厭氧反應器是一種利用厭氧微生物降解有機污染物、實現廢水處理與能源回收的關鍵技術裝置。其原理是通過營造嚴格無氧環境，促使厭氧微生物將復雜有機物逐步分解為（CH?）、二氧化碳（CO?）等氣體，同時去除污染物。 ### 反應機理 厭氧反應過程分為四個階段： 1. **水解階段**：大分子有機物（如蛋白質、多糖）被水解菌分泌的胞外酶分解為小分子單體（如氨基酸、葡萄糖）。 2. **酸化階段**：發酵菌將水解產物轉化為揮發性脂肪酸（VFAs）、醇類等，并釋放H?和CO?。 3. **產階段**：產氫產菌將VFAs進一步轉化為、H?和CO?。 4. **產階段**：嚴格厭氧的產菌通過兩類途徑代謝：① 將裂解為CH?和CO?；② 利用H?還原CO?生成CH?。此階段限速步驟，直接決定反應器效率。 ### 關鍵控制參數 - **溫度**：中溫型（35-38℃）與高溫型（55-60℃）菌群活性差異顯著，需維持±2℃波動。 - **pH值**：佳范圍6.8-7.5，產菌對酸性環境敏感，需酸化階段與化階段平衡。 - **有機負荷（OLR）**：高濃度廢水需梯度遞增負荷以避免VFAs積累抑制。 - **水力停留時間（HRT）**：與污泥停留時間（SRT）解耦設計，確保污泥持留量>20g VSS/L。 ### 工藝優勢 1. **能源正效益**：每降解1kg COD可產0.35m3（熱值35.9MJ/m3），實現碳減排。 2. **低污泥產率**：僅為好氧工藝的10-20%，降低處置成本。 3. **高負荷處理**：可承受COD 5-50g/L的高濃度廢水，適用于食品、制藥等行業。 4. **模塊化設計**：UASB、EGSB、IC等反應器通過三相分離器優化傳質效率，上升流速可達5-10m/h。 當前研究聚焦于強化種間直接電子傳遞（DIET）、耐鹽菌群馴化及反應器智能控制，以提升系統抗沖擊負荷能力與能源轉化效率。該技術契合"雙碳"戰略，在工業廢水處理領域具有持續發展潛力。