9、周转时间的计算
& x; ?/ H- `; d k/ v, E1 }4 S0 ]: @1 g8 N$ e
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：8 c* I& A& m! v5 v4 L" W2 s' g
) Q2 k2 e3 U5 T5 @. E
TR=DV/PR5 `4 H2 Z" A" w' C# p
' X# C+ w% a1 x9 S" R7 _. r式中 TR一周转时间(min);3 U6 s9 ?0 {% ]: I& B1 u5 \2 k. R, [
DY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);! V+ v- y! n& s0 q
PR一泵送速率(L/min(gpm)）。
( F/ V7 @' r1 l/ v0 D+ f
8 p9 `8 Z7 @+ U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。6 U- Q& V5 n0 m" Z1 R
! \1 r, |" r- y& X; j- M
10、消化池的加热系统8 N. M3 g$ z4 v! [; }
( O# Y% h: `! E1 N5 w; E' u
* [, W3 ~9 V) X4 ]9 t4 [/ O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。$ T* M, G# f) M- q; [
0 U3 ~* d( H" s) _& d
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。
, e+ C! C; `# h# @" u$ U9 h
, T3 ~% E6 b& h8 u消化过程所需的总热量建立在以下基础上：& s: h2 U( D% N, v1 N2 t
) v) W; e7 Y( M$ n+ J$ X2 ?/ L
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；1 G% D9 _' S6 M( a5 C c2 U
. A$ ^( ?( t9 A2)传导损失一补偿从消化油分散到周围环境中的热损失。
/ z+ q# p6 @1 F4 s) N2 A5 X- R6 P7 e& n5 h& e
(1）污泥加热
+ R7 ]9 V) |- {& K. u4 O @+ o9 H- Q5 e+ r W, O" q, p
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:
% v7 X4 H t' B. E# {: P' h% Q! j" G1 }1 K4 l
Q=S*Cs*(To-Ti)0 T" b/ E" m8 B8 q* {
7 j* \4 {* h3 ]9 h
式中 Q一污泥热负荷(kJ/d);S一污泥质量流量(kg/d);" @8 j, T: w, R/ |
Cs一污泥比热容(4.2kJ/(kg.℃））；
0 ~5 ?5 w2 f8 xTo一消化池工作温度(℃）；
, ? }+ l2 P' V* B P6 l% qTi一进泥温度(℃）。0 h7 K! w0 L7 D) J
% b" ?' X% K! h: U# C* J+ D0 H% [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。" s9 N% s1 C2 q( K: j+ y6 V
8 X0 r/ H, _9 ^# \
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。
. p* u" E8 ?+ e: f& G& [
! x9 H4 m- u( T9 a' l(2)传导损失) q# d7 J. q% h; ?& R+ M9 d
' {: z/ `. ^* a! |% ^3 G
弥补消化池传导损失所需热量计算见下式:
7 k, j8 e4 b# Z- ]
* j' T7 W x, @5 A+ {2 h5 BQ=U*A*(To-Ti)+ m- J8 |6 X5 j( \8 |
# C6 u' Z) m: C3 d, d, m- Y
式中 Q一消化传导损失(kJ/d);
# O2 N3 b6 m. f2 dU一传热系数(kJ/(d·m2·℃））；
# f! F8 l) j" k! }; `A一传导损失的消化池表面积（m2);/ j* C9 a( [' O; d4 y. G, q' s
To一消化池内污泥蝇度(℃）；Ti一环境温度(℃）。1 }. x) P; V2 u& \
" X4 I' C1 R* [: [5 f& a, f, K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。1 C& ^6 \2 c4 {) t |1 s Z
. R5 C1 Y& M, Y: C' J+ q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。
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% l7 W# `* w1 O2 w/ d! A11、内部加热系统
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" p/ N* l$ t4 L) B' Q( C5 T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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8 I- ]1 y7 B1 J, v# _12、外部加热系统. D6 |* R# o6 d9 Z+ l1 c. W) q
$ X! v2 G1 q9 \# P在外部加热系统中，污泥通过外部热交换器再循环，如图。& S4 O& b- t4 L* _" Y1 G
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( R i" \7 j% ^7 g
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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/ c6 U$ ?( w! S* Z0 g. f# b7 t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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/ Q) ?5 \) v1 s( ^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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% [ C# m% ^8 Y; a% R0 I下面将对这3种热交换器的运行进行介绍。 N5 ?& ~, ~1 l T: A- Z' r
1 q* b/ M% z! r* f, x# y
1.套管换热器8 e7 {) q' h- R1 d0 F# G% [
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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。9 t3 [- W! p3 E, d" R! Z0 p' [
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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。2 r* X, W: K+ z+ ^, A% G: K
+ v0 ^/ R) _2 ^+ i( d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+ Y& Y" U7 h1 {9 S( D
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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。2 G+ k5 b( ]9 `( j1 n% {4 ]3 @
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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7 _8 V; i& o, _9 d( |! j5 l
% p% r( m+ V4 N: K2 S$ ]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。8 n) R4 B; ]9 Y8 J* Q$ k
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4 y6 J t6 `! _% f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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