廢水厭氧生物處理是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中各種復雜有機物分解轉化成甲烷和二氧化碳等物質的過程。在厭氧生物處理的過程中，復雜的有機化合物被分解，轉化為簡單、穩定的化合物，同時釋放能量。其中，大部分的能量以甲烷的形式出現，這是一種可燃氣體，可回收利用。同時僅少量有機物被轉化而合成為新的細胞組成部分，故相對好氧法來講，厭氧法污泥增長率小得多。好氧法因為供氧限制一般只適用于中、低濃度有機廢水的處理，而厭氧法及適用于高濃度有機廢水，又適用于中、低濃度有機廢水。同時厭氧法可降解某些好氧法難以降解的有機物，如固體有機物、著色劑蒽醌和某些偶氮染料等。

1、廢水厭氧生物處理技術的發展歷程

①厭氧過程廣泛存在于自然界中；

②1881 年，法國，Louis Mouras ，“自動凈化器”；

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、處理效率很低、濃臭的氣味等；

④70 年代后，能源危機，現代高速厭氧反應器，厭氧消化工藝開始大規模地應用于廢水處理；

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)

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

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

現代高速厭氧反應器的主要特點：  

——HRT 與 SRT 分離，SRT 相對很長，HRT 則較短，反應器內生物量很高。

——HRT 大大縮短，有機負荷大大提高，處理效率也大大提高；

90 年代以后，在 UASB 反應器基礎上又發展起來了 EGSB 和 IC 反應器； ——EGSB 反應器，處理低溫低濃度的有機廢水；

——IC 反應器，處理高濃度有機廢水，可達到更高的有機負荷。

2、總結上述發展歷程厭氧生物處理技術的發展大致可以分為三個階段：

第一階段

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

它們的共同特點是：

① 水力停留時間（HRT）很長， 有時在污泥處理時，污泥消化池的 HRT 會長達 90 天，即使是目前在很多現代化城市污水處理廠內所采用 的污泥消化池的 HRT 也還長達 20~30 天；

② 雖然 HRT 相當長，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，因為在厭氧消化過程中原污泥中含有的有機氮或硫酸鹽等會在厭氧條件下分別 轉化為氨氮或硫化氫，而它們都具有十分特別的臭味。

第二階段

當進入上世紀 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的加劇，人們對利用厭氧消化過程處理有機廢水的研究得以強化，相繼出現了一批被稱為現代高速厭氧消化反應器的處 理工藝，從此厭氧消化工藝開始大規模地應用于廢水處理，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。這些被稱為現代高速厭氧消化反應器的厭氧生物處理工藝又被統一稱為“第二代厭氧生物反應器” 。

它們的主要特點有：

① HRT 大大縮短，有機負荷大大提高，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） 反應器、 厭氧流化床 （AFB） 、AAFEB、 厭氧生物轉盤（ARBC）和擋板式厭氧反應器等；

③ HRT 與 SRT 分離，SRT 相對很長，HRT 則可以較短， 反應器內生物量很高。

第三階段

進入20世紀 90 年代以后，隨著以顆粒污泥為主要特點的 UASB 反應器的廣泛應用，在其基礎上又發 展起來了同樣以顆粒污泥為根本的顆粒污泥膨脹床 （EGSB） 反應器和厭氧內循環（IC）反應器。 其中EGSB反應器利用外加的出水循環可以使反應器內部形成很高的上升流速，提高反應器內的基質與微生物之間的接觸和反應，可以在較低溫度下處理較低濃度的有機廢水，如城市廢水等；而 IC 反應器則主要應用于處 理高濃度有機廢水，依靠厭氧生物過程本身所產生的大量沼氣形成內部混合液的充分循環與混合，可以達到更高的有機負荷。這些反應器又被統一稱為“第三代厭氧生物反應器”。

它們的主要特點有：

① 把沉淀池中的厭氧發酵室分離出來 ,建成獨立工作的厭氧消化反應器。在此階段中開發的主要處理設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把有機廢水和有機污泥的處理和生物氣的利用結合起來 ,即把環保和能源開發結合起來。沼渣的綜合利用也被當作重要任務提到了議事日程。

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

3、厭氧生物處理技術的反應器主體也經歷了三個時代：

第一代反應器：以厭氧消化池為代表 ,屬于低負荷系統；

第二代反應器：可以將固體停留時間與水力停留時間分離 ,能夠保持大量的活性污泥和足夠長的污泥齡 ,屬于高負荷系統 。

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 ,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，以達到真正高效的目的。