本人有幸参与了一些大中型沼气工程的设计，在这里主要谈谈目前国内外应用比较多的USR沼气发酵工艺。我公司07年共承建了将近40个大中型工程的USR反应器。主要采用的是搪瓷拼装USR沼气发酵罐。希望能和各位同行一起交流，通过交流大家互相学习，共同提高，毕竟USR在我国发展时间并不长。消化器 消化器或称沼气池是沼气发酵的核心设备，微生物的繁殖，有机物的分解转化，沼气的生成都是在消化器里进行的，因此消化器的结构和运行情况是一个沼气工程设计的重点。
本人有幸参与了一些大中型沼气工程的设计，在这里主要谈谈目前国内外应用比较多的USR沼气发酵工艺。
我公司07年共承建了将近40个大中型工程的USR反应器。主要采用的是搪瓷拼装USR沼气发酵罐。
希望能和各位同行一起交流，通过交流大家互相学习，共同提高，毕竟USR在我国发展时间并不长。
消化器
消化器或称沼气池是沼气发酵的核心设备，微生物的繁殖，有机物的分解转化，沼气的生成都是在消化器里进行的，因此消化器的结构和运行情况是一个沼气工程设计的重点。
消化器的工艺类型，根据消化器水力滞留期（HRT）、固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT）相关性的不同，分为三大类（见下表）。在一定HRT条件下，设法延长SRT和MRT,并使微生物与原料充分混合,是厌氧消化器科技水平提高的主要方向。
类 型 滞留期特征 消化器举例
常规型 MRT = SRT = HRT 常规消化器、连续搅拌罐、塞流式
污泥滞留型 （MRT 和 SRT）> HRT 厌氧接触、UASB、USR、折流式 IC
附着膜型 MRT> (SRT 和 HRT) 厌氧滤器、流化床、膨胀床
2楼
升流式固体反应器 （USR- Upflow Solids Reactor ）
升流式固体反应器是一种结构简单,适用于高悬浮固体原料的消化器。它的结构如左图所示。原料从底部进入消化器内，消化器内不设三相分离器，不需要污泥回流。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物，靠被动沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部排出，这样可以得到比HRT高得多的SRT和MRT，从而达到更高的固体有机物分解率和消化器效率。
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3楼
工艺特点：
结构简单，运行稳定；
进料浓度在5%-8%，反应器内部悬浮物浓度高；
水力停留时间长10-20天；
根据发酵原料不同，容积产气率可达0.8-3.2m3/m3.d
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4楼
搪瓷拼装制罐技术与USR工艺结合
由于工艺要求，USR反应器一般高度在8-12米之间，采用混凝土施工难度比较高，工期长，质量难以保证；采用传统钢制罐，需要的壁厚至少在10mm以上才能达到强度要求，而搪瓷钢板由于其中含有金属钛元素，属一种钛合金，同等厚度情况下，强度比Q235钢板强两倍以上，因此需要的壁厚可以大大减小，避免不必要的浪费。
由于沼气发酵会产生H2S、CO2等酸性气体，因此发酵罐的防腐性能变得尤为重要；不论是混凝土还是传统钢制罐都要有专业的防腐工序；而搪瓷拼装罐由于其表面的高惰性釉层可以轻易抵制酸性腐蚀，无需考虑专业防腐。
搪瓷制罐技术灵活多变，还可与双层膜生物质气体储存器相结合，形成产气贮气一体化厌氧罐。
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5楼
搪瓷拼装USR反应器的优越性
优越性
建设周期短
设备化、标准化程度高
防腐性能优越
气温适应性强，可在严寒中施工
外形美观，提升工程形象
维护量小而简单
可实现搬迁、扩容及回收利用
土建投资成本低，价格更合理
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6楼
USR反应器的设计参数 （蓄禽粪便类）
排粪量的计算
（1）猪粪尿排放量
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7楼
由于一些表格编辑起来比较困难，采用图片方式上传。
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8楼
工程技术要点
1、进料浓度
一般大中型畜禽场沼气工程进料TS浓度较高，在5-8%之间，这是因为：
（1）可以提高装置利用率和产气率；
（2）减少反应器容积，节省工程投资；
（3）减少冬季增温能耗；
（4）减少沼液、沼渣的运输量，降低运输成本。
2、停留时间
一般为10~20d，以利于畜禽粪便充分消化，提高沼气产量
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9楼
发酵温度：
（1）高温发酵
最佳温度范围50~55℃；
（2）中温发酵
目前最常见的发酵方式，其最佳温度范围为32~42℃。发酵温度每升高10℃，厌氧反应速度约增加1倍。但实际上，在进行中温发酵时，不仅要考虑产气量的多少，还应考虑为保持中温所消耗热能的多少，选择最佳的发酵温度。目前发酵温度以35-38℃最为常见。
（3）常温发酵 一般发酵温度在8-30℃之间。有实验表明，池温在15℃以上时，发酵才能很好的进行。
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10楼
4、搅拌
（1）搅拌的功能
在间歇进料发酵时，搅拌是使微生物与物料接触的有效手段。
在间歇进料的反应器中，发酵液通常自然沉淀而分成四层，从上到下分别为浮渣层、上清液、活性层和沉渣层。在这种情况下，厌氧微生物活动较为旺盛的场所只限于活性层内。
对反应器进行有限的搅拌，可使微生物与发酵原料充分接触，保证物料均匀，同时打破分层现象，使活性层扩大到全部发酵液中，减少死区。此外，搅拌还有防止沉渣沉淀、防止产生或破坏浮渣层，保证池温均一，促进气液分离、提高产气率等功能。
（2）搅拌的方式
常用的搅拌方式有三种：
发酵液回流搅拌
沼气回流搅拌
机械搅拌。
中低浓度沼气发酵较多采用发酵液回流搅拌；高浓度沼气发酵工艺则应采用机械搅拌。
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11楼
某工程USR平剖图，这里只是示意一下，全套图纸毕竟不方便上传。
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