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厌氧处理是在缺氧的环境里，有机物被厌氧细菌分解、代谢、消化，使废水中有机污染物的含量大幅减少，并产生沼气的一种高效污水处理方式。厌氧处理作为把环境保护、能源回收与生态循环相结合的综合性技术，是一种非常经济的处理方法，具有较好的环境与经济效益，在废水处理成本上比好氧处理有优势，特别是对中等以上浓度（COD>1500 mg·L-1）的废水更是如此。
与好氧处理相比，厌氧处理的成本较低，这是由于厌氧处理的动力消耗很少，以及营养物添加费用和污泥脱水费用的减少。即使不计沼气作为能源所带来的收益，厌氧法成本也仅为好氧法成本的约 l/3；如所产沼气能被利用，则成本更会大大降低，甚至带来一定利润。厌氧处理的设备负荷高、占地少，反应器容积负荷比好氧法要高得多，反应器单位容积的有机物去除量也因此高得多，使用 IC 反应器更是如此。产生的剩余污泥量比好氧法少得多，剩余污泥脱水性能好，浓缩时可不使用脱水剂，处理更容易。厌氧处理对氮和磷营养物的需求量小，好氧法氮和磷的需求量为 COD:N:P 等于 100:5:1，而厌氧法为(350~500):5:1，有机废水一般已含有一定量的氮和磷及多种微量元素，因此厌氧方法可以不添加或少添加营养盐。处理高浓度的有机废水，不需要大量的稀释水。厌氧菌种可以在终止供给废水与营养的情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少1 年以上，这一特性为其间断的或季节性的运行提供了有利条件，厌氧颗粒污泥因此可作为新建厌氧处理厂的种泥出售。厌氧系统规模灵活，可大可小、设备简单、易于制作，且无需昂贵的设备 [9, 10]。因此，厌氧处理作为生物处理的一种重要形式，正在不断地开发出一系列新的厌氧处理工艺和构筑物，已逐步克服了传统厌氧工艺的缺点，在理论和实践上取得了很大的进步。1896 年世界上第一座厌氧反应器在英国建成 [9]，用来处理城市生活污水，所产生的沼气用于城市街道照明。之后，随着反应器的不断创新和发展，厌氧处理的效率不断提高。按照厌氧反应器开发的年代来划分，20 世纪 50年代以前开发的厌氧消化器为第一代厌氧反应器，20 世纪 60 年代到 70 年代末开发的反应器为第二代反应器，20 世纪 80 年代以来开发的反应器为第三代厌氧反应器。
第一代厌氧反应器的结构比较简单，反应器中的微生物（即厌氧污泥）与废水或废料是完全混合在一起的，污泥在反应器里的停留时间（SRT，Sludge Retention Time）与废水的停留时间（HRT，Hydraulic Retention Time）是相同的，因此污泥在反应器里浓度较低，处理效果差。废水在反应器里要停留几天到几十天之久，主要用于污泥与粪肥的消化，尚不能经济地用于工业废水的处理。随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认识到提高反应器中污泥浓度的重要性，于是基于微生物固定化原理，第二代厌氧反应器得以诞生。其技术核心在于，在反应器中加入固体填料，微生物由于附着生长在填料表面，免于水力冲刷而得到保留，巧妙地将平均水力停留时间与生物固体停留时间相分离，其固体停留时间可以长达上百天，使得厌氧处理高浓度污水的停留时间从过去的几天或几十天缩短到几小时或几天，使反应器的容积得以大大缩小，利于厌氧技术用于工业化的废水处理。污泥停留时间的延长与污泥浓度的提高使厌氧系统更具有稳定性，有效增强了对不良因素有毒物质的适应性。因此在 20 世纪 50 年代之后的 30 年里，厌氧废水处理技术很快得到推广应用，成为水污染防治领域里一项有效的新技术。除了常见的UASB 反应器外，第二代厌氧反应器的代表主要还有厌氧滤器 AF （Anaerobic Filter）、固定膜膨胀床AEB （Anaerobic Expended Bed）反应器和流化床AFB （Anaerobic Fluid Bed）反应器。但是，第二代厌氧反应器还存在一些问题，例如 UASB 反应器内可能出现短流现象，影响处理能力，当进水中的悬浮物浓度过高时还会引起堵塞。正是对于这些问题的研究，导致了第三代高效厌氧反应器的开发和利用。第二代厌氧反应器主要基于固体停留时间与水力停留时间的分离而发展的新型反应器，但是对于进水无法采用高的水力负荷和有机负荷的情况下，例如，在低温条件下采用低负荷工艺时，由于在污泥床内混合强度太低，以致无法抵消短流效应。为了获得高的搅拌强度，采用较高的反应器设计以获得高的上升流速或采用出水回流。为了解决上述问题，20 世纪 90 年代初，以升流式流化床 UABF （Upflow Anaerobic Bed Filter）反应器、膨胀颗粒污泥床 EGSB （Expanded Granular S1udge Bed）、内循环 IC 反应器和折流板ABR （Anaerobic Baffled Reacto）反应器为典型代表的第三代厌氧反应器相继出现，这些新型反应器大多数是在 UASB 反应器的基础上进行改进或叠加的新技术，增大了反应产物沼气上升的气流速度，从而产生了“带动”和“搅拌”作用，使厌氧反应中泥、水得以循环。其中，以 IC 反应器的应用较多。
宜兴五环 IC反应器 UASB 厌氧反应器
与好氧处理相比，厌氧处理的成本较低，这是由于厌氧处理的动力消耗很少，以及营养物添加费用和污泥脱水费用的减少。即使不计沼气作为能源所带来的收益，厌氧法成本也仅为好氧法成本的约 l/3；如所产沼气能被利用，则成本更会大大降低，甚至带来一定利润。厌氧处理的设备负荷高、占地少，反应器容积负荷比好氧法要高得多，反应器单位容积的有机物去除量也因此高得多，使用 IC 反应器更是如此。产生的剩余污泥量比好氧法少得多，剩余污泥脱水性能好，浓缩时可不使用脱水剂，处理更容易。厌氧处理对氮和磷营养物的需求量小，好氧法氮和磷的需求量为 COD:N:P 等于 100:5:1，而厌氧法为(350~500):5:1，有机废水一般已含有一定量的氮和磷及多种微量元素，因此厌氧方法可以不添加或少添加营养盐。处理高浓度的有机废水，不需要大量的稀释水。厌氧菌种可以在终止供给废水与营养的情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少1 年以上，这一特性为其间断的或季节性的运行提供了有利条件，厌氧颗粒污泥因此可作为新建厌氧处理厂的种泥出售。厌氧系统规模灵活，可大可小、设备简单、易于制作，且无需昂贵的设备 [9, 10]。因此，厌氧处理作为生物处理的一种重要形式，正在不断地开发出一系列新的厌氧处理工艺和构筑物，已逐步克服了传统厌氧工艺的缺点，在理论和实践上取得了很大的进步。1896 年世界上第一座厌氧反应器在英国建成 [9]，用来处理城市生活污水，所产生的沼气用于城市街道照明。之后，随着反应器的不断创新和发展，厌氧处理的效率不断提高。按照厌氧反应器开发的年代来划分，20 世纪 50年代以前开发的厌氧消化器为第一代厌氧反应器，20 世纪 60 年代到 70 年代末开发的反应器为第二代反应器，20 世纪 80 年代以来开发的反应器为第三代厌氧反应器。
第一代厌氧反应器的结构比较简单，反应器中的微生物（即厌氧污泥）与废水或废料是完全混合在一起的，污泥在反应器里的停留时间（SRT，Sludge Retention Time）与废水的停留时间（HRT，Hydraulic Retention Time）是相同的，因此污泥在反应器里浓度较低，处理效果差。废水在反应器里要停留几天到几十天之久，主要用于污泥与粪肥的消化，尚不能经济地用于工业废水的处理。随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认识到提高反应器中污泥浓度的重要性，于是基于微生物固定化原理，第二代厌氧反应器得以诞生。其技术核心在于，在反应器中加入固体填料，微生物由于附着生长在填料表面，免于水力冲刷而得到保留，巧妙地将平均水力停留时间与生物固体停留时间相分离，其固体停留时间可以长达上百天，使得厌氧处理高浓度污水的停留时间从过去的几天或几十天缩短到几小时或几天，使反应器的容积得以大大缩小，利于厌氧技术用于工业化的废水处理。污泥停留时间的延长与污泥浓度的提高使厌氧系统更具有稳定性，有效增强了对不良因素有毒物质的适应性。因此在 20 世纪 50 年代之后的 30 年里，厌氧废水处理技术很快得到推广应用，成为水污染防治领域里一项有效的新技术。除了常见的UASB 反应器外，第二代厌氧反应器的代表主要还有厌氧滤器 AF （Anaerobic Filter）、固定膜膨胀床AEB （Anaerobic Expended Bed）反应器和流化床AFB （Anaerobic Fluid Bed）反应器。但是，第二代厌氧反应器还存在一些问题，例如 UASB 反应器内可能出现短流现象，影响处理能力，当进水中的悬浮物浓度过高时还会引起堵塞。正是对于这些问题的研究，导致了第三代高效厌氧反应器的开发和利用。第二代厌氧反应器主要基于固体停留时间与水力停留时间的分离而发展的新型反应器，但是对于进水无法采用高的水力负荷和有机负荷的情况下，例如，在低温条件下采用低负荷工艺时，由于在污泥床内混合强度太低，以致无法抵消短流效应。为了获得高的搅拌强度，采用较高的反应器设计以获得高的上升流速或采用出水回流。为了解决上述问题，20 世纪 90 年代初，以升流式流化床 UABF （Upflow Anaerobic Bed Filter）反应器、膨胀颗粒污泥床 EGSB （Expanded Granular S1udge Bed）、内循环 IC 反应器和折流板ABR （Anaerobic Baffled Reacto）反应器为典型代表的第三代厌氧反应器相继出现，这些新型反应器大多数是在 UASB 反应器的基础上进行改进或叠加的新技术，增大了反应产物沼气上升的气流速度，从而产生了“带动”和“搅拌”作用，使厌氧反应中泥、水得以循环。其中，以 IC 反应器的应用较多。
宜兴五环 IC反应器 UASB 厌氧反应器
