设计，采用停留时间分布方法首次研究了ABR的上下流室宽度比、折流板底端距底板距离、折流板折角等结构参数与反应器水力滞留时间之间的关系。结果表明，上下流室宽度比不宜超过1∶3，最佳值为1∶3；折流板底端距底板距离与死区在本试验所取范围内（1～5 cm）成正比关系；折流板折角以50°左右为佳[8]。Yuttachai Sarathai等人采用3个格室的ABR反应器讨论了水力滞留时间、表面气体流速、流体最大流量（peak flow factors，简称PFF）与反应器死区面积之间的关系。结果表明，不同的流体流速会导致水力死区的不同，流速为1、2、4 cm3/h时，水力死区≤13%，但当PFF=6时，水力死区扩大为原来的2倍，且当PFF增加时，ABR可近似看做一种全混合式反应器。此外，他们还发现表面气体流速不影响水力死区，且当HRT=48 h，PFF对水力特性的影响可以忽略不计[9]。Shengnan Li等人采用停留时间分布（RTD）的方法研究了The plane folded plate reactor（PFPR）和The opposite folded plate reactor（OFPR）2种ABR反应器在清水和废水2种流体和不同水力滞留时间（4、6、8、10 h）下的混合状态以及水力死区。研究表明，PFPR和OFPR的混合模式都属于“中间态”，即在塞流式和完全混合之间的状态。然而，OFPR的混合模式更接近为塞流式。因此，在理想状态下，OFPR的水力死区面积远小于PFPR的水力死区面积[10]。以上研究结果表明，ABR反应器具有较好的水力特性，流态接近理想推流态，且与其他厌氧反应器相比，具有较低的死区百分率。
3.2 ABR的启动
一个厌氧反应器能否快速成功的启动是该反应器运行成败的先决条件。影响厌氧反应器启动的因素很多，例如废水的组成及浓度、接种污泥的数量和活性、反应器尺寸设计、启动条件（水力滞留时间、有机负荷等）以及环境条件（温度、pH值等）等[11]。Haider M. Zwaina等人以造纸厂废水为原料，采用先批量后连续的方式启动MABR反应器。研究结果表明，经过10 d批量发酵和20 d连续进料后，ABR启动成功，COD去除率达到71%以上[12]。大量试验研究证明，采用好氧预挂膜或低有机负荷、延长水力滞留时间、直接接种厌氧颗粒污泥有助于较快成功启动ABR反应器[13-14]。
3.3 ABR的厌氧污泥颗粒化
3.3.1 ABR颗粒污泥的特性。ABR反应器属于生物多相分阶段（SMPA）厌氧反应器，在运行时相当于若干个反应器串联。因此，反应器每个格室处于不同的的运行工况条件下，进水水质的不同导致反应器每个格室颗粒污泥的特征不同。沈耀良采用扫描电镜和透射电镜分别研究了在低负荷和高负荷条件下ABR内各个格室的颗粒污泥特征。研究表明，ABR中呈现出明显的相分离特征，颗粒污泥微生物随反应器隔室不同的微生态环境而有不同的优势菌属。高负荷条件下（反应器前端隔室）的产酸颗粒污泥颗粒大、表面粗糙，其优势微生物为产气杆菌属，而位于反应器中部隔室的产甲烷颗粒污泥结构紧密，表面光滑，其有时菌属为甲烷球菌；低负荷条件下（反应器后端隔室）的颗粒污泥颗粒小、结构较松散，其优势菌属为甲烷丝菌属[15]。同时，杜接弟和王毅力等人采用效果检测、粒度分布与分形等方法，研究了ABR处理低浓度废水时水力停留时间（HRT）对其运行状况和颗粒污泥特征的影响。结果表明，随着HRT从24 h逐渐缩短到5 h，反应器后面格室颗粒污泥的MLSS值随着HRT的缩短总体也呈增加趋势，MLVSS/MLSS值先降低后升高，前3个格室的MLVSS和MLSS值高于后2个格室的趋势越来越明显。分形维数和粒度的变化表明，HRT为24 h和18 h时，ABR中颗粒污泥呈现表面光滑、结构密实和粒径逐渐增大的特点；HRT为12 h和8 h时，形成大而中空、表面相对不规则的疏松颗粒污泥；HRT为5 h时，水力扰动破碎、筛分以及微生物修补作用的综合影响导致颗粒污泥粒径减小、表面光滑、结构密实[16]。在同一HRT下，ABR不同格室中颗粒污泥呈现出相反的变化趋势，显示了沿着ABR格室，颗粒污泥表面变得光滑时对应的结构比较密实的特征[17]。
3.3.2 ABR颗粒污泥形成的技术条件和影响因素。厌氧消化反应器中污泥颗粒化是污泥的形成有助于提高反应器的处理效率。杨百忍和牛仙从启动方式、污泥负荷以及碱度3个方面对颗粒污泥的培养进行了研究。研究表明，在负荷为0.60 kg·COD/（kg·VSS·d），上升流速为0.13 m/h，出水碱度为CaCO3 1 000 mg/L时，控制温度在25 ℃以上，60 d培养出颗粒污泥[16]。为加速反应器内颗粒污泥的形成，许多学者在添加剂方面做了诸多研究[18-20]。研究发现，投加无机絮凝剂或高聚物、或金属离子可以加快颗粒污泥的形成。
就总体而言，随着ABR对难降解或有毒废水表现出良好的处理性能，人们对其越来越关注。对ABR内部作用机理与颗粒污泥的研究也逐渐增多。但与UASB相比，远不如其研究深入。ABR在结构上相当于若干个UASB串联，可以借鉴UASB中颗粒污泥的研究方法和成果对ABR进行研究。
3.4 ABR在厌氧消化中的应用
厌氧消化是指在厌氧条件和适当pH值下，有机物在产甲烷菌的作用下转化成二氧化碳、甲烷的过程。ABR能够保证良好的厌氧环境，确保厌氧生物反应顺利进行。一些学者对ABR处理简单废水开展了研究[21-29]。并在COD去除率、SS等方面表现出良好处理效果（表1）。
复杂废水是指成分比较复杂，难处理的高浓度废水，例如精密化工废水、印染废水、糖蜜废水等[26-29]。ABR结构特殊，适合处理复杂废水。近年来，诸多学者对ABR处理复杂废水作了许多研究。研究表明，ABR是第3代厌氧反应器，具有结构简单、处理效率高等特点，采用适当的工艺措施（出水回流、增加填料、增加第一格室体积）可以处理复杂废水；ABR处理复杂废水的种类很多，包括糖蜜废水、面包酵母生产废水、印染废水、制药废水、山梨酸废水、草甘膦废水、制革废水、PTA废水等，且COD去除率均在75%以上，但氨氮和磷去除率不高，具体实例见表2。
目前，大部分ABR反应器处理废水仅限于实验阶段，部分处于中试阶段（处理食品废水、综合印染废水），在实际工程中的应用还比较少见。美国哥伦比亚城的Tenjo有一套常温下处理生活污水的ABR装置[30]。ABR反应器有效容积为197 m3，由2个ABR反应器并联而成。该装置进水BOD浓度和COD容积负荷分别为314 mg/L和0.85 kg/m3·d，水力滞留时间10.3 h，COD去除率在70%以上，且运行稳定，当COD容积负荷在0.4～2.0 kg/m3·d内波动时，COD去除率基本保持不变。这套ABR装置的投资与UASB相比节省了20%，仅相当于1座同等处理效果的城市二级污水处理厂投资的1/6。国内也有ABR与A/O组合工艺处理甜菜制糖废水的工程实例[31]。该工艺自2010年10月运行以来，进水COD浓度为8 000 mg/L左右，出水COD均在85 mg/L以下，COD降解率高达98.9%。
4 结论与展望
从以上的介绍、分析可以看出，ABR反应器是一种新型高效厌氧反应器，具有结构单、投资少、运行稳定、抗冲击负荷能力强、处理效率高等一系列优点，适于处理各种浓度的废水。但是针对ABR研究仍有许多工作要做，例如如何解决高浓度进水情况下污泥过度酸化问题；如何有效建立ABR产氢产甲烷联合发酵体系以及其动力学模型研究；ABR反应器内中间代谢产物的生成机理以及代谢机制研究；ABR反应器内颗粒污泥的形成条件以及特性研究等。此外，目前ABR的工程应用实例比较少，大部分处于试验研究阶段，应该加大这方面的研究。
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