廢水厭氧生物處理是指在無(wú)分子氧的條件下通過(guò)厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過(guò)程。在厭氧生物處理的過(guò)程中，復(fù)雜的有機(jī)化合物被分解，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的化合物，同時(shí)釋放能量。其中，大部分的能量以甲烷的形式出現(xiàn)，這是一種可燃?xì)怏w，可回收利用。同時(shí)僅少量有機(jī)物被轉(zhuǎn)化而合成為新的細(xì)胞組成部分，故相對(duì)好氧法來(lái)講，厭氧法污泥增長(zhǎng)率小得多。好氧法因?yàn)楣┭跸拗埔话阒贿m用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理，而厭氧法及適用于高濃度有機(jī)廢水，又適用于中、低濃度有機(jī)廢水。同時(shí)厭氧法可降解某些好氧法難以降解的有機(jī)物，如固體有機(jī)物、著色劑蒽醌和某些偶氮染料等。

1、廢水厭氧生物處理技術(shù)的發(fā)展歷程

①厭氧過(guò)程廣泛存在于自然界中；

②1881 年，法國(guó)，Louis Mouras ，“自動(dòng)凈化器”；

③處理城市污水的化糞池、雙層沉淀池等 處理剩余污泥的各種厭氧消化池等； ——HRT 很長(zhǎng)、處理效率很低、濃臭的氣味等；

④70 年代后，能源危機(jī)，現(xiàn)代高速厭氧反應(yīng)器，厭氧消化工藝開始大規(guī)模地應(yīng)用于廢水處理；

厭氧接觸法(Anaerobic Contact Process)

厭氧濾池(Anaerobic Filter、 AF )

上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(Upflow Anaerobic Sludge Bed、UASB )

厭氧流化床 (Anaerobic Fluidized Bed、AFB )

厭氧附著膜膨脹床 (Anaerobic Attached Film Expanded Bed 、AAFEB)

厭氧生物轉(zhuǎn)盤(Anaerobic Rotated Biological Disc、ARBD)

擋板式厭氧反應(yīng)器(Anaerobic Baffled Reactor、ABR)

現(xiàn)代高速厭氧反應(yīng)器的主要特點(diǎn)：  

——HRT 與 SRT 分離，SRT 相對(duì)很長(zhǎng)，HRT 則較短，反應(yīng)器內(nèi)生物量很高。

——HRT 大大縮短，有機(jī)負(fù)荷大大提高，處理效率也大大提高；

90 年代以后，在 UASB 反應(yīng)器基礎(chǔ)上又發(fā)展起來(lái)了 EGSB 和 IC 反應(yīng)器； ——EGSB 反應(yīng)器，處理低溫低濃度的有機(jī)廢水；

——IC 反應(yīng)器，處理高濃度有機(jī)廢水，可達(dá)到更高的有機(jī)負(fù)荷。

2、總結(jié)上述發(fā)展歷程厭氧生物處理技術(shù)的發(fā)展大致可以分為三個(gè)階段：

第一階段

厭氧生物過(guò)程廣泛地存在于自然界中，但人類第一次有意識(shí)地利用厭氧生物過(guò)程來(lái)處理廢棄物，則是在 1881 年由法國(guó)的Louis Mouras 所發(fā)明的“自動(dòng)凈化器”開始的，隨后人類開始較大規(guī)模地應(yīng)用厭氧消化過(guò)程來(lái)處理城市污水（如化糞池、雙層沉淀池等）和剩余污泥（如各種厭氧消化池等）。這些厭氧反應(yīng)器現(xiàn)在通稱為“第一代厭氧生物反應(yīng)器”。

它們的共同特點(diǎn)是：

① 水力停留時(shí)間（HRT）很長(zhǎng)， 有時(shí)在污泥處理時(shí)，污泥消化池的 HRT 會(huì)長(zhǎng)達(dá) 90 天，即使是目前在很多現(xiàn)代化城市污水處理廠內(nèi)所采用 的污泥消化池的 HRT 也還長(zhǎng)達(dá) 20~30 天；

② 雖然 HRT 相當(dāng)長(zhǎng)，但處理效率仍十分低，處理效果還很不好；

③ 具有濃臭的氣味，因?yàn)樵趨捬跸^(guò)程中原污泥中含有的有機(jī)氮或硫酸鹽等會(huì)在厭氧條件下分別 轉(zhuǎn)化為氨氮或硫化氫，而它們都具有十分特別的臭味。

第二階段

當(dāng)進(jìn)入上世紀(jì) 50、60 年代，特別是 70 年代的中后期，隨著世界范圍的能源危機(jī)的加劇，人們對(duì)利用厭氧消化過(guò)程處理有機(jī)廢水的研究得以強(qiáng)化，相繼出現(xiàn)了一批被稱為現(xiàn)代高速厭氧消化反應(yīng)器的處 理工藝，從此厭氧消化工藝開始大規(guī)模地應(yīng)用于廢水處理，真正成為一種可以與好氧生物處理工藝相提并論的廢水生物處理工藝。這些被稱為現(xiàn)代高速厭氧消化反應(yīng)器的厭氧生物處理工藝又被統(tǒng)一稱為“第二代厭氧生物反應(yīng)器” 。

它們的主要特點(diǎn)有：

① HRT 大大縮短，有機(jī)負(fù)荷大大提高，處理效率大大提高；

② 主 要包括： 厭氧接觸法、 厭氧濾池 （AF） 、上流式厭氧污泥床 （UASB） 反應(yīng)器、 厭氧流化床 （AFB） 、AAFEB、 厭氧生物轉(zhuǎn)盤（ARBC）和擋板式厭氧反應(yīng)器等；

③ HRT 與 SRT 分離，SRT 相對(duì)很長(zhǎng)，HRT 則可以較短， 反應(yīng)器內(nèi)生物量很高。

第三階段

進(jìn)入20世紀(jì) 90 年代以后，隨著以顆粒污泥為主要特點(diǎn)的 UASB 反應(yīng)器的廣泛應(yīng)用，在其基礎(chǔ)上又發(fā) 展起來(lái)了同樣以顆粒污泥為根本的顆粒污泥膨脹床 （EGSB） 反應(yīng)器和厭氧內(nèi)循環(huán)（IC）反應(yīng)器。 其中EGSB反應(yīng)器利用外加的出水循環(huán)可以使反應(yīng)器內(nèi)部形成很高的上升流速，提高反應(yīng)器內(nèi)的基質(zhì)與微生物之間的接觸和反應(yīng)，可以在較低溫度下處理較低濃度的有機(jī)廢水，如城市廢水等；而 IC 反應(yīng)器則主要應(yīng)用于處 理高濃度有機(jī)廢水，依靠厭氧生物過(guò)程本身所產(chǎn)生的大量沼氣形成內(nèi)部混合液的充分循環(huán)與混合，可以達(dá)到更高的有機(jī)負(fù)荷。這些反應(yīng)器又被統(tǒng)一稱為“第三代厭氧生物反應(yīng)器”。

它們的主要特點(diǎn)有：

① 把沉淀池中的厭氧發(fā)酵室分離出來(lái) ,建成獨(dú)立工作的厭氧消化反應(yīng)器。在此階段中開發(fā)的主要處理設(shè)施有普通厭氧消化池和 UASB、厭氧接觸工藝、兩相厭氧消化工藝、 AF、 AFB 等。

②把有機(jī)廢水和有機(jī)污泥的處理和生物氣的利用結(jié)合起來(lái) ,即把環(huán)保和能源開發(fā)結(jié)合起來(lái)。沼渣的綜合利用也被當(dāng)作重要任務(wù)提到了議事日程。

③處理對(duì)象除VSS外 ,還著眼于BOD和 COD的降低以及某些有機(jī)毒物的降解。

3、厭氧生物處理技術(shù)的反應(yīng)器主體也經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)代：

第一代反應(yīng)器：以厭氧消化池為代表 ,屬于低負(fù)荷系統(tǒng)；

第二代反應(yīng)器：可以將固體停留時(shí)間與水力停留時(shí)間分離 ,能夠保持大量的活性污泥和足夠長(zhǎng)的污泥齡 ,屬于高負(fù)荷系統(tǒng) 。

第三代反應(yīng)器：在將固體停留時(shí)間和水力停留時(shí)間相分離的前提下，使固液兩相充分接觸 ,從而既能保持大量污泥又能使廢水和活性污泥之間充分混合、接觸，以達(dá)到真正高效的目的。