随着能源短缺的加剧，厌氧生物处理技术作为一种高效率低能耗的废水处理技术，日益受到重视。在这种背景下，厌氧生物处理技术得到了蓬勃的发展，以UASB反应器、EGSB反应器和IC反应器为代表的一批高效厌氧反应器应运而生。虽然这些反应器在实际运行中取得了巨大成功，但各有使用条件，因此开发新型高效厌氧反应器是很有必要的。 高效率的厌氧处理系统应满足2个条件：①系统内能够保留大量的活性厌氧污泥；②反应器进水应与污泥保持良好的接触。以此为出发点，管锡珺教授针对现行厌氧反应器在实际运行中的特点，设计了一种新型的厌氧反应器——水力循环UASB反应器(专利号ZL200320106116.0)。水力循环UASB反应器主要有以下几个创新点。 (1)对反应器进行分区，分为粗处理区和精处理区。粗处理区对有机物的降解使精处理区承受的有机负荷大大降低。精处理区维持一个相对稳定的状态，有利于污泥的沉降，从而使反应器具有良好的污泥截流能力。 (2)具有良好的水力流态。粗处理区呈完全混合流态，使生物污泥能够与进水基质充分混合接触，加强传质，以保证微生物能够充分利用其活性降解水中的基质，而整体上的推流保证一定的底物浓度梯度，提高出水水质。 (3)通过设置循环系统使反应器具有平衡酸化的能力。粗处理区的回流使本区具有高度混合，从而具有平衡酸化的能力。同时精处理区的水力回流，把消化好的废水回流到底部，也具有调节pH值的能力。 柠檬酸废水污染物浓度高，但主要为有机物，并且可生化性较好，适合厌氧生物处理。因此，将水力循环UASB反应器应用到了柠檬酸废水的现场处理中，以验证其优越性。经过91天的现场运行，实现了预期效果，取得了阶段性成果，得出以下结论 (1)水力循环UASB反应器(专利号ZL200320106116.0)处理柠檬酸废水是可行的。水力循环UASB反应器原设计负荷为5kg/(m3·d)，从试验情况来看，水力循环UASB反应器稳定达到设计负荷5kg/(m3·d)，最大时达到8.66kg/(m3·d)。系统再辅以接触氧化处理，处理后出水的各项指标均可稳定达标。 (2)通过工业化应用研究，获得了水力循环UASB反应器的设计参数。在设计时，如果以絮状污泥为主，水力循环UASB反应器的设计负荷可取5～8kg/(m3·d)，粗处理区的高度为1.2～2.2m。 (3)水力循环UASB反应器产生的生物能可取得良好的经济效益。利用水力循环UASB反应器产生的生物能烘干菌丝渣，烘干后作为饲料出售，扣除整个工艺约1.3元/m3的处理成本，每m3废水每天仍可产生5.4元的利润。 (4)与普通UASB反应器相比，水力循环UASB反应器可在短时间内启动。经过39d的现场调试，水力循环UASB反应器就达到5kg/(m3·d)的设计负荷，而现场的普通UASB反应器始终没有达到设计负荷。 (5)水力循环UASB反应器比传统UASB反应器具有更高的容积负荷。从最大负荷来看，水力循环UASB反应器最高容积负荷达到8.66kg/(m3·d)，是现场普通UASB反应器的1.85倍；从平均负荷来看，水力循环UASB反应器的容积负荷的平均值为6.45kg/(m3·d)，是现场UASB反应器负荷的1.67倍。 (6)与现场普通UASB反应器相比，水力循环UASB反应器具有更好的平衡酸化的能力。在第50～58d，反应器发生了酸化，但经过7d的调整就消除了酸化。而现场普通UASB反应器曾经酸化导致换污泥重启。