺设施,因此可大幅减少占地面积,节省土建投资。 4.利于硝化细菌的截留和繁殖,系统硝化效率高。通过运行方式的改变亦可有脱氨和除磷功能。 5.由于泥龄可以非常长,从而大大提高难降解有机物的降解效率。 6.反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,剩余污泥产量极低,由于泥龄可无限长,理论上可实现零污泥排放。 7.系统实现PLC控制,操作管理方便。 3、MBR工艺的组成 通常提到的膜- 生物反应器实际上是三类反应器的总称： 1.曝气膜- 生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ; 2.萃取膜- 生物反应器( Extractive Membrane Bioreactor, EMBR ); 3.固液分离型膜- 生物反应器( Solid/Liquid Separation MembraneBioreactor, SLSMBR, 简称MBR )。 曝气膜 曝气膜--生物反应器(AMBR)采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜)，以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点( Bubble Point)情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。
实用汇总，13种厌氧生物反应器原理！目前，厌氧微生物处理是高浓度有机废水处理过程中不可缺少的一个处理阶段。它不仅能耗低，而且可以生产沼气作为二次利用的能源。厌氧反应的容积负荷远大于好氧反应的容积负荷，而处理等量COD厌氧反应的投资较低。 目前常用的厌氧处理方法是：UASB，EGSB，CSTR，IC，ABR，UBF等。其他厌氧处理方法包括：AF，AFBR，USSB，AAFEB，USR，FPR，两相厌氧反应器等。 1。UASB——上流式厌氧污泥床反应器 uasb是一种英文缩写，表示向上流动的、不能吸收的细长床/毯子。称为上游厌氧污泥床反应器，是处理污水的厌氧生物方法，又称升厌氧污泥床。它是由荷兰的Lettinga教授在1977年发明的(Ding Yinian)。 UASB由三部分组成：污泥反应区、气-液-固三相分离器(包括沉淀区)和气室。底部反应区储存了大量的厌氧污泥，沉淀和凝结性能好的污泥在下部形成了一层污泥层。待处理的污水从厌氧污泥床底部流入污泥层与污泥混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物并转化为沼气。沼气不断地以微小气泡的形式释放出来，在上升的过程中，这些微小的气泡继续合并逐渐形成较大的气泡。在污泥床的上部，由于沼气的搅动，污泥浓度较低的污泥与水一起上升到三相分离器中。当沼气接触到分离器下部的反射器时，它围绕反射器弯曲，然后穿过水层进入气室。浓缩在气室沼气中，经导管输出，固液混合物反射到三相分离器的沉淀区，使污水中的污泥絮凝，颗粒逐渐增多，在重力作用下沉降。斜壁上沉淀的污泥沿斜壁滑回厌氧反应区，使大量污泥在反应区内堆积，从沉淀区溢流堰上部分离出的污水从溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
UASB反应器的发展史与研究、应用调查 摘要：UASB反应器是目前应用最为广泛的高效厌氧反应器，其研究、应用一直很受青睐。本文介绍了UASB反应器的构造和工作原理，简述了其相关方面的研究，包括颗粒污泥的形成、反应器的启动和改良，以及在废水中的应用，并指出了其广阔的应用前景。 关键词：UASB反应器；基本构造；工作原理；研究；应用；应用前景 引言 UASB是Up-flow Anaerobic Sludge Blanket（中文名：升流式厌氧污泥床反应器）的简称，是由荷兰瓦格宁根(Wageningen )农业大学环境系教授拉丁格(L ettinga)领导的研究小组于1971-1978年间开发研制的一项厌氧生物处理技术[1]。1971年Lettinga教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了UASB反应器的雏型。1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB 为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。国内是从20世纪80 年代开始对UASB 反应器进行研究的。北京、无锡、兰州等地于80年代末期率先采用UASB工艺处理啤酒及酒槽污水。UASB反应器是第二代厌氧反应器的佼佼者，被广泛应用于处理各种有机废水处理中。相比于其他厌氧反应器，它具有容积负荷高、水力停留时间短、能耗低、成本少、设备简单、操作方便、运行稳定、处理效果好等特点[2]。目前世界上已有数百座UASB反应器在生产中应用。据文献[3]介绍，截止到2000年12月底，国内外所建成的厌氧处理工程中UASB反应器约占全部项目的59%。显然，UASB反应器越来越受青睐，但大多数UASB反应器存在一些先天缺陷，比如在处理固体悬浮物浓度较高的废水时易引起堵塞和短流，同时，初次启动和形成稳定颗粒污泥用时较长。此外，还需要设计合理的三相分离器专利技术。无疑，对传统UASB反应器的改良的探讨与研究任重而道远[4]。 1.UASB反应器的基本构造与工作原理 1.1UASB反应器的基本构造 升流式厌氧污泥床在构造上的特点是集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑的反应器（参见图1）。UASB 反应器主要由以下几部分构成：（1）进水配水系统，主要是将废水尽可能均匀地分配到整个反应器，并起到水力搅拌作用。它是反应器高效运行的关键之一。（2）反应区，是反应器的主要部位，包括污泥床区和污泥悬浮层区，有机物主要在这里被厌氧菌所分解。（3）三相分离器，由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是把气、固、液三相进行分离。沼气分离后进入气室，污泥经沉淀区沉淀后由回流缝回流到反应区，经沉淀澄清偶的废水作为处理水排出反应器。反应器的处理效果直接受三相分离器的分离效果的影响。（4）气室（也称集气罩），其作用是收集沼气，并将其导出气室送往沼气柜。（5）处理水排出系统，其作用是把沉降区表层处理过的水均匀地加以收集，排出反应器。此外，根据需要，反应器内还要设置浮渣清除系统和排泥系统，以
厌氧反应器的作用及工作原理 厌氧反应器为厌氧处理技术而设置的专门反应器。 厌氧消化技术在世界各地广泛应用，大部分处理城市生活有机垃圾的厂处理量在2500t/a以上。 厌氧过程实质是一系列复杂的生化反应，其中的底物、各类中间产物、最终产物以及各种群的微生物之间相互作用，形成一个复杂的微生态系统，类似于宏观生态中的食物链关系，各类微生物间通过营养底物和代谢产物形成共生关系(symbiotic)或共营养关系(symtrophic)。因此，反应器作为提供微生物生长繁殖的微型生态系统，各类微生物的平稳生长、物质和能量流动的高效顺畅是保持该系统持续稳定的必要条件。如何培养和保持相关类微生物的平衡生长已经成为新型反应器的设计思路。 UASB反应器 工作原理:上流式厌氧污泥床反应器(UASB)是传统的厌氧反应器之一。三相分离器是UASB反应器的核心部件，它可以再水流湍动的情况下将气体、水和污泥分离。废水经反应器底部的配水系统进入，在反应器内与絮状厌氧污泥充分接触，通过厌氧微生物的讲解，废水中的有机污泥物大部分转化为沼气，小部分转化为污泥，沼气、水、泥混合物通过三相分离器得于分离。技术特点:运行稳定、操作简单、可用絮状污泥、产生沼气、较低的高度、投资省。适用场合:广泛应用于食品、啤酒饮料、制浆造纸、化工和市政等废水的处理。 EGSB反应器 工作原理:EGSB厌氧反应器是在UASB厌氧反应器的基础上发展起来的新型反应器，EGSB反应器充分利用了厌氧颗粒污泥技术，通过外循环为反应器提供充分的上升流速，保持颗粒污泥床的膨胀和反应器内部的混和。TWT通过改进和优化EGSB的内外部结构，提供了效率，降低了能耗，增强了运行的稳定性，有效防止了颗粒污泥的流失。技术特点:污泥浓度高高负荷高去除率抗冲击负荷能力强占地面积小造价低适用场合: 适用于淀粉废水、酒精废水和其他轻工食品等高浓度有机废水的处理。 TWT-IC反应器 工作原理:TWT-IC反应器是继UASB、EGSB之后的新型厌氧反应器，需要处理的废水使用高效的配水系统由反应器底部泵入反应器，与反应器内的厌氧颗粒污泥混合。在反应器
生物工程设备课程论文 厌氧生物处理反应器概述及展望学生姓名： 2017年11月
厌氧生物处理反应器概述及展望 摘要：概述了厌氧消化阶段理论与厌氧消化的主要影响因素；介绍了厌氧生物反应器的发展历史；并对几种典型的高效厌氧生物反应器（上流式厌氧污泥床，厌氧折板反应器，厌氧膨胀颗粒污泥床和内循环式反应器）的工作原理、构造、技术特点、运行机制及其应用情况等做了详尽的阐述；最后，对厌氧反应器今后的研究方向给予了展望。 关键词：厌氧消化；厌氧生物反应器；工作原理；研究方向 随着我国工业化进程的不断加快，环境保护压力也越来越大，大量难降解工业废水的处理是摆在我们面前的一个重大难题。在废水生物处理领域，常用的有好氧法和厌氧法两种，其中好氧生物处理技术的曝气需要大量的能耗，而厌氧生物处理技术相对而言能耗则低的多，并且能够产生沼气达到资源再利用，符合当今节能环保的主题。因此研究和开发新型高效的厌氧生物处理反应器及其相关工艺具有长远的战略意义。 1 厌氧消化阶段理论 厌氧消化，是指在严格厌氧条件下，通过多种微生物（厌氧或兼性菌）的共同作用，将各种复杂有机物进行降解，并产生大量的CH4和CO2等沼气能源的复杂过程［1］。厌氧消化阶段理论先后经历了两阶段理论、三阶段理论到四菌群学说，其中三阶段理论和四菌群学说描述较为全面和准确，是目前在业内相对得到公认的主流理论，占主导地位。
1.1 三阶段理论 M.P.Bryant根据对产甲烷菌和产氢产乙酸菌的研究结果，于1979 年，在两阶段理论的基础上，提出了三阶段理论［2］。该理论将厌氧发酵分成三个阶段，即水解和发酵阶段、产氢、产乙酸阶段及产甲烷阶段 1.2 四菌群理论 1979 年，J.G. Zeikus在第一届国际厌氧消化会议上提出了四菌群理论。该理论认为参与厌氧消化菌，除了水解发酵菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌外，还有一个同型产乙酸菌种群［3］。这类菌可将中间代谢物的H2和CO2转化成乙酸。厌氧发酵过程分为四个阶段，各类群菌的有效代谢均相互密切连贯，处于平衡状态，不能单独分开，是相互制约和促进的过程。 2 厌氧消化的影响因素 （1）温度。主要影响微生物的生化反应速率，进而影响有机污染物的分解速率。同时温度突变对厌氧菌影响大。厌氧消化分为常温、中温和高温厌氧消化［4］。 （2）pH 值。厌氧微生物的生命活动、物质代谢与pH 有密切的关系，pH 值的变化直接影响着消化过程和消化产物，不同的微生物要求不同的pH 值，其中产甲烷菌对pH 值尤其敏感，其最佳生存pH 值范围为6.5～7.2。 （3）搅拌。搅拌可使消化物料与微生物充分接触，从而提高消化效率、增加产气量。但搅拌也存在一定的负面效果，搅拌过快则不利于颗粒污泥的形成，实际操作上要选择最适宜的搅拌速度及搅拌时间。 （4）营养物。营养物质中最重要的是碳和氮两种，二者需要满足一定的比例。C/N 比太高，细菌氮量不足，消化液缓冲能力降低，造成pH 值上升，铵
本技术涉及一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器，反应容器由下至上依次分为布水段、反应段和分离段，布水段包括第一倒锥短筒，第一倒锥短筒内设有泡罩布水器，泡罩布水器与进水管连通，反应段包括倒锥长筒，增温保温系统对应反应段设置，增温保温系统由外向内包括保温层、增温储油层和增温盘管，分离段包括圆短筒和第二倒锥短筒，第二倒锥短筒和圆短筒内设有出水出气系统，出水出气系统包括锥形分离集气罩、环形溢流堰和回流管，锥形分离集气罩设置于增温盘管的上方，环形溢流堰的上方设有出水管、下方设有回流管，回流管下端与进水管连通。本技术具有良好保温增温能力，传质条件好，持留污泥能力强，稳定性强，清空方便，处理效能高。 权利要求书
1.一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器，包括反应容器和增温保温系统，所述反应容器整体呈圆柱状，其特征在于：所述反应容器由下至上依次分为布水段(Ⅰ)、反应段(Ⅱ)和分离段(Ⅲ)，所述布水段(Ⅰ)包括设于反应容器下部的第一倒锥短筒(3)，所述第一倒锥短筒(3)内设有泡罩布水器(24)，所述泡罩布水器(24)与设于第一倒锥短筒(3)底部的进水管(1)连通，所述反应段(Ⅱ)包括下端与第一倒锥短筒(3)连通的倒锥长筒(9)，所述增温保温系统对应反应段(Ⅱ)设置，增温保温系统沿反应容器由外向内的方向包括保温层(6)、增温储油层(8)和设置于倒锥长筒(9)内上部的增温盘管(10)，所述增温储油层(8)中安装有电阻加热棒(7)，所述分离段(Ⅲ)包括上下连通的圆短筒(15)和第二倒锥短筒(12)，所述第二倒锥短筒(12)与倒锥长筒(9)的上端连通，所述第二倒锥短筒(12)和圆短筒(15)内设有出水出气系统，所述出水出气系统包括锥形分离集气罩(14)、环形溢流堰(17)和回流管(22)，所述锥形分离集气罩(14)对应设置于增温盘管(10)的上方，所述分离集气罩(14)通过导气筒(21)与外界连通，所述环形溢流堰(17)沿圆短筒(15)内壁设置，所述环形溢流堰(17)的上方设有出水管(16)、下方设有回流管(22)，所述回流管(22)下端与进水管(1)连通。 2.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器，其特征在于：所述增温盘管(10)顶端设置于倒锥长筒(9)中线距顶端2/5处，增温盘管(10)呈倒锥形紧密缠绕、下端盘口大小与倒锥长筒(9)对应位置的内径相匹配，所述增温盘管(10)的下入口(11)和上出口(13)与反应容器的外部连通。 3.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器，其特征在于：所述增温储油层(8)下端沿对称设置两根电阻加热棒(7)，所述电阻加热棒(7)通过下部的安装于反应容器底部的智能温控开关(5)进行加热控制，所述智能温控开关(5)能够通过电脑进行远程控制。 4.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器，其特征在于：所述进水管(1)设有进水流量阀(26)，所述回流管(22)与进水管(1)进水流量阀(26)以上的管体直接连通，所述回流管(22)下端安装有回流流量阀(25)。 5.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器，其特征在于：所述反应容器的顶板上通过套管接入pH计(18)和温度计(19)，顶板边缘两侧对称地设有可向外打开的盖板(20)。
UASB厌氧反应器的设计 概述 厌氧处理已经成功地于各种高、中浓度的废水处理中。虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决，但是当污水中含有抑制性物质时，如含有硫酸盐的味精废水在处理上仍有一定的难度。在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器，所以本文重点讨论UASB反应器的设计方法。但是，其与其它的厌氧处理工艺有一定的共同点，例如，流化床和UASB都有三相分离器。而UASB和厌氧滤床对于布水的要求是一致的，所以结果也可以作为其他反应器设计。 包含厌氧处理单元的水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气的收集、处理和利用)、好氧后处理和污泥处理等部分，可以用图1所示的流程表示。 二、UASB系统设计 1、预处理设施 一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐和pH调控系统。格栅和沉砂池的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体，这对对于保护各种类型厌氧反应器的布水管免于堵塞是必需的。当污水中含有砂砾时，例如以薯干为原料的酿酒废水，怎么强调去除砂砾的重要性也不过分。不可生物降解的固体，在厌氧反应器内积累会占据大量的池容，反应器池容的不断减少最终将导致系统完全失效。 由于厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸
的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。在调节池中设有沉淀池时，容积需扣除沉淀区的体积；根据颗粒化和pH调节的要求，当废水碱度和营养盐不够需要补充碱度和营养盐(N、P)等；可采用计量泵自动投加酸、碱和药剂，通过调节池水力或机械搅拌达中和作用。 同时，酸化池或两相系统是去除和改变，对厌氧过程有抑制作用的物质、改善生物反应条件和可生化性也是厌氧预处理的主要手段，也是厌氧预处理的目的之一。仅考虑溶解性废水时，一般不需考虑酸化作用。对于复杂废水，可在调节池中取得一定程度的酸化，但是完全的酸化是没有必要的，甚至是有害处的。因为达到完全酸化后，污水pH会下降，需采用投药调整pH值。另外有证据表明完全酸化对UASB 反应器的颗粒过程有不利的。对以下情况考虑酸化或相分离可能是有利的： 1) 当采用预酸化可去除或改变对甲烷菌有毒或抑制性化合物的结构时； 2) 当废水存在有较高的Ca
1.4 实验研究目的，技术路线 我国目前的农作物发酵制沼气技术与发达国家相比,起步较晚,大型项目的运行经验相对较少。由于我国幅员辽阔,不同地域的农作物资源种类不同,其物理和化学性质也有较大的差别,加之我国不同地区年平均气温差别较大,使我国农作物厌氧发酵制备沼气的大型项目难有统一的设计参数标准。对于不同的大型沼气项目,必须结合项目实际的农作物种类和物性、气候条件、供热条件、沼液和沼渔的消纳和后续处理工艺、农作物的价格和最大运输半径、原料的储存和供料方式、发电机组的选型等因素进行综合考虑,才能使项目实施后获得最佳的经济和社会效益。 根据我国农作物制备沼气技术的应用现状,结合本文研究的农作物制备沼气项目实际案例,本文的研究目的为:;研究发酵原料的物理化学性质和产气率,提出合理估算农作物（主要是黄瓜藤）和粒径的方法,为项目实例提供工艺选择、系统设计和经济性计算提供可靠依据。 为了实现上述目的,本文研究内容主要集中如下几个方面: （1）研究农作物破碎预处理的特点,为合理计算破碎预处理能耗提供计算方法。 （2）研究了黄瓜藤的鲜活度对发酵产气量和产气速率等因素的影响。 （3）不同投配率对发酵产气量和产气速率等因素的影响；为了厌氧发酵反应的持续反应，同时还研究不同投配率对于pH值的影响。 1.5 论文章节安排 本论文共包括六章内容。 第一章介绍课题的研究背景，国内能源消费和可再生能源利用现状，以及课题的主要研究内容和意义。 第二章厌氧发酵反应制备沼气的基本原理和影响参数。
第三章阐述农作物的破碎原理，从中说明粒度与能耗间的关系，并且从能耗的角度分析不同粒度的颗粒的耗能情况。 第四章针对需要采用实验方法对各个因素进行研究，确定实验的数据测量的方法以及实验进行过程中需要的注意事项，防止实验失败。 第五章实验采用定制CSTR厌氧反应器对黄瓜藤在中温条件下进行厌氧消化反应实验，研究系统的稳定性能和产气性能。 第六章作出对课题的总结和展望，总结本课题的研究成果，并提出不足之处和以后还需进一步研究的方向。
UASB 一、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）调试计划： 1.UASB反应器的反应原理 UASB反应器可分为三个区域，反应区和沉淀区和气、液、固三相分离区。在反应区下部，是由沉淀性能良好的污泥（颗粒污泥或絮状污泥），形成厌氧污泥床。当废水由反应器底部进入反应器后，由于水的向上流动和产生的大量气体上升形成了良好的自然搅拌作用，并使一部分污泥在反应区的污泥床上方形成相 对稀薄的污泥悬浮层。悬浮液进入分离区后，气体首先进入集气室被分离，含有
悬浮液的废水进入分离区的沉降室，由于气体已被分离，在沉降室扰动很小，污泥在此沉降，由斜面返回反应区。 2.UASB反应器运行的三个重要前提： ?反应器内形成沉淀性能良好的颗粒污泥或絮状污泥。 ?由于产气和进水的均匀分布所形成的良好的自然搅拌作用。 ?合理的三相分离器使沉淀性能良好污泥能保留在反应区内。 3.UASB反应器启动运行的四个阶段： 3.1第一阶段：UASB启动运行初始阶段： 选用接种污泥： 选用污水厂污泥消化池的消化污泥接种（具有一定的产甲烷活性）。 接种污泥的方法：接种污泥量、接种污泥的浓度 方法：将含固80%的接种污泥加水搅拌后，均匀倒入到UASB反应池。 接种污泥量：接种污泥量为UASB反应器的有效容积的30%到50%，最少15%，一般为30%。接种污泥的填充量不超过UASB反应器的有效容积的60%。本系统接种污泥量为80m3。 接种污泥的浓度：初启动时，稀型污泥的接种量为20到30kg VSS/m3, 浓度小于40 kg VSS/m3的稠型硝化污泥接种量可以略小些。 亦有建议以6-8kgVSS/m3为宜，因为消化污泥一般为絮状体，不宜接种太多，太对了对颗粒污泥不但没有好出，反而不利，种泥即污泥种的意思，种泥太多事没有必要的，颗粒污泥并非是种泥本身形成的，而是以种泥为种子，在提供充足的营养基质下由新繁殖的微生物形成，种泥多了，反而会与初生得颗粒污泥争夺养分，不利于颗粒污泥的形成。 接种污泥时的水质 配制低浓度的废水有利于颗粒污泥的形成，但浓度也应当足够维持良好的细
近年来，由于环境问题和能源问题的突出，对厌氧生物处理废水技术的研究出现了热潮。一些新型厌氧生物反应器相继推向市场。铁道部第三勘测设计院经过多年的理论研究和实践总结，综合厌氧池及升流式污泥床优点的基础上开发成功的高效厌氧生物滤池就是其中的一种。其主要特点是：由两级厌氧污泥床组成，投加填料固定和保留微生物菌群，充分发挥生物滤池的截污作用，有效提高颗粒污泥去除COD的效率；它可以埋地不占地表空间，无动力消耗，操作简单。 一、适用范围： 1、主要用于排水量1-24m3/d的生活污水处理，一般串连在化粪池后使用； 2、本设计采用埋地式，其埋深根据实际情况确定。 二、工作原理： 污水经化粪池后，自流至一级厌氧生物滤池内，自上而下通过具有较大比表面积的球形复合填料，由于滤池内没有空气，产生的厌氧微生物以生物膜的形态生长在滤料表面，当污水通过带有该种生物膜的填料表面时，受生物膜的吸附作用和微生物的分解代谢作用以及在滤料的截流作用下，污水中的有机物被去除。然后污水通过底部周边进入二级厌氧由下而上进一步生化处理，最后利用进出水的水位差经三角堰集水槽后流出，老化脱落的生物膜沉积在滤池底部，定期通过吸泥管吸走。 三、设计原则及主要设计参数： 设计原则 1、处理设备按二级厌氧设计 2、厌氧设备结构有A3钢防腐或玻璃钢设计制造 设计参数 1、规格型号、出水指标、设备尺寸（附表） 2、结构工艺参数 停留时间T=2d,第一级24小时，第二级24小时； ３、填充比60%； ４、污泥清掏周期：一年； ５、容积负荷：0.25kgCOD/m3·d； ６、二级厌氧区流速：<0.5m3/m2·h。 四、高效厌氧生物滤池的技术特点： 1、污泥床有效容积大，可以获得更高负荷，提高混合液浓度，减少堵塞和短路； 2、相比于USAB污泥流失少，反应器启动速度加快，运行管理简单、方便； 3、无需三相分离器，结构更加简单； 4、能耗低，无污泥回流和鼓风曝气等设备，沼气产率为0.4-0.5m3/kgCOD； 5、尤其在处理低浓度溶解性有机废水时，其COD去除率和甲烷产量均超过其他同类反应器。 五、施工注意事项： １、应考虑外部载荷情况，覆土埋深按具体要求确定，应防止污水倒流及池体
详细介绍IC厌氧反应器工作过程 厌氧塔又叫厌氧设备厌氧反应器等别名，主要有三部分组成分别由污泥反应区、气液固三相分离器和气室，设备内仓留有大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成活性污泥层。 厌氧塔反应器设备的运行流程： 污水从厌氧设备底部流入污泥中层进行混合反应，中层部分的厌氧生物分解污水中的COD等有机物并转化成气体。产生的气泡不断合并成大气泡，在厌氧塔中上部由于气体的上升产生搅动使较稀薄的污泥和水一起上升进入厌氧设备三相分离器，气体碰到分离器下部的挡板时转向挡板的四周过水层进入气室，集中在气室中的气体通过管道排出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，与污泥分离后的上清液通过溢流堰上部溢出流入污水处理工艺中的下一道好氧工序。 IC厌氧反应器工作原理： 废水好氧生物处理方法的实质是利用电能的消耗来达到改善废水水质的一种技术措施，因此能、低能耗的厌氧废水处理技术在近代废水处理技术中得到了广泛的应用，厌氧生物处理法有了较大的发展。厌氧消化工艺由普通厌氧消化法演变发展为厌氧接触法(厌氧活性污泥法)、生物滤池法、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧流化床、复合厌氧法等，其中普通消化池法、厌氧接触法等为*代厌氧反应器，生物滤池法、UASB、厌氧流化床等为第二代厌氧反应器，随着厌氧技
术的发展，由UASB衍生的EGSB和IC(内循环)厌氧反应器为第三代厌氧反应器。EGSB相当于把UASB反应器的厌氧颗粒污泥处于流化状态，而IC反应器则是把两个UASB反应器上下叠加，利用污泥床产生的沼气作为动力来实现反应器内混合液的循环。 IC厌氧反应器工作过程： 通过以下的对IC厌氧反应器的描述，您可以很清楚的了解到其所具有的优点的基本原理。 一般可以理解为IC是由上、下两个UASB组成两个反应室，下反应室负荷高，上反应室负荷低，在反应器内部，对应分为三个反应区。 高负荷区 利用特殊的多旋流式防堵塞的布水系统，高浓度的有机废水均匀进入反应器底部，完成与反应器内污泥的充分混合，由于内循环作用、高的水力负荷和产气的搅动，导致反应器底部的污泥膨胀状态良好，使废水与污泥能够充分接触，如此良好的传质作用和较高的污泥活性才保证了IC反应器具有较高的有机负荷。 低负荷区 低负荷区也是精处理区，在这个反应区内水力负荷和污泥负荷较低，产气量少，产气搅动作用小，因此可以有效的对废水中的有机物进行再处理。 沉降区 IC反应器顶部为污泥沉降区，有机物已基本去除的废水中的少量悬浮物在本区内进一步进行沉降，保证IC出水水质达到规定要求。
高效厌氧反应器(UASB) UASB厌氧反应器，它是20世纪80年代发展起来的技术，目前该技术已成功应用在各行业的污水处理中，具有处理容量高、投资少、占地省、运行稳定等优点，是第三代厌氧反应器的代表工艺之一。 污水由泵提升进入反应器底部，以一定流速自下而上流动，厌氧过程产生的大量沼气起到搅拌作用，使污水与污泥充分混合，有机质被吸附分解；所产沼气经由厌氧反应器上部三相分离器的集气室排出，含有悬浮污泥的污水进入三相分离器的沉降区，沉淀性能良好的污泥经沉降面返回反应器主体部分，含有少量较轻污泥的污水从反应器上部排出。 UASB厌氧反应器有一个很大的特点，就是能使反应器内的污泥颗粒化，且具有良好的沉降性能和很高的产甲烷活性。这使反应器内的污泥浓度更高，泥龄更长，大大提高了COD容积负荷,实现了泥水之间的良好接触。由于采用了高的COD负荷，所以沼气产量高，使污泥处于膨胀流化状态，强化了传质效果，达到了泥水充分接触的目的.
BOD去除率可以达到90％ 性能参数：COD去除率可以达到90％ 应用范围：特别适合COD>20000mg/L的高浓度有机废水重金属去除率99％以上。
UASB反应器原理示意图 UASB反应器工程实景 主要特点：升流式流态——泥水充分混合 三相分离器——充分截留污泥 运行费用低 膜生物反应器(MBR) 膜生物反应器（MBR）是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统，用膜分离（通常为超滤）替代了常规生化工艺的二沉池。与传统活性污泥法相比，MBR对有机物的去除率要高得多，因为在传统活性污泥法中，由于受二沉池对污泥沉降特性要求的影响，当生物处理达到一定程度时，要继续提高系统的去除效率很困难，往往需要延长很长的水力停留时间也只能少量提高总的去除效率，而在膜生物反应器中，由于分离效率大大提高，生化反应器内微生物浓度可从常规法的3~5g/L提高到15~30g/L，可以在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达到更好的去除效果，减小了生化反应器体积，提高了生化反应效率，出水无菌体和悬浮物，因此在提高系统处理能力和提高出水水质方面表现出很大的优势。错流式膜分离技术的开发，特别
UASB 、EGSB 和IC 三种厌氧反应器比较 UASB 、EGSB 和IC 是在高负荷有机废水处理中最常见的三种厌氧反应器。 这三种反应器结构不同，处理能力各异，今天我们将这三种厌氧反应器进行详细比较，分别说一说他们的优缺点。 1. 厌氧生物处理的基本原理 厌氧生物处理，就是利用厌氧微生物的代谢特性,将废水中有机物进行还原,同时产生甲烷气体的一种经济而有效的处理技术。废水厌氧生物处理技术（厌氧消化），就是在在无分子氧条件下，通过厌氧微生物的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等。厌氧与好氧过程的根本区别，就是不以分子态氧作为受氢体，而以化合态的氧、碳、硫、氢等作为受氢体。 COD →微生物 CH 4+CO 2+H 2O+H 2S+NH 3+微生物 2. 厌氧处理技术发展历史 3. 三代厌氧反应器的演变
4. 三种厌氧反应器比较 (1) UASB反应器 UASB反应器是第二代厌氧反应器，它的优缺点如下： 优点： ?有机负荷居第二代反应器之首 ?污泥颗粒化使反应器对不利条件抵抗性增强 ?简化工艺，节约投资与运行费用 ?提高容积利用率，避免堵塞问题 缺点： ?内部泥水混合较差不利于微生物和有机物之间的传质 ?当液相和气相上升流速较高时会出现污泥流失，导致运行不稳定 ?水力负荷和反应器有机负荷无法进一步提高 (2) EGSB反应器 EGSB反应器相当于改进型UASB反应器，属于第三代厌氧反应器，它的优缺点如下：优点： ?提高反应器内的液体上升流速, ?颗粒污泥床层充分膨胀
?污水与微生物之间充分接触,加强传质效果 ?避免反应器内死角和短流的产生 ?占地面积较UASB小 缺点： ?反应器较高 ?采用外循环，动力消耗大 (3) IC反应器 IC反应器属于第三代厌氧反应器，它的内部结构相当于两个UASB叠加。 优点： ?内循环结构,利用沼气膨胀做功,无须外加能源,实现内循环污泥回流?实现了“高负荷与污泥流失相分离” ?引入分级处理,并赋予其新的功能 ?抗冲击负荷能力强 ?基建投资省，占地面积少，节能 缺点： ?进水需预处理 ?结构复杂,维护困难 ?出水需后处理
厌氧发酵过程三阶段理论： 一、有机物水解和发酵细菌作用下，使碳水化合物、蛋白质与脂肪转化为单糖氨 基酸、脂肪酸、甘油、CO2、H等 二、把第一阶段产物转化为H、CO2和CH3COOH 三、通过两组生理物质上不同产CH4菌作用，将H和CO2转化为CH4，对CH3脱 羧产生CH4。 厌氧消化原理：有机物厌氧消化过程主要包括产酸和产甲烷两个阶段。而对于不溶性有机物（有机垃圾），一般可认为在上述两个阶段之前多一个“水解 阶段”，水解阶段起作用的细菌包括纤维素分解菌、脂肪分解菌和蛋白质水解菌；在水解酶作用下，转化产生单糖、酞和氨基酸、脂肪酸和甘油。产酸阶段起作用细菌是发酵性细菌，产氢产乙酸和耗氢产乙酸菌在胞内酶作用下，转化产生挥发性脂肪酸、醇类、氢和二氧化碳；产甲烷阶段是产甲烷菌利用H2、CO2、乙酸、甲醇等化合物为基质，将其转化成甲烷，其中H2、CO2和乙酸是主要基质。 名词： VFA: Volatile acid 挥发酸
COD: Chemical oxygen demand 化学需氧量 BOD: Biochemical oxygen demand 生物需氧量 TOD: Total oxygen demand 总需氧量 TOC: Table of content 总有机碳 TS: Total solid 总固体 SS: Suspend solid 悬浮固体 VS: Volatile solid 挥发固体 HRT: 水利滞留时间=消化器有效容积/每天进料量 SRT: 污泥停留时间：单位生物量在处理系统中的平均停留时间 SVT: 污泥体积系数：单位体积水样在静置30min后，污泥体积数 MRT: 微生物滞留时间 PFR:塞流式反应器（Plug flow reactor）高浓度悬浮固体发酵原料一段进入，从另一段排除。 USR:生流式固体反应器（Upflow solid reactor）原料从底部进入消化器，上清从消化器上部溢出 UASB:生流式厌氧污泥床（Upflow anaerobic sludge bed）自下而上流动污水通过膨胀的颗粒状污泥床消化分解，消化器分为污泥床、污泥层和三相分离器。 UBF：污泥床过滤器。将UASB和厌氧过滤器结合为一体的厌氧消化器，下部为污泥床，上部设置纤维填料。 EGSB:膨胀颗粒污泥床（Expanded granular sludge bed）与UASB反应器有相似之处，可分为进水配水系统、反应区、三相分离区和出水渠系统，EGSB没有专门的出水回流系统。 ABR:厌氧折板反应器（Anaerobic baffled reactor） SBR:间歇曝气方式运行活性污泥水处理技术，又称序批式活性污泥发（Sequencing batch reactor actirated sludge process） USSB:(Upflow staged sludge bed)
高效生物处理技术作为有机废水二级处理的重要手段，广泛应用在工业废水处理和生活污水处理工艺中。随着研究的深入和新工艺、新技术的不断引入，废水生物处理的发展方向也逐渐明朗。江苏瑞达科技致力于为客户提供从清洁化生产、“三废”治理、资源综合利用等方面的项目规划，提供系统、实用的解决方案。江苏瑞达科技给大家介绍一下高效生物处理技术。 高效生物处理技术主要是利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物的一种方法，分需氧生物处理法和厌氧生物处理法两种。好氧处理包括：稳定塘（氧化塘），土地处理，生物滤池，生物转盘，氧化沟工艺，活性污泥工艺等。厌氧处理包括：UASB、厌氧接触法、升流式厌氧污泥床、档板式厌氧法、厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和流化床，以及第三代厌氧工艺EGSB和IC厌氧反应器等。 在同一反应器中复合好氧和厌氧生化过程，并使微生物的悬浮生长和附着生长相结合，
可维持反应器内微生物的多样性，提高生物处理法去除有机污染物的效率。 开发具有高密度生物群、高传质速度的生物反应器，比如深井曝气法等，与传统工艺相比有机负荷可增加到几十倍，提高了设备处理有机物的负荷能力。 发展各种耐水量、水质、毒物、酸碱冲击能力强的工艺，提高出水水质的稳定性，比如AB工艺、SBR 工艺和固定化微生物法等，都在耐冲击负荷能力方面有大的改进。 开发生物处理的细菌系列，对不同污染物寻求高效特性菌，在组合工艺中每一阶段培植特征菌，尽可能提高设备中主体单元的菌浓度，是实施生物处理法的关键所在。 与物理化学方法相结合发展多元组合工艺，比如活性炭生物膜法、生物絮凝法、A/O 工艺和活性生物滤池等，在去除难降解物质和生物脱氮方面都有比较理想的效果。 设备发展的新理念主要体现在传统设备的改进、新材料的应用、设备的集成化和自动控制技术的提高等方面，新设备在结构上有很多的突破，在关键的部件上应用了许多新材料，并且各类设备在自动控制技术方面具有极大的提高，在新型设备中应用各种流量计、浓度计、粒度测量仪和各种传感器，使设备成为动态仪器化处理装置，大大提高了设备的自动化程度和工作效率。在许多关键设备上以小型高效设备取代传统大型设备，还使微生物处理、加药混合化学处理、凝聚与沉降、浓缩和过滤成为一体，用小巧紧凑的模块式组合设备取代传统设备用于水处理中。 由于生物处理工艺的内容和范围很广，而且发展也很迅速，国内外许多行业开发出生物处理工艺新技术和新产品，尤其是研究开发了对高浓度有机废水、生物难降解物质、氮磷营养物质等能够实现有效去除的新工艺和新方法，是当今废水处理领域的热点。生物处理技术因其独特的优点，将在今后进一步得以充实和完善。
第14卷第4期江苏环境科技2001年12月厌氧反应器技术的发展及ABR反应器的工艺特点 童 昶 沈耀良 赵 丹 王承武 (苏州城建环保学院 苏州 215011) 摘 要 着重介绍了厌氧处理技术由第一代反应器到第三代反应器的发展过程,分析了新型第三代工艺-ABR反应器的性能特点。 关键词 厌氧反应器 发展 ABR工艺 特性 Development of Anaerobic R eactor T echnology and Process Characteristics of ABR R eactor T ong Chang,Shen Y aoliang,Zhao Dan,Wang Cheng wu Abstract Development procedure of anaerobic treatment technology from first to third stage reactors are introduced,and property characteris2 tics of new third stage process-ABR reactor is analyzed. K ey w ords Anaerobic reactor Development ABR process Characteristics 1 厌氧反应器技术发展简介 厌氧处理技术发展至今已有100多年的历史。70年代以来,废水厌氧处理技术因其具有运转费用低、有可资利用的能源(沼气)产生及在处理高浓度废水方面的一系列优越性而得到较快的发展,并出现了一批以升流式厌氧污泥床反应器(UAS B)、厌氧滤池(AF)等为代表的第二代厌氧反应器处理技术。第二代厌氧反应器技术的共同特点是将污泥停留时间(MCRT)与水力停留时间(HRT)分离,使得厌氧处理高浓度有机废水所需要的HRT由原来的数十天缩短到几天乃至十几或几小时,反应器所需的容积大大缩小,在保证处理要求的前提下,处理能力大幅提高,应用日趋广泛。 2 第三代厌氧反应器技术特点 强的生物固体截留能力和良好的水力混合条件是高效厌氧反应器有效运行的两个基本前提。因而确保反应器中泥水的良好接触、避免短流是反应器设计中须考虑的重要问题。 随厌氧反应器处理技术的不断改进,其工艺的水力设计已由简单的推流式或完全混合式发展到了混合型复杂水力流态。不同的第三代厌氧反应器技术所具有的特点包括:反应器具有良好的水力流态,这些反应器通过构造上的改进,使其中的水流大多呈推流与完全混合流相结合的复合型流态,因而具有高的反应器容积利用率,可获得较强的处理能力;具有良好的生物固体的截留能力,并使一个反应器内微生物在不同的区域内生长,与不同阶段的进水相接触,在一定程度上实现生物相的分离,从而可稳定和提高设施的处理效果;通过构造上改进,延长水流在反应器内的流径,从而促进废水与污泥的接触。这些反应器的应用发展较快,在10多年的时间里,其在实际工程中的应用所占厌氧处理工艺的比例已达6%左右。其中ABR反应器又因其结构简单、运转管理方便、启动较快及水力条件好等特点,而更加受到业内人士关注。 3 厌氧折流板反应器(ABR)及其工艺特点 3.1 工艺构造 ABR反应器(如图1所示)是一种混合型复杂水力流态厌氧处理工艺。该工艺使用一系列垂直放置的折流板使反应器分隔成一定数目的隔室(窄的下流室、宽的上流室),使废水沿其上下流动,并依次流过各隔室而得到处理。各隔室为相对独立的升流式反应器。 3.2 开发ABR工艺的理论基础 3.2.1 微生态系统理论 厌氧处理实际上是借助于不同微生物种群间的协同作用并通过水解?酸化(产酸及产乙酸)?产甲烷等一系列生物反应将有机无底物转化为无机物的过程(图2)。在此过程中,不仅各类型的微生物对环境条件的要求不同,而且它们通过对不同底物的利用而形成类似于生态系统中的食物链的营养关 — 9 —
废水厌氧处理原理介绍 废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵；是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CQ的过程。 一、厌氧生物处理中的基本生物过程 1、三阶段理论 厌氧微生物学的研究表明，产甲烷菌是一类十分特别的古细菌（Archea）,除了在分类学和其特殊的学报结构外，其最主要的特点是：产甲烷细菌只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2等，两碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类。 （1）水解、发酵阶段； （2）产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2/CO2; （3）产甲烷阶段：产甲烷菌利用乙酸和H2、CO2产生CH4; 一般认为，在厌氧生物处理过程中约有70%的CH4产自乙酸的分解，其余的则产自H2和CQ。 2、四阶段理论： 实际上，是在上述三阶段理论的基础上，增加了一类细菌一一同型产乙酸菌，其主要功能是可以将产氢产乙酸细菌产生的H2/CO2合成为乙酸。但研
究表明，实际上这一部分由H2/CO2合成而来的乙酸的量较少，只占厌氧体系中总乙酸量的5%左右。 总体来说，三阶段理论” 四阶段理论”是目前公认的对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。 有机物 I 1蜚壽性 ▼ 说明j 1）I, m m为三阶段理论.I, H.nr IV丸四英畔理论； 2?所产丰的细肮拘质未壺示在图中 图上図氨反应的三曲段理ttHUQ类群理论 二、厌氧消化过程中的主要微生物 主要介绍其中的发酵细菌（产酸细菌）、产氢产乙酸菌、产甲烷菌等。 1、发酵细菌（产酸细菌）： 发酵产酸细菌的主要功能有两种： ①水解一一在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物； ②酸化一一将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等;