厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器属于第三代高效厌氧反应器,具有较好的研究应用前景。然而,当前研究对EGSB反应器的污染物传质及分布关注较少,而污染物的分布影响微生物生存环境,进而影响反应器的处理效率。构建CFD-厌氧消化耦合模型,对EGSB反应器内部流场和浓度场进行模拟,以生物死区宽度、污染物浓度标准差和污染物去除率为指标,研究污染物分布均匀性及其对处理效率的影响,进而对反应器进行优化。首先构建实验室规模反应器模型,参考相关试验进行模型验证,并通过增设挡流板和改变布水方式实现结构优化,通过研究不同进水有机负荷和上升流速对浓度场的影响实现工艺参数优化。随后构建实际工程规模模型,研究不同高径比对反应器流场及浓度场的影响效果。模拟结果表明:受流速边界层影响,污染物呈现中轴处高近壁处低的不均匀分布,在一定高度处甚至出现生物死区,使处理效率下降。通过增设挡流板,可以使污染物随水流向壁面分流,提高分布均匀性,进而提高处理效率,且随挡流板数量增加污染物分布均匀性及去除率会显著提高;当采用中心进水方式时,污染物分布均匀性和去除率较均匀布水时均有下降,而周边进水能显著改善浓度场,但影响范围有限;当进水有机负荷增加时,分布均匀性下降,处理效率降低;当上升流速增加时,生物死区减小,但在较高位置污染物分布均匀性和去除率降低;控制高径比在2-6可使分布均匀性较好,当高径比大于6时,分布均匀性会出现大幅下降,且污染物去除率也随高径比的增加而降低。