向心怡，陳小光，戴若彬，王玉，周偉竹，徐垚（東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，國家環(huán)境保護紡織工業(yè)污染防治工程技術(shù)中心，上海 201620）

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厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器的國內(nèi)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

向心怡，陳小光，戴若彬，王玉，周偉竹，徐垚
（東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，國家環(huán)境保護紡織工業(yè)污染防治工程技術(shù)中心，上海 201620）

摘要：厭氧膨脹顆粒污泥床（expanded granular sludge bed，EGSB）反應(yīng)器作為第三代厭氧反應(yīng)器的典型代表，相比于上流式厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器具有更高的容積負(fù)荷和抗沖擊性能，且其還有占地小以及可產(chǎn)生沼氣能源等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于多種高濃度有機廢水處理。本文介紹了EGSB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)原理與運行流程；統(tǒng)計分析了近些年國內(nèi)EGSB反應(yīng)器的相關(guān)文獻及其由小試到工程化的發(fā)展歷程；概述了EGSB反應(yīng)器在甲烷化、厭氧氨氧化（ANAMMOX）、生物制氫、同步脫氮除硫方面的研究進展；綜述了產(chǎn)甲烷EGSB反應(yīng)器與生物膜法、序批式活性污泥法和傳統(tǒng)活性污泥法等工藝聯(lián)用的工程應(yīng)用現(xiàn)狀，指出這些工藝均表現(xiàn)出良好的單體去除效果和較理想的整體去除效果，且EGSB反應(yīng)器在與新興技術(shù)的耦合上也表現(xiàn)出較好的前景。

關(guān)鍵詞：厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器；第三代厭氧反應(yīng)器；高濃度有機廢水；甲烷化；工藝耦合

第一作者：向心怡（1993—），女，研究方向為廢水生物處理及資源化。聯(lián)系人：陳小光，博士，副教授，主要從事廢水生物處理過程及設(shè)備的研究。E-mail cxg@dhu.edu.cn。

環(huán)保和能源問題是當(dāng)今我國面臨的兩大難題[1]，而厭氧反應(yīng)器隸屬環(huán)保和能源雙重領(lǐng)域，其在高濃度有機廢水治理和沼氣能源回收方面功不可沒。與傳統(tǒng)好氧生物處理相比，厭氧生物法不但容積有機負(fù)荷高，剩余污泥少，而且能耗低，還可產(chǎn)生大量沼氣能源[2]。因此，厭氧反應(yīng)器技術(shù)在環(huán)保水處理領(lǐng)域倍受青睞。

厭氧膨脹顆粒污泥床（expanded granular sludge bed，EGSB）反應(yīng)器是在上流式厭氧污泥床（up-flow anaerobic sludge bed，UASB）反應(yīng)器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的第三代厭氧反應(yīng)器[3]。20世紀(jì)80年代初，荷蘭Wageingen農(nóng)業(yè)大學(xué)的LETTINGA教授等[4]通過對傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器增加三相分離器，實現(xiàn)了水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）的有效分離，從而發(fā)明了上流式厭氧污泥床反應(yīng)器。雖然UASB反應(yīng)器可持留大量的活性污泥，為其高效運行奠定了基礎(chǔ)，但是由于反應(yīng)器內(nèi)混合強度不夠，導(dǎo)致底部污泥超高負(fù)荷運行，從而抑制微生物的活性；另外，反應(yīng)器內(nèi)容易形成短流，極大地縮小了有效體積，影響處理效能。于是，LETTINGA等通過改變反應(yīng)器高徑比、同時設(shè)置出水回流以增加上升流速，使顆粒污泥床層處于膨脹狀態(tài)，促進泥水混合、減少短流，從而開發(fā)了第三代高效厭氧反應(yīng)器——EGSB反應(yīng)器。

20世紀(jì)末期，EGSB反應(yīng)器的研究如雨后春筍。據(jù)文獻報道[5]，截止2001年，世界上已有300余座EGSB反應(yīng)器在啤酒、造紙、淀粉、化工、酒精等高濃度工業(yè)廢水處理中得到了廣泛應(yīng)用。截止2011年，世界上EGSB反應(yīng)器的工程數(shù)量至少增長了5倍，達1500座以上。盡管2011年以后本文作者尚未查閱到相關(guān)工程應(yīng)用數(shù)據(jù)，但是可以預(yù)測：EGSB反應(yīng)器作為第三代厭氧反應(yīng)器的典型代表，其工程應(yīng)用的數(shù)量增長與日俱增。鑒于國內(nèi)EGSB反應(yīng)器的廣泛研究與應(yīng)用，且近年來尚缺乏有關(guān)于其的全面性綜述，故本文著重對EGSB反應(yīng)器國內(nèi)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀作了較為全面的梳理，以饗同行。

1　EGSB結(jié)構(gòu)原理

EGSB反應(yīng)器由布水區(qū)（Ⅰ）、反應(yīng)區(qū)（Ⅱ）、分離區(qū)（Ⅲ）和循環(huán)區(qū)（Ⅳ）四部分組成。EGSB反應(yīng)器運行時，進水與回流水混合一起進入布水區(qū)，通過布水系統(tǒng)均勻地分配到反應(yīng)器底部，產(chǎn)生較高的上升流速（一般為3～7m/h[6]，也有文獻報道，Biothane公司專利產(chǎn)品Biobed?EGSB反應(yīng)器在穩(wěn)定運行的情況下能達到10～15m/h[7]），使廢水與顆粒污泥充分接觸，在反應(yīng)區(qū)有機物被降解，產(chǎn)生沼氣能源?；旌系臍?、液、固三相在分離區(qū)內(nèi)通過三相分離器進行混合液脫氣與固液分離，部分沉降性能較好的污泥自然回落到污泥床層上，出水夾帶部分沉降性較差的污泥洗出反應(yīng)器，沼氣繼續(xù)向上流動進入集氣室后排出反應(yīng)器，一部分出水經(jīng)循環(huán)回流至反應(yīng)器底部與廢水混合，有稀釋進水與回收堿度的作用。其典型結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

圖1　EGSB反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意

2　文獻統(tǒng)計

基于《中國期刊CNKI全文數(shù)據(jù)庫》電子資源，本文作者查閱了自1998—2014年間發(fā)表的關(guān)于EGSB反應(yīng)器的近600篇文獻和《中國優(yōu)秀碩博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》，對EGSB反應(yīng)器的文獻種類和分布進行了研究。

我國對EGSB反應(yīng)器的研究自20世紀(jì)90年代開始，第一篇提到了EGSB反應(yīng)器的文獻是在1993 年[8]，至今已有二十余年。圖2總結(jié)了自1998年來發(fā)表在中文期刊上有關(guān)EGSB反應(yīng)器的研究和應(yīng)用論文數(shù)量，可見：一是從1998—2008年的十年間，EGSB反應(yīng)器的研究逐年遞增，論文數(shù)量由2篇增至57篇，增長了27.5倍，并在2010年達到了高峰，達61篇；二是在綜述類論文中，雖然大多都是在講到厭氧反應(yīng)器中提到了EGSB反應(yīng)器，但并沒有對它進行更加詳實的總結(jié)，專門針對工程應(yīng)用方面的論文寥寥無幾。

與許多化工反應(yīng)器相似，EGSB反應(yīng)器在工程化的道路上歷經(jīng)了小試與中試階段。由圖3可見，在1998—2008年的十年間，實驗室規(guī)模的研究論文隨著總論文數(shù)增長而增長，之后一直維持在較高水平；其中，在2002年之前，EGSB反應(yīng)器的論文主要集中在實驗室研究階段；而進入2003年后，關(guān)于EGSB反應(yīng)器的論文有從小試轉(zhuǎn)向中試的趨勢，并相繼出現(xiàn)工程化應(yīng)用；在2008年后，工程化應(yīng)用的論文整個占比明顯增多，由2008年前的每年不超過4篇提升至平均每年9篇左右（平均年占比為18%），它昭示了隨著行業(yè)需要的不斷攀升和EGSB反應(yīng)器技術(shù)的日臻成熟，許多工業(yè)廢水的處理站設(shè)計中都有著EGSB反應(yīng)器的身影。如2013年工程案例就有13例，占比高達26%；而2012—2014年的平均年占比也有23%。這些數(shù)據(jù)都表明其在我國許多工業(yè)廢水處理工程領(lǐng)域已占據(jù)一席之地。

圖2　按年代序列的中文EGSB反應(yīng)器文獻類別分布

圖3　按年代序列的中文EGSB反應(yīng)器研究類別分布

3　研究現(xiàn)狀

就處理對象而言，近年對EGSB反應(yīng)器研究和應(yīng)用不再局限于對高濃度有機廢水的甲烷化治理，還拓展至高氨氮和含硫廢水的厭氧氨氧化（ANAMMOX）、生物制氫、同步脫氮除硫等較新穎的領(lǐng)域。根據(jù)文獻調(diào)研（圖4），在2005—2014年間我國發(fā)表的產(chǎn)甲烷化研究的論文占88%，而厭氧氨氧化、生物制氫、同步脫氮除硫的研究分別則占了9%、2%和1%。這一數(shù)據(jù)表明，關(guān)于厭氧氨氧化、生物制氫、同步脫氮除硫的研究有利于推動EGSB反應(yīng)器的縱深發(fā)展。

圖4　國內(nèi)EGSB反應(yīng)器實驗室研究領(lǐng)域分布

3.1甲烷化

甲烷化過程的實質(zhì)就是厭氧微生物新陳代謝的過程。在水解酶的作用下，復(fù)雜有機物被轉(zhuǎn)化為較為簡單的有機物，而后經(jīng)過產(chǎn)酸菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌最終分解為甲烷[9]。歷經(jīng)四十年的發(fā)展，產(chǎn)甲烷高效厭氧反應(yīng)器已在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用[3]。近些年，對其的研究集中在反應(yīng)器構(gòu)型的優(yōu)化及厭氧顆粒污泥的機理研究等[10]。本文作者認(rèn)為構(gòu)型優(yōu)化仍是未來幾年內(nèi)的重要方向，以進一步提升反應(yīng)器的容積效能及適應(yīng)更加復(fù)雜的廢水。

張瑞等[11]研究了城市垃圾焚燒滲瀝液中Ca2+對EGSB反應(yīng)器處理效能的影響，研究發(fā)現(xiàn)在一定的COD進水下，Ca2+濃度對產(chǎn)甲烷活性的作用是低促高抑的；同時進水Ca2+濃度6000mg/L以下時，COD去除率能高于93%。

蔣柱武等[12]對高溫EGSB反應(yīng)器處理木薯酒精廢水進行了研究，發(fā)現(xiàn)高溫條件下（55℃），有機負(fù)荷OLR在10～14kgCOD/(m3·d)的范圍內(nèi)，EGSB反應(yīng)器處理效果好，平均去除率達到90.3%。一般而言，EGSB反應(yīng)器的沼氣產(chǎn)量隨負(fù)荷的增加而以較快的速率增長，當(dāng)OLR達到最大為24kgCOD/(m3·d)時，沼氣轉(zhuǎn)化量為0.315m3/kgCOD（標(biāo)況）。同樣的，華文強等[13]研究了基于PVA顆粒污泥的EGSB反應(yīng)器處理高濃度乙二醇廢水，溫度保持在30℃，當(dāng)OLR最大為14.5kgCOD/(m3·d)時，產(chǎn)氣量為17L/d，沼氣轉(zhuǎn)化量達到0.24m3/ kgCOD。

實驗中的沼氣轉(zhuǎn)化量均低于理論值0.35m3/kgCOD（標(biāo)況）[14]，分析是由于降解的COD雖然大部分用于轉(zhuǎn)化成沼氣，仍有小部分用于微生物自身的新陳代謝和增殖。

3.2厭氧氨氧化

厭氧氨氧化即以NO2?為電子受體，以NH4+為電子供體，在ANAMMOX菌內(nèi)厭氧氨氧化體（anammoxosome，含有羥胺和聯(lián)氨氧化還原酶）的代謝作用下，生成N2和H2O的脫氮過程[15]。據(jù)報道，厭氧氨氧化可被應(yīng)用于糞便消化液[16]、尿液[17]、制藥廢水[18]的處理，并且最近有研究表明其可在市政污水處理中發(fā)揮作用。相比于傳統(tǒng)的脫氮技術(shù)，厭氧氨氧化具有相對較高的容積脫氮負(fù)荷，TANG等[19]研究發(fā)現(xiàn)ANAMMOX的總氮容積負(fù)荷率可達76.7kgN/(m3·d)，而傳統(tǒng)的脫氮技術(shù)一般為2kgN/(m3·d)以下。

CHEN等[20]研究了Anammox-EGSB反應(yīng)器的性能，試驗表明在總氮容積負(fù)荷率23.71kgN/(m3·d)和總氮容積負(fù)荷去除率25.86kgN/(m3·d)時，出水氨氮濃度為11.9mg/L，總氮去除效率94.68%，氨氮、亞硝酸鹽氮、總氮的轉(zhuǎn)化率qmax分別為907.13mgN/(gVSS·d)、841.76mgN/(gVSS·d)、1810.10mgN/(gVSS·d)，半飽和常數(shù)Ks分別為2.69mgN/L、0.44mgN/L、3.11mgN/L。WANG等[21]在以處理啤酒廢水的厭氧污泥為接種物啟動EGSB反應(yīng)器結(jié)束后，出現(xiàn)了ANAMMOX反應(yīng)。在進水氨氮濃度為70～250mg/L時，氨氮去除率達40%；在進水亞硝氮濃度在70～250mg/L時，亞硝氮去除率可達98%，此時進水COD濃度為500mg/L，COD去除率為84%。

耿亮等[22]研究了EGSB反應(yīng)器處理城市污水的工藝特性，在常溫穩(wěn)定運行的狀態(tài)下，COD平均去除率為66.6%，氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的平均去除率均能達到90%以上，系統(tǒng)表現(xiàn)出明顯的厭氧氨氧化性能。

試驗表明，ANAMMOX-EGSB反應(yīng)器能表現(xiàn)出較好的脫氮性能，報道的總氮容積負(fù)荷率為25kgN/(m3·d)左右，但根據(jù)TANG等[19]的研究，UASB-ANAMMOX可達77kgN/(m3·d)左右的負(fù)荷，而EGSB反應(yīng)器作為更優(yōu)的反應(yīng)器構(gòu)型，EGSB-ANAMMOX的總氮去除負(fù)荷率應(yīng)還有較大提升空間。

3.3生物制氫

在厭氧反應(yīng)器中的生物制氫的實質(zhì)是暗發(fā)酵生物制氫，是指在無需光能的條件下，厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫細(xì)菌利用甲酸分解、丙酮酸脫羥基與NADP/NAD平衡調(diào)節(jié)來將有機物分解成氫氣的過程[23]。目前，對于生物制氫的研究領(lǐng)域主要集中在高效產(chǎn)氫菌種的選育，生物制氫工藝形式、運行與調(diào)控的研究幾個方面，并于近二十年內(nèi)取得了較大的進展。但其研究還存在一些問題，例如在厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸（VFA）會抑制產(chǎn)氫量，且低成本底物的開發(fā)等問題都限制了其發(fā)展[23]。

劉沙等[24]研究了以紅糖為底物的EGSB反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵制氫性能，發(fā)現(xiàn)在OLR為97.2kgCOD/(m3·d)、HRT為2h時可獲得最大產(chǎn)氫速率5.73L/(L·d)，此時的氫氣含量為48.44%，證明了紅糖作為底物的可行性。

郭婉茜等[25]以CSTR與EGSB反應(yīng)器對比，研究了兩者的運行及產(chǎn)氫性能。在中溫下，EGSB反應(yīng)器的最佳OLR范圍在70～80 kgCOD/(m3·d)，可達到最大產(chǎn)氫速率18.0L/(L·d)，遠遠高于CSTR反應(yīng)器的25～35kgCOD/(m3·d)的有機負(fù)荷與6.21L/(L·d)的最大產(chǎn)氣速率。張露思等[26]也將添加粉末活性炭作為晶核載體的EGSB反應(yīng)器R1與未添加載體的EGSB反應(yīng)器R2對比，研究其顆粒形成及產(chǎn)氫影響，發(fā)現(xiàn)R1形成顆粒明顯多于R2，且在OLR 22 kgCOD/(m3·d)時，R1的平均產(chǎn)氫速率為5.04 L/(L·d)，而R2只有2.35 L/(L·d)，表明添加活性炭對于產(chǎn)氫顆粒污泥的形成十分有效。

相比于甲烷來說，氫氣是一種更加新型環(huán)保的能源。但是目前的EGSB反應(yīng)器耦合生物制氫還僅僅局限于實驗室研究階段，且大多數(shù)以乙醇型發(fā)酵為主。

3.4同步脫氮除硫

同步厭氧生物脫氮除硫是指在缺氧條件下，脫氮硫桿菌、脫氮硫微螺菌等化能自養(yǎng)型硫細(xì)菌在代謝過程中，以硝酸鹽為電子受體來氧化硫化物[27]，從而達到對氮、硫兩種污染物同時去除的效果。同步脫氮除硫的概念于2004年由王愛杰等[28]提出，而其已被探明的關(guān)鍵影響因素包括硫化物濃度與S/N比[29]，但于連續(xù)流反應(yīng)器中的工藝條件和深入性的機理研究豐度和廣度仍舊欠缺。

CHEN等[30]進行了EGSB反應(yīng)器高效同步脫氮除硫的研究，硫化物去除率可達97%，容積硫化物去除率4.8kgS/(m3·d)；硝酸鹽氮去除率92%，容積硝酸鹽去除率2.6kgS/(m3·d)。

目前，同步脫氮除硫仍是較為前沿的技術(shù)，從應(yīng)用價值方面來考慮，對其深入研究仍然十分有必要。

4　應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，EGSB反應(yīng)器工程上大多數(shù)是產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，厭氧氨氧化[31]、生物制氫[23]雖已有應(yīng)用報道，但與EGSB反應(yīng)器耦合的案例卻寥寥無幾。目前，EGSB反應(yīng)器通過與其他工藝有機耦合，被廣泛用于處理制藥廢水、畜禽廢水、淀粉及糖類廢水、造紙廢水、酒類廢水等高濃度有機廢水的處理中，以實現(xiàn)廢水的達標(biāo)排放。近年來，與EGSB耦合的工藝主要有生物膜法、序批式活性污泥法和傳統(tǒng)活性污泥法等。

4.1水解酸化-EGSB-生物膜法

水解酸化可將溶解性有機物轉(zhuǎn)化為非溶解性有機物，有效提高了廢水的可生化性，為后續(xù)EGSB反應(yīng)器提供基質(zhì)底物，而后續(xù)的生物膜法更進一步脫碳，保證了出水的達標(biāo)。采用水解酸化-EGSB-生物膜工藝動力消耗低，且EGSB反應(yīng)器產(chǎn)生沼氣可回用，節(jié)約能源。表1列舉了其工藝的工程應(yīng)用現(xiàn)狀。

表1　水解酸化-EGSB-生物膜工藝工程應(yīng)用現(xiàn)狀

由表1可見，該工藝組合適合處理啤酒、豬場等B/C比較高的廢水，處理COD值為2000～5000mg/L（個別生化性好的廢水COD值也可高達60000mg/L）。在該組合工藝中，EGSB主要目的是降解COD，減輕后續(xù)生物膜單元負(fù)荷，處理單元容積負(fù)荷為4～20kgCOD/(m3·d)， COD的去除率多在70%～80%左右。

4.2EGSB-序批式活性污泥法

EGSB反應(yīng)器有著高徑比大的特點，與序批式活性污泥法（SBR/CASS）相同具有占地面積小的優(yōu)點。將EGSB反應(yīng)器與SBR/CASS工藝聯(lián)合，可以解決一些廢水處理廠土地緊張難題。同時該工藝組合具有較好的脫氮除磷效果。表2列舉了EGSB-CASS/SBR工藝聯(lián)用的工程應(yīng)用現(xiàn)狀。

由表2可見，該工藝處理廢水明顯水質(zhì)波動較大，COD濃度波動最高可達20000mg/L，而總COD去除率仍然能保持在90%以上，說明EGSB-序批式活性污泥法抗沖擊負(fù)荷能力強。其中，氨氮去除效率最高能達到94%[51]，最低也有83.5%[48]，表明該工藝較好的氨氮去除效率。且相較于EGSB-生物膜工藝而言，該工藝處理COD濃度高（平均為10000mg/L以上），EGSB單元COD去除率高（多數(shù)大于80%），容積負(fù)荷多在10kgCOD/(m3·d)以上。

表2　EGSB-序批式活性污泥法工藝工程應(yīng)用現(xiàn)狀

4.3EGSB-傳統(tǒng)活性污泥法

傳統(tǒng)活性污泥法已普遍應(yīng)用于廢水的脫氮除磷，如A/O工藝、氧化溝工藝等。由于傳統(tǒng)活性污泥法較為穩(wěn)定，EGSB反應(yīng)器與之聯(lián)用處理的廢水種類較多，并能獲得較為穩(wěn)定的出水水質(zhì)，但該工藝組合的缺點是占地面積較大。表3列舉了EGSB-傳統(tǒng)活性污泥法聯(lián)用的工程應(yīng)用現(xiàn)狀。

由表3可見，該工藝組合處理的對象最為分散，包括食品、畜禽以及造紙等行業(yè)廢水，且進水COD濃度較高（其進水COD范圍為500～70000mg/L，但大部分均為5000mg/L以上），由于這些廢水的可生化性參差不齊，導(dǎo)致EGSB反應(yīng)器處理單元的COD去除率差別較大，其變化范圍為55.1%～97.1%，但通過傳統(tǒng)活性污泥單元后續(xù)生化處理，均能達標(biāo)排放，表明該工藝組合的適用性較強。

表3　EGSB-傳統(tǒng)活性污泥法工藝聯(lián)用工程應(yīng)用現(xiàn)狀

4.4其他工藝耦合

EGSB反應(yīng)器除了上述幾種較為常見的工藝聯(lián)用外，也有少數(shù)其他組合工藝，并獲得了成功。表4列舉了近年來EGSB反應(yīng)器與其他工藝聯(lián)用的工程應(yīng)用現(xiàn)狀。

由表4可知，EGSB反應(yīng)器單元COD去除率均為80%以上，并且總體工藝COD去除率也均為96%以上，表明EGSB反應(yīng)器可以成為較理想的前處理單元。隨著厭氧技術(shù)的革新與發(fā)展，將會有越來越多的新興技術(shù)與EGSB反應(yīng)器聯(lián)用，將成為工程應(yīng)用的發(fā)展趨勢。

表4　EGSB與其他工藝聯(lián)用工程應(yīng)用現(xiàn)狀

5　結(jié)　語

EGSB反應(yīng)器作為第三代高效厭氧反應(yīng)器，相比于UASB來說有更高的容積負(fù)荷和抗沖擊性能，并且其占地小、產(chǎn)生沼氣可回用等優(yōu)點十分適合于能源緊缺的今天。隨著學(xué)者們對EGSB反應(yīng)器越來越廣泛的研究，近十年來其小試、中試已逐步進展為工程研究，自2005年開始其應(yīng)用面也不斷多元化，從文獻類別上不再僅僅拘泥于產(chǎn)甲烷的研究，也有如生物制氫、厭氧氨氧化與同步脫氮除硫技術(shù)等。

至于工程上，其應(yīng)用主要為產(chǎn)甲烷。但是處理實際廢水時，產(chǎn)甲烷EGSB反應(yīng)器往往不“單兵作戰(zhàn)”，而是與生物膜法、序批式活性污泥法和傳統(tǒng)活性污泥法等工藝聯(lián)用，均表現(xiàn)出良好的去除效果。

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綜述與專論

Domestic study and application status of the EGSB reactor

XIANG Xinyi，CHEN Xiaoguang，DAI Ruobin，WANG Yu，ZHOU Weizhu，XU Yao
（College of Environmental Science and Engineering，State Environmental Protection Engineering Center for Pollution Treatment and Control in Textile Industry，Donghua University，Shanghai 201620，China）

Abstract：As a typical representative of the third-generation anaerobic bioreactor，the expanded granular sludge bed（EGSB） reactor，having the advantages of higher volumetric loading and better shock resistance performance than the upflow anaerobic sludge bed（UASB） reactor，as well as low occupation and biogas generation. And it has been widely applied in various high-strength organic wastewater treatment at home and abroad. The configuration principle and operation process of the EGSB reactor was introduced. The relevant literatures in recent years were analyzed statistically，reflecting the development of the reactor from lab-scale to plant-scale. The basic research of the reactor were reviewed in terms of the methane production，anaerobic ammonia oxidation（ANAMMOX），hydrogen production and simultaneous removal of sulfur and nitrogen. And the application status of the methane production EGSB reactor was discussed by different process couplings including biofilm，sequencing activated sludge and conventional activated sludge process，showing favorable unit and overall treatment results. Additionally，the coupling of the reactor and novel technology suggested a preferable future.

Key words：expanded granular sludge bed reactor；the third-generation anaerobic bioreactor；high-strength organic wastewater；methane production；process coupling

基金項目：國家青年科學(xué)基金（51208087）、教育部新教師基金（20120075120001）及中央高校基金項目。

收稿日期：2015-07-28；修改稿日期：2015-08-18。

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.01.003

中圖分類號：X 703

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1000–6613（2016）01–0018–08