工業污水處理的厭氧生物處理技術是在厭氧條件下，兼性厭氧和厭氧微生物群體將有機物轉化為甲烷和二氧化碳的過程，又稱為厭氧消化。厭氧生物處理技術在水處理行業中一直都受到環保工作者們的青睞，由于其具有良好的去除效果，更高的反應速率和對毒性物質更好的適應，更重要的是由于其相對好氧生物處理廢水來說不需要為氧的傳遞提供大量的能耗，使得厭氧生物處理在水處理行業中應用十分廣泛。

一般來說，廢水中復雜有機物物料比較多，通過厭氧分解分四個階段加以降解：

(1)水解階段：高分子有機物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內進行下一步的分解。

(2)酸化階段：上述的小分子有機物進入到細胞體內轉化成更為簡單的化合物并被分配到細胞外，這一階段的主要產物為揮發性脂肪酸(VFA)，同時還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產物產生。

(3)產乙酸階段：在此階段，上一步的產物進一步被轉化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細胞物質。

(4)產甲烷階段：在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉化成甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。這一階段也是整個厭氧過程重要的階段和整個厭氧反應過程的限速階段。

 厭氧技術發展過程大致經歷了三個階段：

一階段：簡單的沉淀與厭氧發酵合池并行的初期發展階段。這個發展階段中，污水沉淀和污泥發酵集中在一個腐化池(俗稱化糞池)中進行，泥水沒有進行分離。

二階段：污水沉淀與厭氧發酵分層進行的發展階段。

三階段：獨立式營建的高級發展階段。這個發展階段中，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。

與此相對應的是，厭氧生物處理技術的反應器主體也經歷了三個時代。

一代厭氧反應器是以普通厭氧消化池(CADT)，厭氧接觸工藝(ACP)為代表的低負荷系統。 

二代反應器是20世紀60年代末以在反應器內保持大量的活性污泥和足夠長的污泥齡為目標，利用生物膜固定化技術和培養易沉淀厭氧污泥的方式開發出的。如厭氧濾器(AF)、厭氧流化床(AFB)、厭氧生物轉盤(ARBCP)、上流式厭氧污泥床(IAASB)、厭氧附著膨脹床(AAFEB)等。其中UASB反應器為應用廣的反應器，在其為代表的二代反應器的研究與應用的基礎上開發出了新一代反應器。

三代厭氧反應器是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。目前研究較多的有：厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)、厭氧內循環(IC)等。

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