升流式固体厌氧反应器

升流式固体厌氧反应器（USR）,是一种结构简单、适用于高悬浮固体有机物原料的反应器。

原料从底部进入消化器内，与消化器里的活性污泥接触，使原料得到快速消化。

未消化的有机物固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT），从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。

在当前畜禽养殖行业粪污资源化利用方面，有较多的应用。

许多大中型沼气工程，均采用该工艺。

经过USR处理后产生的沼液属于高浓度有机废水。

该废水具有有机物浓度高、可生化性好、易降解的特点，不能达到排放标准，因此除用于花卉蔬菜等的肥料外，剩余沼液须回流至集水池，经过好氧处理后达标回用或排放。

针对该沼液含氨氮较高的特点，通过预处理可将溶于水的挥发性氨氮部分去除。

沼液中的有机物则通过生物法进行处理。

即利用水中微生物的新陈代谢作用，将有机污染物降解，达到净化水质、消除污染的目的
前处理
7.1前处理工艺类型
7.1.1 “能源生态型”沼气工程
污水通过管道自流入调节池，在调节池前设有格栅，以清除较大的杂物，人工清出的粪便运至调节池，与污水充分地混合，然后流入到计量池，计量池的容积根据厌氧消化器的要求确定。

当以鸡粪为原料时，应在调节池后设沉砂池。

粪便的加入点与厌氧消化器类型有关，一般在调节池加入，带有搅拌装置的塞流式反应器也可直接加入到厌氧消化器。

7.1.2 “能源环保型”沼气工程
污水通过管道自流入调节池，在调节池前设有格栅，以清除较大的杂物，调节池的污水用泵抽入到固液分离机，分离的粪渣用作有机肥原料，分离出的污水流入沉淀池，沉淀的污泥进入污泥处理设施，上清液自流入集水池。

7.2前处理的一般规定
7.2.1 “能源生态型”沼气工程前处理的一般规定
a、前处理的目的是将粪便污水调质均化，为厌氧产沼气创造条件；
b、污水进入固液分离机前应通过格栅清除污水中较大的杂物；
c、以鸡粪为原料时宜设沉砂池；
d、以牛粪为原料时应有粪草分离装置；
e、沟渠坡度应确保污水自流入沉砂池或计量池。

其设计按GBJ14中第三章的相关规定。

7.2.2 “能源环保型”沼气工程的前处理的一般规定
a、前处理的目的是用物理方法尽量清除粪污中的固形物；
b、污水进入固液分离机前应通过格栅清除污水中较大的杂物；
c、应在排污后3h内进行污水的固液分离；
d、沉淀池应设在固液分离机后；
e、沟渠坡度应确保污水自流入沉砂池、集水池。

其设计按GBJ14中第三章的相关规定；
f、固液分离机是否需要与污水中SS浓度和污水量有关，当SS浓度不大于2000mg/l和污水量小于50m3/d时可不用。

7.3格栅
格栅的设计应符合以下要求：
a）格栅应设于集水池前，其数量不宜少于二道，一道粗格栅栅条间隙为20mm～40 mm去除大型杂物，一道细格栅栅条间隙为5mm～15mm去除中小型杂物。

格栅应便于清除杂物和清洗；
b）污水过栅流速一般为0.5 m/s～0.8 m/s，格栅倾角为45°～75°；
c）格栅处应设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5 m。

采用格栅机时，参照设备说明书。

7.4调节池
7.4.1 在进水口处应设置调节池。

7.4.2 调节池容积应按式(1)计算：
V=Q/n (1)
式中：
V—调节池有效容积，单位为立方米（m3）；
Q—畜禽养殖场每日排污水量，单位为立方米每日（m3/d）；
n—畜禽养殖场每日排污次数。

7.5固液分离机
选用固液分离机时，应遵守下列规定：
a）应根据被分离物料的性质、流量、脱水要求，经技术经济比较后选用；
b）污水进入固液分离机的含水率一般不应小于98％；
c）固液分离机的设置应考虑到废渣的贮存、运输。

7.6沉淀池
7.6.1 沉淀池设计见GBJ14中6·4相关规定。

7.6.2 畜禽污水滞留时间应大于1h。

7.6.3 沉淀池应设排泥管道。

7.6.4 当以鸡粪为原料而前面未有沉砂池时应有沉砂功能。

7.7集水池
7.7.1 畜禽养殖场污水厌氧处理系统前，应设置集水池。

7.7.2 集水池容积不应小于该池水泵30min的出水量。

7.8泵与泵房
7.8.1 泵的选择应根据其用途和输送介质的种类、流量、扬程和工作性质等因素确定，应符合下列要求：
a）泵应尽量选用同一型号；
b）进料泵应设置一台备用泵与工作泵并联。

7.8.2 泵房及室内机组基础布置、设计按GBJ14中4·3相关规定执行。

8厌氧消化
8.1一般规定
8.1.1 厌氧消化器的选择和设计应根据粪污种类、工程类型和工艺路线确定。

8.1.2 厌氧消化器设计，应符合下列规定：
a）根据发酵原料选用适宜的厌氧消化器；
b）厌氧消化器应设有取样口和测温点；
c）厌氧消化器在设计上要有防止超正、负压的安全装置及措施。

其防止超正、负压力装置的安全范围，应满足工艺设计的压力及池体安全的要求；
d）厌氧消化器的下部管道凡有阀门处应设计为串联式双阀门，内侧阀门为常开；
e）池体侧面下部应设有检修人孔、排泥管（其管径不小于100 mm），人孔中心与池外地平的距离不大于1 m。

直径不宜小于600 mm；
f）厌氧消化器必须达到抗渗和气密性要求，并应采取有效的防腐蚀措施和保温措施。

g) 厌氧消化器应有沉降检测点。

8.2“能源生态型”沼气工程所用厌氧消化器
8.2.1 厌氧消化器主要反应器有升流式固体反应器(USR)、全混合厌氧消化器(CSTR)和塞流式反应器（PFR）；
8.2.2 厌氧消化宜采用中温消化(35℃左右)，也可采用近中温消化(25～30℃)，或采用高温消化(55℃左右)。

8.2.3 中温发酵主要设计参数宜符合表1的规定。

表1 中温发酵厌氧消化器主要设计参数
序号项目升流式厌氧固体床全混合厌氧消化器塞流池
1 温度(℃)35℃左右35℃左右35℃左右
2 水力滞留期 (d) 8～15 10～20 15～20
3 TS浓度(%) 3～5 3～6 7～10
去除率(%) 60～80 55～75 50～70
4 COD
cr
负荷
5 COD
5～10 3～8 2～5 cr
(kg/(m3·d))
6 投配率(%) 7～12 5～10 5～7
8.2.4 厌氧消化一般采用一级厌氧消化。

8.2.5 对于投配率(%)，进料COD cr高时宜用下限值，进料COD cr低时宜用上限值。

8.2.6 厌氧消化器的总有效容积，可按式(2)计算：
V=TQ (2)
式中：
V－厌氧消化器的总有效容积，单位为立方米（m3）；
Q -设计处理量，单位为立方米每天（m3/d）；
T－设计水力滞留期，单位为天（d）（中温，PFR取15d～20d、USR取8d～15d）；
8.2.7沼气产量
理论上每去除1kgCOD cr可产0.35 m3甲烷。

8.2.8 不同厌氧消化器装置的几何尺寸
a) 升流式固体反应器一般采用立式圆柱形，有效高度6m～12m；
b）塞流式高浓度厌氧消化器，大多采用半地下或地上建筑。

8.2.9 厌氧消化器内的溢流管可采用倒U型管、溢流堰方式，应设有水封器和通气管。

8.2.10 升流式反应器应选用合理的布水方式，以保证液体均匀上升，避免短路、勾流。

其设计应满足下列要求：
a) 布水器的喷水孔应朝池底与水平面夹角不大于40º；
b) 布水器设置于厌氧消化器底部，距池底的距离应不大于1m；
8.3“能源环保型”沼气工程所用厌氧消化器
8.3.1 厌氧消化器主要有升流式厌氧污泥床(UASB)、复合厌氧反应器(如UBF)。

8.3.2 厌氧消化一般采用常温消化，但最低温度不宜低于15℃。

8.3.3 主要设计参数宜符合表2的规定。

表2厌氧消化器主要设计参数
序号项目参数参数备注
1 温度(℃)25 15 12℃以上
2 水力滞留期(d) 1.5～
3 2～
4 温度高时宜用下限值，温度低时宜
用上限值
3 TS浓度(%) ＜1 ＜1
4 COD
cr
去除率%) 70～85 70～85
5 COD
cr
负荷
(kg/(m3·d))3～5 1～2 温度高时宜用上限值，温度低时宜
用下限值
8.3.4 厌氧消化器的总有效容积，可按下式计算：
按容积负荷计算：
V=24(S o-S e)Q/(U v) (3)
式中：V——厌氧消化器的总有效容积，单位为立方米（m3）；
S o——厌氧消化器进水化学需氧量，单位为克每升（g/L）；
S e——厌氧消化器出水化学需氧量，单位为克每升（g/L）；
Q——厌氧消化器的设计流量，单位为立方米每小时（m3/h）；
U v——厌氧消化器的化学需氧量容积负荷，单位为公斤COD cr每立方米(kgCOD cr/m3)；
8.3.5 厌氧消化器沼气产量的计算
理论上每去除1kgCOD cr可产0.35 m3甲烷。

8.3.6 升流式厌氧污泥床(UASB)
a) UASB反应器平面形状有矩形和圆形，高度不宜超过10m；
b) 反应器的设备有三相分离器、布水系统、排泥装置及沼气收集系统等。

8.4加热保温
沼气工程一般应有加热保温措施。

8.4.1 对采用中温（或高温）发酵的厌氧消化器加热，宜采用蒸汽直接加热，蒸汽通入点宜在计量池内，也可采用厌氧消化器外热交换或池内热交换。

对大型消化器也可将几种加热方式结合使用。

8.4.2 对采用常温发酵的厌氧消化器应保证池内料液温度不低于12℃。

当料温不够时，宜采用蒸汽直接加热，蒸汽通入点宜在集水池内，也可采用厌氧消化器外热交换或池内热交换。

8.4.2 消化器应有保温措施，宜采用外保温。

8.5沼气净化
8.5.1 沼气净化系统包括：气水分离器、砂滤、脱硫装置。

8.5.2 经过净化系统处理后的沼气质量指标，应符合下列要求：
a）甲烷含量55%以上；
b）硫化氢含量小于20 mg/m3。

8.5.3 沼气净化见GBJ16、GB50028中相关规定。

8.5.4 沼气中水蒸汽一般采用重力法脱水。

对产量大于1000 m3/d的沼气工程，也可采用冷分离法、固体吸附法、溶剂吸收法等脱水工艺处理。

8.5.5 重力法沼气气水分离器可按以下参数设计：
a）进入气水分离器的沼气量应按日产沼气量计算；
b）气水分离器内的沼气供气压力应大于2kPa；
c）气水分离器的压力损失应小于100 Pa；
d）气水分离器筒体高度为直径的4～6倍；
e）气水分离器应设有自动排水装置。

8.5.6 沼气管的最低点必须设置冷凝水集水器。

8.5.7 沼气脱硫
a) 沼气中硫化氢含量主要由发酵原料决定。

可以同一地区、同一畜种类似沼气工程所产沼气中的硫化氢含量为参照；
b) 脱硫技术方案应根据工程具体情况作经济分析后再做确定。

干法脱硫法可参照表3确定；
表3 沼气干法脱硫法选择
沼气中硫化氢含量脱硫方法
<2g/m3一级脱硫法
2g/m3～5g/m3二级脱硫法
c) 脱硫装置（罐、塔）应设置两个，一备一用，应并联连接；
d) 脱硫装置宜在地上架空布置。

在南方地区可设置在室外，但需要保温。

在寒冷地区应设在室内，一般应设置脱硫间。

8.6沼气贮存
8.6.1 沼气贮存系统包括：贮气柜、流量计等。

8.6.2 一般采用低压湿式贮气柜、低压干式贮气柜和高压贮气罐。

应根据具体情况作经济分析后确定。

8.6.3 贮气柜容积应根据沼气的不同用途确定：
a）沼气主要用于炊用时，贮气柜的容积按日产量的50%～60%设计；
b）沼气作为炊用和发电（或烧锅炉）各占一半左右时，贮气柜的容积按日产量的40%设计；
c）沼气主要用于烧锅炉、发电等工业用气时，应根据沼气供求平衡曲线确定贮气柜的容积。

8.6.4 贮气柜贮气压力
根据GB50028-1993和贮气柜形式确定贮气柜的贮气压力。

沼气用具前的沼气压力应是其额定压力的2倍。

8.6.5 贮气柜宜布置在气源附近。

8.6.6 贮气柜必须设有防止过量充气和抽气的安全装置。

放空管应设阻火器。

阻火器宜设在管口处。

放空管应有防雨雪侵入和杂物堵塞的措施。

8.6.7 湿式贮气柜水封池采用地上式，尽量避免地下式。

当采用地下式时，应设置排水放空设施。

建造材料一般为钢板或钢筋混凝土。

8.6.8 湿式贮气柜应设置上水管、排水管和溢流管；钟罩应设置检修人孔，直径不小于
600mm，钟罩外壁应设置检修梯。

8.6.9 在寒冷地区，湿式贮气柜应设置供热系统。

8.6.10 当湿式贮气柜钟罩与水封池均为钢板制造时，须做防腐处理，采用环氧沥青、氯化聚乙烯涂料、聚丁胶乳沥青涂料等防腐材料。

8.6.11 贮气柜安全防火距离
a）干式贮气柜之间的防火距离应大于较大贮气柜直径的2/3，湿式贮气柜之间的防火距离应大于较大贮气柜直径的1/2；
b）贮气柜至烟囱的距离，应大于20 m；
c）贮气柜至架空电缆的间距，大于15 m；
d) 贮气柜至民用建筑或仓库的距离，应大于25 m。

8.6.12 沼气贮气柜出气口处应设阻火器。

8.6.13 沼气计量
沼气流量计应根据厌氧装置最大小时产气量选择流量计,见表4。

表4 沼气流量计选择表
小时沼气量流量计
户内皮膜表
20 m3～30 m3膜式流量计
>30 m3腰轮（罗茨）流量计、涡轮流量计等8.6.13 贮存系统见GBJ16、GB50028中相关规定。

9后处理
9.1“能源生态型”沼气工程后处理
9.1.1 “能源生态型”沼气工程的厌氧出水进贮液池后作液态有机肥用于农田。

9.1.2 “能源生态型”沼气工程厌氧消化后的沼渣、沼液需做进一步的固液分离，分离出的沼液进贮液池后作液态有机肥用于农田，干化后的沼渣是良好的固态有机肥。

固液分离有多种方法：
a) 沉淀池+干化场；
b) 机械分离+沉淀池。

9.2“能源环保型”沼气工程后处理
9.2.1 后处理一般采用以下工艺：
a)好氧处理系统；
b) 稳定塘；
c) 好氧处理系统+稳定塘；
d) 其他处理方法，如膜分离法、人工湿地等。

9.2.2 好氧处理系统
a) 畜禽粪水中的N、P含量较高，好氧处理应选择有较高脱氮除磷能力的工艺，如SBR、氧化沟等；
b) 有关设计参数、设施和设备参考GBJ14-1997的相关规定。

9.2.3 好氧塘、兼性塘、水生植物塘
a) 好氧塘、兼性塘、水生植物塘可用于处理“能源环保型”沼气工程的好氧出水或厌氧出水，用于去除污水中的氨氮和有机物；
b) 水生植物主要有凤眼莲等，设计参数可参见附录B。

c) 好氧塘、兼性塘
当用于后续处理时，主要作用是去除水中的N、P，其工艺参数见表5。

表5稳定塘工艺设计参数(“能源环保型”工艺)
附录A
（资料性附录）
沼气工程规模分类
A·1 沼气工程规模分类
沼气工程规模分类宜按沼气工程的厌氧消化装置容积、日产沼气量以及配套系统的配置等综合评定，可分为大型、中型和小型沼气工程。

表A·2列出了沼气工程分类的主要指标。

表A·1 沼气工程规模分类指标
工程规模
单体装置
容积V(m3)
总体装置
容积V(m3)
日产沼气
量(m3/d)
配套系统的配置
大型≥300≥1000≥300完整的发酵原料的预处理系统；沼渣、
沼液综合利用或进一步处理系统；沼气
净化、储存、输配和利用系统
中型300＞
V≥501000＞
V≥100
≥50发酵原料的预处理系统；沼渣、沼液综
合利用或进一步处理系统；沼气储存、
输配和利用系统
注：日产沼气量指标是指厌氧消化温度控制在25℃以上(含25℃)总体装置的最
低日产沼气量
大型养猪场绿化沼气工程设计方案（之三）
1.2.2 厌氧处理工艺选择
1、各类厌氧工艺性能概述
（1）完全混合厌氧工艺（CSTR）
传统的完全混合厌氧工艺（CSTR）是借助消化池内厌氧活性污泥来净化有机污染物。

有机污染物进入池内，经过搅拌与池内原有的厌氧活性污泥充分接触后，通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物降解，使废水中的有机污染物转化为沼气。

完全混合厌氧工艺池体体积较大，负荷较低，其污泥停留时间等于水力停留时间，因此不能在反应器内积累起足够浓度的污泥，一般仅用于城市污水厂的剩余好氧污泥以及粪便的厌氧消化处理。

（2）厌氧接触工艺反应器
厌氧接触工艺反应器是完全混合式的，是在连续搅拌完全混合式厌氧消化反应器（CSTR）的基础上进行了改进的一种较高效率的厌氧反应器。

反应器排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厌氧消化池内。

这样的工艺既保证污泥不会流失，又可提高厌氧消化池内的污泥浓度，从而提高了反应器的有机负荷率和处理效率，与普通厌氧消化池相比，可大大缩短水力停留时间。

目前，全混合式的厌氧接触反应器已被广泛应用于SS浓度较高的废水处理中。

（3）厌氧滤器（AF）
厌氧滤器是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器，厌氧菌在填充材料上附着生长，形成生物膜。

生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。

厌氧滤床可分为上流式厌氧滤床和下流式厌氧滤床二种。

污水在流动过程中生长并保持与充满厌氧细菌的填料接触，因为细菌生长在填料上将不随出水流失，在短的水力停留时间下可取得较长的污泥泥龄。

厌氧滤器的缺点是填料载体价格较贵，反应器建造费用较高，此外，当污水中SS含量较高时，容易发生短路和堵塞。

（4）上流式厌氧污泥床反应器（UASB）
待处理的废水被引入UASB反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。

随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。

在污泥床产生的沼气
有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的上部。

污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。

自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。

液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。

UASB反应器的特点在于可维持较高的污泥浓度，很长的污泥泥龄（30天以上），较高的进水容积负荷率，从而大大提高了厌氧反应器单位体积的处理能力。

但是对于SS含量很高的污水，由于三相分离器泥、气、水分离能力的限制，不可避免地造成出水中含泥量很高，整个系统的投资费用也较大。

（5）膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）
EGSB是在UASB反应器的结构相似，所不同的是在EGSB反应器中采用相当高的上流速度，因此，在EGSB反应器中颗粒污泥处于完全或部分“膨胀化”的状态，即污泥床的体积由于颗粒之间的平均距离的增加而扩大。

为了提高上升速度，EGSB反应器采用较大的高度与直径比和很大的回流比。

在高速上升速度和产气的搅拌作用下，废水与颗粒污泥间的接触更充分，因此可允许废水在反应器中有很短的水力停留时间，从而EGSB可以高速地处理浓度较低的有机废水。

（6）升流式厌氧固体反应器（USR）
升流式厌氧固体反应器是一种新型的专用以处理固体物含量较大的反应器，其构造特点是反应器内不设三相分离器和其它构件。

含高有机物固体含量（大于5%）的废液由池底配水系统进入，均匀地分布在反应器的底部，然后上升流通过含有高浓度厌氧微生物的固体床。

使废液中的有机固体与厌氧微生物充分接触反应，有机固体被液化发酵和厌氧分解，约有60%左右的有机物被转化为沼气。

而产生的沼气随水流上升具有搅拌混合作用，促进了固体与微生物的接触。

由于重力作用固体床区有自然沉淀作用，比重较大的固体物（包括微生物、未降解的固体和无机固体等）被累积在固体床下部，使反应器内保持较高的固体量和生物量，可使反应器有较长的微生物和固体滞留时间。

通过固体床的水流从池顶的出水渠溢流至池外。

在出水溢流渠前设置挡渣板，可减少池内SS的流失，在反应器液面会形成一层浮渣层，在长期稳定运行过程中，浮渣层达到一定厚度后趋于动态平衡。

不断有固体被沼气携带到浮渣层，同时也有经脱气的固体返回到固体床区。

由于沼气要透过浮渣层进入到反应器顶部的集气室，对浮渣层产生一定的“破碎”作用。

对于生产性反应器由于浮渣层表面积较大，浮渣层不会引起堵塞。

集气室中的沼气经导管引出池外进入沼气贮柜。

反应池设排泥管可将多余的污泥和下沉在底部的惰性物质定期排除。

2、几种典型的厌氧反应器适用性能比较
几种典型的厌氧反应器适用性能比较见表5-1。

表5-1 厌氧反应器适用性能比较表
反应器名称优点缺点适用范围
完全混合厌氧
反应器（CSTR）投资小、运行管理简单容积负荷率低，效率
较低，出水水质较差适用于SS含量很
高的污泥处理
厌氧接触反应器投资较省、运行管理简
单，容积负荷率较高，
耐冲击负荷能力强停留时间相对较长，
出水水质相对较差适用于高浓度、高
悬浮物的有机废水
厌氧滤器（AF）处理效率高，耐负荷能
力强，出水水质相对较
好投资较大，反应器容
易短路和堵塞适用于SS含量较
低的有机废水
上流式厌氧污
泥床反应器
（UASB）处理效率高，耐负荷能
力强，出水水质相对较
好投资相对较大，对废
水SS含量要求严格适用于SS含量适
低的有机废水
膨胀颗粒污泥
床反应器
（EGSB）处理效率较高，负荷能力
强，出水水质相对较好投资相对较大，对废
水SS含量要求严格适用于SS含量较
少和浓度相对较低
的有机废水
升流式厌氧固
体反应器
（USR）处理效率较高，投资较省、运行管理简单，容积负荷率较高。

对进料均布性要求高，当含固率达到一定程度时，必须采取强化措施。

适用于含固量高
的有机废水
3、厌氧工艺的选择确定
从以上列表可知，各种类型的厌氧工艺各有其优缺点和使用范围，在一定的条件下选择适当的工艺型式是厌氧处理成功的关键所在。

对于本项目而言，由于需将全部猪粪和部分冲洗水一起混合均匀后进入厌氧罐进行厌氧发酵处理，其废水中含固量很高，因此，选择升流式厌氧固体反应器（USR）是较为合适的。

本项目设计含固率为10%。

对于高含固率来料，为避免进料分布不均匀问题，必须强化其进料的局部混合性。

设计上底部配置搅拌机，以间歇混合搅拌方式来实现。

我们定义该方式为USR-PM。

选择USR-PM处理工艺，反应器的固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT）远大于水力滞留期（HRT）。

厌氧罐顶部在出水溢流渠前设置挡渣板，可以减少罐内内悬浮固体物质的流失，提高了固体滞留期（SRT）。

固体有机物的分解率与SRT呈正相关，固体滞留期（SRT）加长，消化效率就大幅度提高；剩余厌氧微生物在重力的作用下沉淀下来，累积在固体床下部，使反应器微生物滞留期（MRT）加长，既提高处理效率，又降低微生物对外加营养物质的需求，减少污泥的量。

本设计方案选择USR-PM为厌氧处理工艺。

5.1.2.3 厌氧反应器结构选择
普通的厌氧反应器均采用钢砼结构。

近年来为了缩短施工周期，节省建筑材料，提高反应池的施工质量，建设美观大方的能环工程处理装置，也多有采用新材料、新技术建造的厌氧反
应器。

典型的有德国的利普（Lipp）公司的利普罐和德国Farmetic公司的搪瓷拼装罐。

这些技术应用金属朔性加工中的加工硬化原理和薄壳结构原理，通过专用技术和设备将镀锌或搪瓷拼装建造成。

1、钢筋混凝土制罐技术
钢筋混凝土技术利用钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度上各自的优势，实现优势互补，通过现场浇注，可以得到较好的强度和防水性能的罐体，由于混凝土具有耐酸碱，耐温便等的性能，能够很好的保护内部钢筋，使之免受腐蚀，因此结构具有很好的防腐性能，结构成型后，进行简单的防腐和防渗处理就可以满足工程需要，使用寿命长，可达50年，后期维护和运行管理费用较低。

2、搪瓷拼装制罐技术
拼装制罐技术使用软性搪瓷或其他防腐预制钢板，以快速低耗的现场拼装使之成型，预制钢板采用栓接方式拼装，栓接处加特制密封材料防漏。

此种预制钢板形成的保护层不仅能阻止罐体腐蚀，而且具有抗酸碱的功能。

拼装罐具有技术先进、性能优良、耐腐蚀性好、维修便利、外观美观，可拆迁等特点，其使用寿命达30年。

3、利浦制罐技术
利浦制罐技术利用金属塑性加工中的加工硬化原理和薄壳结构原理，通过专用技术和设备，将一定规格的钢板，应用“螺旋、双折边、咬合“工艺来建造圆型的LIPP池、罐。

由于是机械化、自动化制作和采用薄钢板作为建筑材料，LIPP技术具有施工周期短，造价较低，质量好等优点。

结合本工程特点，主体厌氧反应器选择钢筋混凝土结构，以方便使用和运行管理。

5.1.2.4 厌氧反应器配置选择
高浓度厌氧反应器内设置一台搅拌器，使进料均匀分布于罐体底部并充分与厌氧微生物接触。

低浓度靠沼气产气过程以及进料过程并增加物料内循环泵实现物料的搅拌。

罐底设排渣系统，定期将罐底惰性污泥排出。

排出的污泥进入沼肥储存池，然后运送到下一个处理单元。

反应器上部设排水系统。

排水采用堰槽出水方式，溢流进入下一个处理单元。

5.1.2.5 保温与增温选择
厌氧消化反应过程受温度影响很大，本项目厌氧处理单元设计为中温，其最佳温度范围为35～38℃。

为了保证厌氧反应在冬季仍可正常运行，必须对系统实施整体保温措施，同时还需对厌氧消化罐进水进行增温处理。

1、保温
系统整体保温包括管道、阀门保温；配料池、厌氧消化罐以及储气柜的保温。

对于各种管路能地埋的则地埋，地上管路采用北方地区常规保温方式实现；对厌氧消化罐、沼气储气柜，采用聚苯乙烯和聚氨酯等材料进行强化保温。

另外，在厌氧反应器旁边设置一个沼气净化间，尽可能地将管路、阀门设置在该房间内，起到保温作用。

2、增温
增温能耗主要分为两部分，一部分为把参与反应物料的温度由常温提升到反应温度，这一过程主要在进料池中进行，另一部分是保证USR反应器在相对稳定的温度下运行，补偿其运行过程中散失到环境中的能量。

为降低反应过程中的能耗，在本设计中一方面采用较高的物料浓度，在保证有机负荷不变的情况下，降低水的含量，降低物料增温能耗，另一方面，在反应器池体外增设一层保温层，以降低反应器的热量散失。

为保证反应器的正常启动以及热源的稳定性，本系统中采用自厂区燃煤锅炉产生的热水作为热源。

5.2沼气应用系统工艺选择。