食品、生物、化工等行業排放大部分廢水都屬于高濃度有機廢水，僅利用常規的物化、生化處理較難達到處理目的，同時存在投資大，操作管理難，運行成本高等一系列問題。隨著科研的不斷深入，厭氧反應器作為一種高效的生物膜處理方法漸漸登上舞臺，它主要是利用微生物與污水中的有機物接觸吸附分解有機物，以達到有效處理有機廢水、廢棄物的目的。

　　“目前厭氧反應器的發展已經歷了三代，本期小沼將對這三代最具代表性的厭氧反應器及其優劣勢進行梳理，望對君從事有機廢水、廢棄物處理及大中型沼氣工程的建設有所幫助!”

　　第一代厭氧反應器

　　第一代反應器以厭氧消化池為代表，廢水與厭氧污泥完全混合，屬低負荷系統。包括：常規厭氧反應器(CADT)、全混式反應器(CSTR)、厭氧接觸消化器(ACP)等。

　　1常規厭氧反應器(CADT)

　　常規厭氧反應器也叫常規沼氣池，是一種結構簡單、應用廣泛的工藝類型。

　　CADT結構圖

　　該消化器無攪拌裝置，原料在其中呈自然沉淀狀態，一般分為4層，自上而下依次為浮渣層、上清液層、活性層和沉渣層，其中易于消化、活動旺盛的場所只限活性層，因而效率較低。

　　我國農村較為常見。

　　2全混式反應器(CSTR)

　　全混式消化器是在常規消化器中安裝了攪拌裝置，使得原料處于完全混合狀態，因而，使得活性區域遍布于整個消化區，效率相比于常規消化器明顯提高，故又稱高效消化器。該消化器常采用恒溫連續投料或半連續投料運行，適用于高濃度及含有大量懸浮固體原料的處理。

　　CSTR結構圖

　　攪拌器工作原理

　　3厭氧接觸消化器(ACP)

　　厭氧接觸工藝反應器是完全混合式的，是在CSTR基礎上進行了改進的一種較高效率的厭氧反應器。反應器排出的混合液首先在沉淀池中進行固液分離，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厭氧消化池內。

　　ACP結構圖

　　第二代厭氧反應器

　　第二代反應器可以將固體停留時間和水力停留時間分離，能保持大量的活性污泥和足夠長的污泥齡，并注重培養顆粒污泥，屬高負荷系統。包括：厭氧濾池(AF)、厭氧流化床和膨脹床反應器(AFBR)、升流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧折流板反應器(ABR)等。

　　1附著膜型消化器

　　附著膜型消化器的特征是在反應器內安裝有惰性支持物(又稱填料)供微生物附著，并形成生物膜。進料中的液體和固體在穿過填料時，滯留微生物附著在生物膜內，并且在HRT相當短的情況下，可阻止微生物沖出。因其具有短的SRT而影響固體物的轉化，這類反應器只適用于處理低濃度、低SS有機廢水。這種消化器主要有厭氧濾器、流化床和膨脹床兩種。

　　1)厭氧濾器(AF)

　　AF是采用填充材料作為微生物載體的一種高速厭氧反應器，厭氧菌在填充材料上附著生長，形成生物膜。生物膜與填充材料一起形成固定的濾床。厭氧濾床可分為上流式厭氧濾床和下流式厭氧濾床二種。

　　AF結構圖

　　2)厭氧流化床和膨脹床反應器(AFBR)

　　流化床和膨脹床反應器屬于附著生長型生物膜反應器，在其內部填有像砂粒一樣大小的(半徑0.2～0.5mm)惰性顆粒供微生物附著，如焦炭粉、硅藻土、粉炭灰和合成材料等，當有機污水自下而上穿過細小的顆粒層時，污水和所產氣體的升流速度足以使介質顆粒呈膨脹或流動狀態，每一個顆粒表面都被生物膜所覆蓋，能支持更多的微生物附著，使MRT比HRT更長，因而使消化器具有更高的效率。

　　AFBR結構圖

　　2上流式厭氧污泥床反應器(UASB)

　　UASB是目前發展最快的消化器之一，其特征是自下而上流動的污水流過膨脹的顆粒狀的污泥床。消化器分為三個區，即污泥床、污泥層和三相分離器。分離器將氣體分流并阻止固體物漂浮和沖出，使MRT比HRT大大增長，產甲烷效率明顯提高，污泥床區平均只占消化器體積的30%，但80~90%的有機物在這里降解。

　　三相分離器是UASB厭氧消化器的關鍵設備，主要功能是氣液分離、固液分離和污泥回流，但均由氣封、沉淀區和回流縫組成。

　　UASB結構圖

　　3厭氧折流板反應器(ABR)

　　在這種消化器里，由于擋板的阻隔使污水上下折流穿過污泥層。這樣每個單元就相當于一個反應器，反應器的總數等于各反應器之和。我國前些年曾引起該型消化器，用來處理酒精廢醪的丙酮丁醇廢醪，但在實際應用過程中其效果一直欠佳。同時由于要造成折流，使得消化器結構復雜、施工難、造價高。目前難以在生產中獲得廣泛應用。

　　ABR結構圖

　　第三代厭氧反應器

　　第三代反應器在將固體停留時間和水力停留時間相分離的前提下，使固、液兩相充分接觸，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，以達到真正高效的目的。包括：膨脹顆粒污泥床(EGSB)、內循環厭氧反應器(IC)、上流式污泥床過濾器(UBF)等。

　　1膨脹顆粒污泥床反應器(EGSB)

　　EGSB與UASB反應器的結構相似，不同的是EGSB反應器采用相當高的上流速度，因此，在EGSB反應器中顆粒污泥處于完全或部分“膨脹化”的狀態，即污泥床的體積由于顆粒之間平均距離的增加而擴大。為了提高上升速度，EGSB反應器采用較大的高度與直徑比和很大的回流比。

　　EGSB結構圖

　　2內循環厭氧反應器(IC)

　　內循環厭氧反應器，是目前世界上效率最高的厭氧反應器。該反應器集UASB反應器和流化床反應器于一身，利用反應器內所產生沼氣的提升力實現發酵料液的內循環。

　　IC結構圖

　　3上流式污泥床反應器(UBF)

　　UBF反應器是有UASB和AF結構的復合式反應器。反應器的下面是高濃度顆粒污泥組成的污泥床，上部是填料及其附著的生物膜組成的濾料層。其突出優勢是反應器上部空間所架設的填料，不但在其表面生長微生物，且在其空隙截留懸浮微生物，利用原有的無效容積增加了生物總量，防止生物量的突然洗出，且由于填料的存在，夾帶污泥的氣泡在上升過程中與之碰撞，加速了污泥與氣泡的分離，從而降低了污泥的流失。

　　UBF結構圖

　　其它幾種厭氧消化器

　　1升流式固定床反應器(USR)

　　USR是一種結構簡單、適用于高懸浮固體原料的反應器。原料從底部進入消化器內，與消化器里的活性污泥接觸，使原料得到快速消化。未消化的生物質固體顆粒和沼氣發酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內，上清液從消化器上部溢出，這樣可以得到比水力滯留期高得多的固體滯留期(SRT)和微生物滯留期(MRT)，從而提高了固體有機物的分解率和消化器的效率。在當前畜禽養殖行業糞污資源化利用方面，有較多的應用。許多大中型沼氣工程，均采用該工藝。

　　USR結構圖

　　2塞流式反應器(PFR)

　　塞流式反應器也稱推流式反應器，是一種長方形的非完全混合式反應器。高濃度懸浮固體發酵原料從一端進入，從另一端排出。消化器內沼氣的產生可以為料液提供垂直的攪拌作用，料液在沼氣池內無縱向混合，發酵后的料液借助于新鮮料液的推動作用而排走。

　　PFR結構圖

　　3纖維填料生物膜消化器

　　纖維填料固定床生物膜消化器實質上是 AF 結構形式的一種。采用維綸制成的纖維填料。

　　纖維填料生物膜消化器結構圖

　　4單元混合塞流式厭氧消化器(RPR)

　　RPR是在高濃度、塞流及攪拌三結合厭氧消化器(HCPF)基礎上根據厭氧發酵的不同階段，將消化器分解成若干個單元，并通過厭氧單元內的不同攪拌強度及單元之間的料液混合，實現高效厭氧消化的過程。

　　RPR結構圖

　　目前較為常見的幾種厭氧消化反應器優劣勢及適用范圍對比總結如下：

　　以上就是目前較為常見的厭氧消化反應器，每一種反應器都有其優缺點，但針對不同反應器的缺點，國內外都會有相應的解決方案，以實現厭氧消化的高效化，故以上優劣勢的分析與梳理，僅供大家參考