9、周转时间的计算
9 l7 Y( c2 D. n8 p% g
& F7 V% f* J* L4 q- ?, B1 r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：+ a) @2 }2 }! Q
% I/ b, f- s$ D( z
TR=DV/PR6 i% b* y8 J& D
1 ~2 z; ^% j" V' ]. Z& c- J式中 TR一周转时间(min);' o$ x# q1 x8 q2 i& r6 d
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);! @0 J, v# i/ Q0 `, }' q
PR一泵送速率(L/min(gpm)）。% h' G2 Z; K7 M; }* B, l3 E
4 L8 a1 E# q- G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。
3 u: j( j6 ?. C0 u; U2 s! }; w- `: S* D6 ~; m
10、消化池的加热系统8 f: f. l5 w& F
5 A; V1 W8 u4 P7 ^& ?! s5 V0 A, T6 r$ e" j; N& P; f3 P5 n
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。; \# \. M# f8 m, q5 y4 F
7 v3 H- \% P' \6 j5 e
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。
6 `" A, y+ D" x" r/ q, H. r6 E7 I' ?+ q$ Q, F: p
消化过程所需的总热量建立在以下基础上：
9 ?. }5 H/ R1 U, ` }, c; d- |9 }5 ?* J X
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；7 d5 _/ { H2 I
$ j X2 D* N; y- [ Q
2)传导损失一补偿从消化油分散到周围环境中的热损失。
/ ^8 m7 c2 E& q9 v Q. i1 c7 V: ~, {
(1）污泥加热
* C: U# O, G5 ^2 {5 O0 t) ^# \( M' C; w7 y4 C4 W+ o, x! 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:
1 @! P5 G6 o4 n' @+ E! n+ m7 A. `
( q8 ^% Z0 x6 _ v) `8 j# X* N( FQ=S*Cs*(To-Ti)+ r5 N' A E9 M5 z1 b" C7 g( `
$ s" M1 F I: Y' W" o- f
式中 Q一污泥热负荷(kJ/d);S一污泥质量流量(kg/d);9 Y1 J, u; ?0 R$ V$ R/ N/ U
Cs一污泥比热容(4.2kJ/(kg.℃））；, g; B0 v1 `: v
To一消化池工作温度(℃）；6 |' i7 A. P. L( o0 C2 U
Ti一进泥温度(℃）。
. `& S& |) \. Y, r7 l' y' X1 Z! W& J2 d3 H8 o1 \ f# E Q5 i
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。
7 H2 U1 h; e% F# q5 [* G% f& p- A: N7 F7 v+ K1 Z7 ^
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。3 E2 u1 `) f% W2 e; ?# K
t" W7 J; u# m' Q7 R% q+ j; p3 I
(2)传导损失
+ R9 y+ F& R# `1 q6 B; W8 Z. @ \' [. G" m! F2 S) {$ ~
弥补消化池传导损失所需热量计算见下式:5 |5 J. e; x9 E7 T# h1 P" a7 x, Z
: t/ u) a% M$ y+ ?8 m
Q=U*A*(To-Ti)& e+ Z; H% ~1 X) m
0 `: [/ O" \- `# g; y0 p
式中 Q一消化传导损失(kJ/d);1 H) i/ j! |) Q- k8 P" d% d0 Y+ E
U一传热系数(kJ/(d·m2·℃））；& t' b9 r3 c8 k' [8 C9 I& o
A一传导损失的消化池表面积（m2);
! a3 N L9 h2 f- ATo一消化池内污泥蝇度(℃）；Ti一环境温度(℃）。
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& @. i, h; j6 Z+ r \% N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。
+ X) [3 [6 Y" T9 V0 S$ U4 W5 ?: l0 w1 v
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 R0 s; I M ]; [0 H& P) k( q! a2 O7 T) W2 l
11、内部加热系统+ C$ e4 F" I$ a# \$ n9 _* h
4 R. g& ~, T) y6 B Z1 S1 z5 S, X8 p: C9 R: V( n
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。2 A" v E8 P1 l2 @
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7 X! F* M$ e( ?
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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。7 E! o9 ^# V p: ?5 s9 k
' X4 O" C3 g6 ^$ l" @ h) {% ^, G12、外部加热系统* _8 O* N. ]. @8 z/ e1 e7 V s
; F2 R0 L2 j3 t
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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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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( f9 d: I9 }3 n7 ^% |6 p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。
; Q6 G& v- @# n. |5 s7 E2 r' b% a/ `6 A( n( R. F* R- j" \" [! c1 k
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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& B7 i( w3 M4 ^% f3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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- A' Z; H, w5 o下面将对这3种热交换器的运行进行介绍。, K* {, M+ w7 p& i3 N* g
1 A! F1 m2 c8 S3 V- P& t5 X1.套管换热器4 `" A9 Q' f: ~
2 K/ d( m& @1 o( X2 _. k; r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。5 R: U z, `- l1 S3 |
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1 R: [# t( u+ h& ]2 ?/ s9 }
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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。$ H" Z* L7 Q" x4 ~- a
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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。: _5 r0 a$ y' [# y6 _5 O
c7 ~7 o# Q7 h- t, g& k; f1.管壳换热器和水浴换热器
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K/ D1 _% \1 d) s* H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。7 I; R8 C) v4 B' n) D# s5 Z
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# Q2 X7 k5 Y1 M
5 V0 H1 a4 {$ Q4 ^* L
: m y) T; b* r, q
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$ |0 n- L2 Z2 ~3 n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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; V2 [3 k+ l" E- L y3. 螺旋板换热器5 N/ f) P% t5 y) {& q4 }9 i
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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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( ^7 {4 G0 r( N( I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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