背景技術
由于在反應器中使用一系列垂直安裝的折流闆，将反應器分隔成串聯的幾個反應室，每個反應室都可以看作一個相對獨立的上流式污泥床系統（upflow sludge bed，簡稱USB）。被處理的廢水在反應器内沿折流闆作上下流動，依次通過每個反應室的污泥床，廢水中的有機基質通過與微生物接觸而得到去除。借助于處理過程中反應器内産生的氣體使反應器内的微生物固體在折流闆所形成的各個隔室内作上下膨脹和沉澱運動，而整個反應器内的水流則以較慢的速度作水平流動。水流繞折流闆流動而使水流在反應器内的流經的總長度增加，再加之折流闆的阻擋及污泥的沉降作用，生物固體被有效地截留在反應器内。
因此ABR反應器的水力流态更接近推流式。其次由于折流闆在反應器中形成各自獨立的隔室，因此每個隔室可以根據進入底物的不同而培養出與之相适應的微生物群落，從而導緻厭氧反應産酸相和産甲烷相沿程得到了分離，使ABR反應器在整體性能上相當于一個兩相厭氧系統，實現了相的分離。最後，ABR反應器可以将每個隔室産生的沼氣單獨排放，從而避免了厭氧過程不同階段産生的氣體相互混合，尤其是酸化過程中産生的H2可先行排放，利于産甲烷階段中丙酸、丁酸等中間代謝産物可以在較低的H2分壓下能順利的轉化。
總的來說，ABR反應器具有構造簡單、能耗低、抗沖擊負荷能力強、處理效率高等一系列優點。當然，ABR反應器也有其不利的方面。首先，為了保證一定的水流和産氣上升速度，ABR反應器不能太深。其次，進水如何均勻分布也是一個問題。再有，與單級UASB反應器相比，ABR反應器的第一格不得不承受遠大于平均負荷的局部負荷，這可能會導緻處理效率的下降。
理論基礎
(1)微生态系統理論
厭氧處理實際上是借助于不同微生物種群間的協同作用，通過水解酸化-産氫及産乙酸一産甲烷等一系列生物反應将有機底物轉化為甲烷和無機物的過程。在此過程中不僅各類微生物對環境條件的要求不同，而且它們通過對不同底物的利用而形成類似于生态系統中的食物鍊的營養關系，即微生态系統。為使厭氧處理系統維持穩定的運行，需創造适合于不同微生物種群生長的環境條件，使反應過程的物質轉化及能量的流動順利進行。因而兩相及多相厭氧反應器(SMPAR,可由一個反應器或多個反應器串聯實現，因而它并非特指某一個反應器)技術的研究己成為開發新型厭氧反應器技術的生态學基礎。
(2)複合流态的的反應器系統理論
無論是在化學反應工程還是生物處理工程中，反應器或反應器系統中液體介質的流态對産物的轉化率或生物處理的效果均有重要的影響。反應器中良好的水力流态應滿足以下要求:
①确保反應器介質間均勻的混合接觸，提高反應器有效容積的利用率及設備的運行穩定性；
②創造高的濃度梯度，促進介質間的傳質，以獲得高的産物轉化率(處理效果)；
實際應用中，多以完全混合或推流作為反應器的兩大主要流态，完全混合式雖可滿足要求①，但難滿足要求②，推流則反之。因而如何通過工藝運行方式的改進，使反應器(系統即具有完全混合的優點又具有推流的優點，以充分滿足上述兩個要求，則是開發新型厭氧反應器工藝的水動力學基礎。
(3)分階段多相厭氧工藝(Staged Multi-phase Anaerobic Reactor簡稱SMPA)
Lettinga教授在預測未來厭氧反應器的發展動向時，提出了一個極具潛力和挑戰性的新工藝思想。SMPA的理論思路是:
①在各級分隔的單體中培養出合适的厭氧細菌菌群，以适應相應的底物組分及環境因子(pH.H2分壓值等)；
②防止在各個單體中獨立發展形成的污泥互相混合；
③各個單體的産氣互相隔開；
④工藝流程更接近于推流式，系統因而擁有更高的去除率，出水水質更好；
ABR工藝通過在一定容積的容器内設置上下折流闆，而在水流方向形成依次串聯的隔室，由于上下折流闆的阻擋和分隔作用，使水流在不同隔室中的流态呈完全混合态(水流的上升和産氣的攪拌作用)，而在反應器的整個流程方向則表現為推流态。這種局部為完全混合整體為推流的流态系統，确保了基質與微生物的完全混台，同時保證了較大的傳質推動力，是一種極佳的流态。另外，由于豎向擋闆的隔離作用，使不同菌群分隔在不同反應格室中，實現了産酸相和産甲烷相的分離，從而不同的微生物在最适宜的環境條件(pH、H.值等)分壓值下生存這大大提高了厭氧反應器的負荷和處理效率.并使其穩定性和對不良因素的适應性大為增強，保證了處理效果。nn
