厌氧生物处理具有动力消耗低、容积负荷高、占地面积小、可回收能源、剩余污泥量少等优点,是高浓度有机工业废水处理的必选技术。但目前市场上广泛应用的主流厌氧反应器存在一些不足,例如结构较复杂、启动速度较慢、泥水混合不够理想以及气液固分离效率受制于颗粒污泥培养和三相分离器设计。针对上述不足,进行新型厌氧反应器开发使之能够长期、高效、稳定运行,具有极为广阔的工程应用前景。本文在深刻解析现有厌氧反应器共性关键问题的基础上,经过两次优化设计,自主开发一种无实体三相分离器的新型厌氧反应器,研究了反应器的启动过程及影响反应器运行效能的因素。论文主要内容如下：1.根据最初的设计理念本文设计了新型厌氧反应器的原型,并以模拟高浓度废水为基质,对其进行启动试验研究,考察在负压控制和间歇曝气条件下新型厌氧反应器的运行效果。结果表明：启动阶段COD去除率较高,平均去除率为70%,出水pH和SS稳定,反应器内无浮渣出现。试验还发现,负压条件下反应器内所产沼气可优先分离,产气量及上升速度明显高于正压条件；对反应器沉淀区污泥进行问歇曝气可加速污泥中微气泡的分离。但是,由于该反应器的设计存在缺陷,其沉淀区不能很好的实现污泥向反应区的回流,致使反应器污泥流失比较严重。2.在原型设计的基础上,进行了新型厌氧反应器的优化设计,改变反应器内部结构实现污泥自动回流,同时采用自制的次毫米分离组件实现泥水的强制分离,彻底解决了原型设计中污泥回流难和易流失等问题。通过清水试验对反应器内部水流状态进行验证,结果表明正常运行时反应器内部的水流状态与设计完全吻合；此外,还进行了次毫米分离组件制作及孔径优化等工作,为后续试验中参数选择提供依据。3.对优化设计的新型厌氧反应器进行启动试验研究,分为试启动、酸化调控和再启动三个阶段,最终新型厌氧反应器COD去除率可达90%以上,出水pH稳定。整个试验过程中出水SS小于400mg/L,说明次毫米分离组件泥水分离效果和稳定性都很好。4.再启动阶段通过对反应器内外液面平衡的速度进行监测,考察负压对产气速率及产气量的影响,结果表明,反应器内负压值及运行中控制的负压范围与反应器的气速率及产气量的大小成正比。