背景技术
由于在反应器中使用一系列垂直安装的折流板，将反应器分隔成串联的几个反应室，每个反应室都可以看作一个相对独立的上流式污泥床系统（upflow sludge bed，简称USB）。被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的有机基质通过与微生物接触而得到去除。借助于处理过程中反应器内产生的气体使反应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动，而整个反应器内的水流则以较慢的速度作水平流动。水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流经的总长度增加，再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用，生物固体被有效地截留在反应器内。
因此ABR反应器的水力流态更接近推流式。其次由于折流板在反应器中形成各自独立的隔室，因此每个隔室可以根据进入底物的不同而培养出与之相适应的微生物群落，从而导致厌氧反应产酸相和产甲烷相沿程得到了分离，使ABR反应器在整体性能上相当于一个两相厌氧系统，实现了相的分离。最后，ABR反应器可以将每个隔室产生的沼气单独排放，从而避免了厌氧过程不同阶段产生的气体相互混合，尤其是酸化过程中产生的H2可先行排放，利于产甲烷阶段中丙酸、丁酸等中间代谢产物可以在较低的H2分压下能顺利的转化。
总的来说，ABR反应器具有构造简单、能耗低、抗冲击负荷能力强、处理效率高等一系列优点。当然，ABR反应器也有其不利的方面。首先，为了保证一定的水流和产气上升速度，ABR反应器不能太深。其次，进水如何均匀分布也是一个问题。再有，与单级UASB反应器相比，ABR反应器的第一格不得不承受远大于平均负荷的局部负荷，这可能会导致处理效率的下降。
理论基础
(1)微生态系统理论
厌氧处理实际上是借助于不同微生物种群间的协同作用，通过水解酸化-产氢及产乙酸一产甲烷等一系列生物反应将有机底物转化为甲烷和无机物的过程。在此过程中不仅各类微生物对环境条件的要求不同，而且它们通过对不同底物的利用而形成类似于生态系统中的食物链的营养关系，即微生态系统。为使厌氧处理系统维持稳定的运行，需创造适合于不同微生物种群生长的环境条件，使反应过程的物质转化及能量的流动顺利进行。因而两相及多相厌氧反应器(SMPAR,可由一个反应器或多个反应器串联实现，因而它并非特指某一个反应器)技术的研究己成为开发新型厌氧反应器技术的生态学基础。
(2)复合流态的的反应器系统理论
无论是在化学反应工程还是生物处理工程中，反应器或反应器系统中液体介质的流态对产物的转化率或生物处理的效果均有重要的影响。反应器中良好的水力流态应满足以下要求:
①确保反应器介质间均匀的混合接触，提高反应器有效容积的利用率及设备的运行稳定性；
②创造高的浓度梯度，促进介质间的传质，以获得高的产物转化率(处理效果)；
实际应用中，多以完全混合或推流作为反应器的两大主要流态，完全混合式虽可满足要求①，但难满足要求②，推流则反之。因而如何通过工艺运行方式的改进，使反应器(系统即具有完全混合的优点又具有推流的优点，以充分满足上述两个要求，则是开发新型厌氧反应器工艺的水动力学基础。
(3)分阶段多相厌氧工艺(Staged Multi-phase Anaerobic Reactor简称SMPA)
Lettinga教授在预测未来厌氧反应器的发展动向时，提出了一个极具潜力和挑战性的新工艺思想。SMPA的理论思路是:
①在各级分隔的单体中培养出合适的厌氧细菌菌群，以适应相应的底物组分及环境因子(pH.H2分压值等)；
②防止在各个单体中独立发展形成的污泥互相混合；
③各个单体的产气互相隔开；
④工艺流程更接近于推流式，系统因而拥有更高的去除率，出水水质更好；
ABR工艺通过在一定容积的容器内设置上下折流板，而在水流方向形成依次串联的隔室，由于上下折流板的阻挡和分隔作用，使水流在不同隔室中的流态呈完全混合态(水流的上升和产气的搅拌作用)，而在反应器的整个流程方向则表现为推流态。这种局部为完全混合整体为推流的流态系统，确保了基质与微生物的完全混台，同时保证了较大的传质推动力，是一种极佳的流态。另外，由于竖向挡板的隔离作用，使不同菌群分隔在不同反应格室中，实现了产酸相和产甲烷相的分离，从而不同的微生物在最适宜的环境条件(pH、H.值等)分压值下生存这大大提高了厌氧反应器的负荷和处理效率.并使其稳定性和对不良因素的适应性大为增强，保证了处理效果。nn
