文 献 综 述

1. 我国厌氧发酵现状

能源和环境双重危机使绿色可再生能源的开发研究成为各国新一轮研究热潮。据有关专家估计，生物质能将成为未来可持续能源系统的重要组成部分，到本世纪中叶，采用新技术生产的生物气、燃料乙醇、生物柴油等新能源将占全球总能耗的40%以上^[1]。在我国，生物质能约占全部能源消耗总量的20％。沼气是有机物通过厌氧发酵形成的一种可燃性气体，主要成分是甲烷和二氧化碳，利用有机垃圾做生物甲烷兼具了节能、减排和资源化的三重战略，担载生物产甲烷过程存在着产气率低、能耗高和系统复杂的巨大难点^[2]。因而研究高效甲烷发酵反应器是提高产气率、减少能耗高的有效途径。

1.1厌氧技术的发展

(1). 第一代厌氧反应器

厌氧接触池为代表的第一代厌氧反应器，污泥停留时间（SRT）和水力停留时间（HRT）大体相同，反应器内污泥浓度较低，处理效果差。为了达到较好的处理效果，通常废水在反应器内停留时间较长。

(2). 第二代厌氧反应器

以厌氧滤池 (AF) ,上流式厌氧污泥床(UASB) ,下行式固定膜反应器(DSFF) ，厌氧附着膜膨胀床反应器(AAFEB) , 厌氧流化床(AFB) 为代表的第二代厌氧反应器，依靠颗粒污泥的形成和三相分离器的作用，使污泥在反应器内滞留，实现了SRTgt;HRT，从而一定幅度地提高了反应器内污泥浓度，但是反应器的传质过程并不理想^[3]。要改善传质效果，最有效的方法就是提高表面水力负荷和表面产气负荷。然而高负荷产生的剧烈搅动又会使反应器内污泥处于完全膨胀状态，污泥过量流失，不得不靠污泥的大量回流来增加生物量，使原本SRTgt;HRT向SRT=HRT方向转变，处理效果变差。

图1.1上流式厌氧污泥床(UASB)

上流式厌氧污泥床反应器（UASB），目前国内广泛应用于酒醪滤液、啤酒废水、豆制品加工废水等。 UASB反应器的特点是自下而上流动的污水通过膨胀的颗粒状污泥床被消化分解，消化器分为三个区，即污泥床、污泥层和三相分离器。反应器优点在于除三相分离器外，消化器结构简单，无搅拌装置及填料；有机负荷大大提高；颗粒污泥的形成使厌氧微生物天然固定化，增加了工艺的稳定性；出水SS量低。但是对于SS 含量很高的污水，由于三相分离器泥气水分离能力的限制不可避免地造成出水中含泥量很高，整个系统的投资费用也较大^[4-6]。

(3). 第三代厌氧反应器