9、周转时间的计算' ]: _( x* M2 }* ]. U
9 ?: m/ y- M* A
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：6 s2 H- ~" ?4 n7 j# C- r. M; _
6 b) J& `, ~+ ]2 J4 |( tTR=DV/PR
1 X5 q; V7 Q+ x) t4 A' F- m2 Z, `
" f& w: [( ^- R9 Y$ }式中 TR一周转时间(min);
# y& X) u2 Q4 Q& Q+ H" nDY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);1 ^( I, y3 J: k
PR一泵送速率(L/min(gpm)）。: C, m8 `- O8 L2 _, ]: X# @) s
8 G1 A1 S' e9 w6 y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。- n$ `- i2 ~$ R# S. J. p
1 B4 q0 x6 ]* l5 @8 E$ h9 N# m
10、消化池的加热系统
6 q9 q0 X1 B f2 j
7 [% \( _ d! {9 q, l% {9 q$ Q! a+ o" j& g
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。& w V3 e+ e- e3 s% j
* Z3 T2 @ T( W/ V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。3 H4 r2 E$ G8 T9 A! g" Q* A
: Y4 N/ N/ d% y) Y7 e: M5 b消化过程所需的总热量建立在以下基础上：+ a2 ~, T; ~% [" @; A
5 Y1 K8 _& F$ `
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；2 t- @) J e' [. R
3 F, F7 Q0 a' D1 h: }6 b! P; O6 k
2)传导损失一补偿从消化油分散到周围环境中的热损失。% T9 x. ]# f3 u- x7 U. x' ^
) O- X5 k& V/ R% g5 h
(1）污泥加热7 E* a! w+ v+ [0 |" T1 ^
8 e$ a! q+ u% L6 U
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:
2 {9 R, b$ Q! |, |( p) A% E6 L7 ~2 M- b( S
Q=S*Cs*(To-Ti); |$ S" d2 n% z; ?( o
* s. ^2 x, [, c
式中 Q一污泥热负荷(kJ/d);S一污泥质量流量(kg/d);
4 v5 F8 Z; k: l- a( ZCs一污泥比热容(4.2kJ/(kg.℃））；% }, R1 n0 G5 j- l2 d; p. e
To一消化池工作温度(℃）；
; f9 H4 Z% f, P0 R) K0 oTi一进泥温度(℃）。
8 ]' a5 _. Z! C9 S$ M" L7 G
4 `- P c# `* x1 ^) z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。
+ K7 W/ n/ r. @6 P+ j% @1 U7 u z( s8 n4 C; X: O& m [
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。
# [6 z3 Q( x6 T! ^1 n( q; h
% F! G. ?- \' ^(2)传导损失
* ~! W5 a( B! n: u7 q+ V! T/ b' D! t, l
弥补消化池传导损失所需热量计算见下式:
2 |1 `- H1 H6 [! D* l/ u- O9 [' C. W- f! N
Q=U*A*(To-Ti)& Q3 W" v* Q1 A( `: f9 U4 J$ a7 I
/ [% w% v' K/ f; S6 S式中 Q一消化传导损失(kJ/d);
1 h3 l6 H |" _0 V6 d0 OU一传热系数(kJ/(d·m2·℃））；( S) o- U. M* x" s1 C
A一传导损失的消化池表面积（m2);, H4 z- d* o; c4 M* \
To一消化池内污泥蝇度(℃）；Ti一环境温度(℃）。( |% O, H( N- L8 H1 I+ J0 p7 h& q7 N
; {; s) @# @: J* @6 N- Y
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。6 ?; p- p- Z. D+ ]5 ^0 ?) [) X0 G
- m/ x0 |3 C! u& B8 J; c: \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。2 k; T; h, s2 Z" r
% V, P& y6 \/ ?! ~* g11、内部加热系统
+ ?, n/ f( }# G4 g7 _' j- \: H: V3 u5 a+ K/ n- l- r; d) e& f
; }+ m" i3 g! ? T3 X+ d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。$ @* `7 f) Q- s) g
5 c+ ^; k k+ V! U
' y5 E9 i9 Y0 q! T8 x+ u
9 i1 D# P9 v6 F9 x# {4 x
1 F8 S. ~* W3 X1 p' T: @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。6 f4 J% a6 g& L# c+ l
9 `+ g8 `( h* g% V12、外部加热系统( _9 v: ^+ x" m/ ]& R7 V! O
/ k3 L! N- h& E: Z) D在外部加热系统中，污泥通过外部热交换器再循环，如图。
* S0 ~) E Q6 ]) z* C) K- L/ ? A: m1 m, \$ [* ^ i
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. Y( ]. y3 Z5 t8 D循环泵的流速保持在l.2m/s在加热面形成紊流，减少结垢。
) {/ U4 V+ }, M8 i" h. [) _5 |$ m, R" b* H+ ]
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。
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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。
, ?3 {4 k9 y6 X7 M" K- J5 M7 C8 z$ O9 M# R' Z5 V
3种典型的外部热交换器类型是：套管、水浴和螺旋板。
6 `% q& u3 |; t0 R0 z( _4 d8 R1 t( V
# p% r) b3 h l3 m3 N. }下面将对这3种热交换器的运行进行介绍。1 P1 |/ L- m: n5 c4 V. o
7 N- j( V, f3 U* U* ]; S% u1.套管换热器# Z; b: `6 I5 _4 M/ t! R( b% J) T
+ Z" c; e* P) P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。% @: R* _/ @( F3 R" z R3 C* K
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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。+ R- ?, m' n& x
% l3 \+ U0 X2 |! X) o
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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+ a% c4 G- H( ]3 S# D# ^1.管壳换热器和水浴换热器7 V8 t+ R; u g) F3 S J
: Y0 W2 P1 p6 q; c2 r3 w5 `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。
/ Y% Q- C& w- y5 d4 S* z: T* `$ @7 J$ L( U" i; R
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. ~9 G- [& k6 A+ l5 y/ ]) I7 g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。$ v) e9 c: ]5 [# Y+ E9 s
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3. 螺旋板换热器% V: b( y. ^; v- l9 l
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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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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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