剩余污泥 详解 | 剩余污泥厌氧消化技术之消化池装置及设备(4)

9、周转时间的计算
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- M* e. e* m7 B* y! b  J消化池中污泥的周转时间可由消化池容和、除以泵送速率计算得到。周转时间可以反映搅拌系统所提供的能量。周转时间只能用于分析泵搅拌混合系统，在此系统中测定泵送速率。周转时间的计算公式如下：

- v8 f, A- Q4 H& d' u$ Y/ KTR=DV/PR
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' N7 R/ a7 i- ~5 `1 T% s* D式中        TR一周转时间(min);
0 ?" ?( b, x6 ~5 V3 ~4 qDY一消化池容积，可以通过纵向深度、消化池直径和底部锥形容和、得到(L);
& I4 U. b- x$ kPR一泵送速率(L/min(gpm)）。
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周转时间通常为2-4h，计算流体动力学也能用来计算周转时间。通过评估搅拌能量也能反映整个搅拌系统的效果。搅拌能量的范围通常为7-13kW/L。
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, J1 g2 f. i, k10、消化池的加热系统

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加热理论：每一种产甲烧菌均有一个最佳生长温度，如果温度波动植围太大，产甲烧菌就不能形成消化过程所需的较多且稳定的菌群。事实上，消化过程在温度低于10℃时即停止。大部分消化过程在中温(32-33℃）下进行，也有一些在高温(55-60℃）下进行。无论选择进行中温消化还是高温消化，消化池内的温度不应偏离其范围0.6℃尬。一旦消化池发生变化，最好记录下消化温度，并观察温度变化。

* n* l0 ?  p0 p2 a由于产甲烧菌对温度很敏感，所以维持恒定的消化温度是一个非常重要的操控因素，需要一套稳定可靠、维护方便、易操作的加热系统。没有加热系统，消化过程仅能维持几天。

消化过程所需的总热量建立在以下基础上：

1)污泥加热一加热进入消化池的原污泥，使其升高到工作温度的热量；
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2)传导损失一补偿从消化油分散到周围环境中的热损失。
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(1）污泥加热
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进入消化池的污泥温度一般都低于消化过程温度，故必须对污泥加热。污泥加热到消化温度需要的热量一般占总热量的60%以上。供进入消化池污泥加热到消化温度所需的热量诈算见下式:
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6 x9 n$ x4 v. K, x2 vQ=S*Cs*(To-Ti)

式中        Q一污泥热负荷(kJ/d);S一污泥质量流量(kg/d);
Cs一污泥比热容(4.2kJ/(kg.℃））；
& g& B$ B; z# LTo一消化池工作温度(℃）；
! ]8 z! d" W1 v8 Q$ \Ti一进泥温度(℃）。
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# C! L3 D- b  @+ z0 W* Y) T+ V! b9 q对进入消化池的污泥进行浓缩，降低污泥的含水率，可有效降低将污泥加热到消化温度所需的热量。

消化池的进料次数影响？亏泥加热系统的能力需求。例如，若系统设计采用24h连续进料方式，但实际在3h内就完成一天的进料，那么系统就处于超负荷运行状态。超负荷运行将导致消化池内温度骤降，重新恢复需花费当天剩余的时间。温度波动对厌氧菌不利。

(2)传导损失
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; s* }  W0 c. h& _弥补消化池传导损失所需热量计算见下式:
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Q=U*A*(To-Ti)
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式中        Q一消化传导损失(kJ/d);
4 U/ I1 B. M- j2 U" X  FU一传热系数(kJ/(d·m2·℃））；
A一传导损失的消化池表面积（m2);
To一消化池内污泥蝇度(℃）；Ti一环境温度(℃）。
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- i+ R! _# b; c% t因为消化池内不同区域有独特的热传递条件，如传热系数或周围环境温度都不同。
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# J& j+ E, B3 M3 f) h应分别计算出消化池各区域的传热损失，再各项相加估算出消化池的总传热损失。传热系数可根据美国水环境联合会的《市政污水处理厂的设计》(WEF,1998)表22-12、表22-13和《冷却和加热负荷计算手册》(McQuiston和Spitler,1992)以及生产商提供的产品信息估算。若传热损失发生在消化池某一位置，如消化池盖，则传热损失将会特别高，应考虑对该部分使用保温材料。

4 ^" A( C3 y* Y% P4 E- O" c3 l" U11、内部加热系统

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内部加热装置在消化池内部传递热量。早期内部加热装置的管道安装在消化池内墙面．混合管装有热水套，如图。


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由于加热设备和管道系统的检修保养很困难，只能在消化池放空的情况下才能进行，内部热交换法应用不多。另外，碎布条和砂石其他碎片等易在管道表面累积，不仅降低了热交换效率，还增加了清理频率。
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  I' Z) h! R6 J; c% P: d12、外部加热系统
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在外部加热系统中，污泥通过外部热交换器再循环，如图。


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/ l" R9 i8 ~; R5 B$ i循环泵的流速保持在l.2m/s在加热面形成紊流，减少结垢。
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进料泵和循环泵联动，污泥进入热交换器后，循环泵即开始运行。污泥进入消化池前，对进料污泥和活性消化污泥进行混合和预热，可避免造成局部低温和污泥活性不高。进料污泥也可以通过与热交换器排出的热污泥混合进行预热。

8 g5 y9 V# e8 P0 H. C应对热交换器的进口温度和出口温度进行监测。若两处温差明显降低，说明污泥泵、热水泵或热水供应可能出现了故障导致热交换量减少。若系统运行正常，也需检查热交换器表面是否出现堵塞或结垢问题。
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3种典型的外部热交换器类型是：套管、水浴和螺旋板。
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下面将对这3种热交换器的运行进行介绍。

1.套管换热器
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* M) z8 {) R# B' I8 @# {* b套管换热器由弯曲排列的污泥管组成，污泥管外绕有更大直径的水管，如图。

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& ?5 E, B) Z& e7 i/ t亏泥通过污泥回转弯头在污泥管道内来回流动，与外部水管内的热水交换热量。热水在污水管道和热水管道之间的环形间隙流动，流动方向与污泥方向相反，从而使热传递最大化。为使、污泥在管道内表面的累积最小，热水温度通常限于66℃(150°F）。应定期检测通过换热器的压力。

# F8 q) B" W  P6 a# L$ a* n/ m压差增加说明可能出现污泥累积或结垢现象，需要清洗污泥管道。通过移除每段螺旋管末端的弯管可进入管道内部。若管道足够大能容纳“清管器”进入，也可用它        来清理管道。如果管道堵塞现象严重，那么可在热交换器前安装破碎机，打碎纤维和碎布条等容易在消化池内累积的物质。格栅也可用来去除污泥中的粗大纤维和布条。
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1.管壳换热器和水浴换热器
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管壳换热棒和水浴换热器由螺旋排列于热水播中的管道组成，如图。

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; d( W% u$ J+ z. I, P$ t  K0 i. I管壳换热器中，热水直接流经挡极，提高了传热效率。用热水泵在水浴锅中形成紊流，从而增强传热。同套管换热器一样，需随时检测通过精泥管道的压力以防管内结块或结垢。
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3.        螺旋板换热器
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螺旋板换热器(如图)由两块金属板长条卷成的一对间心螺旋通道装配而戚。两个螺旋通道交替关闭，形成污泥和热水各自的通道。为使污泥能顺利通过通道，螺旋通道通常配有较链门。

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6 K6 K2 q9 c- w; A应定期检查螺旋板换热器的污泥通道是否堵塞。必须将分离同轴板的长条间的堵塞去除。为监控清通前后的堵塞程度，需要每天读一次压力表读数。压力差的剧增表明通道堵塞。为了有效防止堵塞，螺旋板换热器前一般装有破碎机。
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