一、概述
隨着我國經濟建設的發展，城市污水與工業廢水的排放量逐年增加。爲了貫徹經濟建設和環境保護必須同步發展的方針，污水處理工程必定會有相應的發展，在這種情況下，有效、經濟、省能地解決污水處理問題，已是當今環境工程領域中最迫切需要研究的課題。實現這一目標的途徑除了靠正確決策外，尚需依賴技術更新，新工藝的開發，資源、能源的合理利用等科學技術措施。
目前，污水處理工程基本上還是依靠消耗能量來改善環境質量的一項技術措施。但在能源有限的條件下，人們已經意識到，浪費能源的生產和生活方式必須徹底改變，現今評價工程設計優劣的立足點，已經開始轉移到基建投資和運轉管理的經濟性，以及對能源利用的有效程度。因此，環境工程已不可避免地要與能源工程體系發生聯繫。
錄求污水處理工程節能措施的技術途徑頗多，而用機污水的厭氧生物處理技術則是重要途徑之一。
厭氧生物處理是利用厭氧性微生物的代謝特性，在毋需提供外源能量的條件下，以被還原有機物作爲受氫體，同時產生有能源價值的甲烷氣體。厭氧生物處理法不僅適用於高濃度有機廢水，進水BOD濃度可達15000mg/l，也可適用於低濃度有機廢水，包括城市廢；厭氧生物處理法能耗低；有機容積負荷高，一般爲5－10kgCOD/m3．d高的可達50kgCOD/m3．d；剩餘污泥量少；產生的沼氣可利用；營養需要量少；被降解的有機物種類多；能承受較大的負荷變化和水質變化。
顯而易見，開發厭氧生物處理新工藝用來治理有機污水的污染，無疑是一種具有良好經濟效益的方法。近年來，污水厭氧處理工藝發展十分迅速，各種新工藝、新方法不斷出現，包括有厭氧接觸法、升流式厭氧污泥牀、檔板式厭氧法、厭氧生物池、厭氧膨脹牀和流化牀、厭氧生物轉盤等，目前升流式厭氧污泥牀這種新工藝由於具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點，運轉及構築物造價均有所下降，對於不同含固量污水的適應性也強，因而已越來越受到重視，國內外目前已設計和施工的這種工藝較多。
二、升流式厭氧污泥牀工作原理
升流式厭氧污泥牀有反應區、氣液固三相分離器（包括沉澱區）和氣室三部分組成。在底部反應區內存留大量厭氧污泥，具有良好的沉澱性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥牀底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉化爲沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合併，逐漸形成較大的.氣泡，在污泥牀上部由於沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然後穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經過反射進入三相分離器的沉澱區，污水中的污泥發生絮凝，顆粒逐漸增大，並在重力作用下沉降。沉澱至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厭氧反應區內，使反應區內積累大量的污泥，與污泥分離後的處理出水從沉澱區溢流堰上部溢出，然後排出污泥牀。
這種工藝的基本出發佔在於：（1）爲污泥絮凝提供有利的物理－－化學條件，使厭氧污泥獲得並保持良好的沉澱性能；（2）良好的污泥牀常可形成一種相當穩定的生物相，能抵抗較強的擾動力。較大的絮體具有良好的沉澱性能，從而提高設備內的污泥濃度；（3）通過在污泥牀設備內設置一個沉澱區，使污泥細顆粒在沉澱區的污泥層內進一步絮凝和沉澱，然後迴流入污泥牀內。
三、厭氧污泥牀內的流態和污泥分佈
厭氧污泥牀內的流態相當複雜，反應區內的流態與產氣量和反應區高度相關，一般來說，反應區下部污泥層內，由於產氣的結果，部分斷面通過的氣量較多，形成一股上升的氣流，帶動部分混合液（指污泥與水）作向上運動。與此同時，這股氣、水流周圍的介質則向下運動，造成逆向混合，這種流態造成水的短流。在遠離這股上升氣、水流的地方容易形成死角。在這些死角處也具有一定的產氣量，形成污泥和水的緩慢而微弱的混合，所以說在污泥層內形成不同程度的混合區，這些混合區的大小與短流程度有關。懸浮層內混合液，由於氣體幣的運動帶動液體以較高速度上升和下降，形成較強的混合。在產氣量較少的情況下，有時污泥層與懸浮層有明顯的界線，而在產氣量較多的情況下，這個界面不明顯。有關試驗表明，在沉澱區內水流呈推流式，但沉澱區仍然還有死區和混合區。