第一代厭氧反應(yīng)器
早在19世紀(jì)，人們就利用厭氧工藝處理廢水廢物。1881年，法國(guó)工程師louis mouras發(fā)明了用以處理污水污泥的“自動(dòng)凈化器”，從而開(kāi)始了人類(lèi)利用慶氧生物過(guò)程處理廢水廢物的歷程。1896年英國(guó)出現(xiàn)了第一座用于處理生活污水的厭氧消化池，產(chǎn)生的沼氣用于照明。1904 年德國(guó)的工程師imhoff將其發(fā)展成為imhoff雙層沉淀池(即腐化池)，這一工藝至今仍然在有效地利用。1912 年英國(guó)的伯明翰市建立了第一個(gè)用土堤圍成的露天敞開(kāi)式消化池。至1914年，美國(guó)有14座城市建立了厭氧消化池。1925 年至1926年，美國(guó)、德國(guó)相繼建成了較為標(biāo)準(zhǔn)的消化池。二戰(zhàn)結(jié)束后，厭氧處理技術(shù)的發(fā)展又掀起了一個(gè)高潮，高效的、可加溫和攪拌的消化池得到了發(fā)展，厭氧污泥與廢水的加溫、攪拌提高了處理效率。但從本質(zhì)上，反應(yīng)器中的微生物(即厭氧污泥)與廢水或廢料是混合在一起的，污泥在反應(yīng)器里的停留時(shí)間(srt) 與廢水的停留時(shí)間(hrt)是相同的，因此污泥在反應(yīng)器里濃度低，廢水在反應(yīng)器里要停留幾天到幾十天之久，處理效果差。此時(shí)的厭氧處理技術(shù)主要用于污泥與糞肥的消化，它尚不能經(jīng)濟(jì)地用于工業(yè)廢水的處理。直至1955年，soefer開(kāi)發(fā)了用以處理食品包裝廢水的厭氧接觸反應(yīng)器(ac法)， 取得了良好的效果。
第二代厭氧反應(yīng)器
隨著生物發(fā)酵工程中固定化技術(shù)的發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)到提高反應(yīng)器中污泥濃度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高效厭氧生物反應(yīng)器得以發(fā)展。第二代厭氧生物反應(yīng)器必須滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：
1)系統(tǒng)內(nèi)能夠保持大量的活性厭氧污泥；
2) 反應(yīng)器進(jìn)水應(yīng)與污泥保持良好的接觸。
依據(jù)這一原則，20世紀(jì)60年代末，第一個(gè)基于微生物固定化原理的高速厭氧反應(yīng)器——厭氧濾池誕生。它的成功之處在于，在反應(yīng)器中加人固體填料(如沙礫等)，微生物由于附著生長(zhǎng)在填料的表面，免于水力沖刷而得到保留，巧妙地將平均水力停留時(shí)間與生物固體停留時(shí)間相分離，其固體停留時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)上百天，這就使得厭氧處理高濃度污水的停留時(shí)間從過(guò)去的幾天或幾十天縮短到幾小時(shí)或幾天。在相同的溫度下，厭氧濾池的負(fù)荷高出厭氧接觸工藝2～3倍，同時(shí)有很高的cod去除率，而且反應(yīng)器內(nèi)易于培養(yǎng)出適應(yīng)有毒物質(zhì)的厭氧污泥。
第三代厭氧反應(yīng)器
20世紀(jì)90年代初，人們?yōu)閷?shí)現(xiàn)高效厭氧反應(yīng)器的有效運(yùn)行，結(jié)合第二代反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)，研發(fā)了第三代厭氧反應(yīng)器。第三代厭氧反應(yīng)器具備占地面積小、動(dòng)力損耗小等特點(diǎn)，微生物均以顆粒污泥固定化的方式存在于反應(yīng)器當(dāng)中，反應(yīng)器單位容積的生物量比以往更高，能承受更高的水力負(fù)荷且具備較高的有機(jī)污染物凈化效果。反應(yīng)器內(nèi)的微生物在不同區(qū)域內(nèi)生長(zhǎng)，可以與不同區(qū)域內(nèi)的進(jìn)水充分接觸，完成了一定程度上的生物相分離。第三代反應(yīng)器的主要代表有:厭氧膨脹顆粒污泥床(egsb)、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(ic)、升流式厭氧污泥床過(guò)濾器(ubf)等。