9、周转时间的计算1 t. p& x+ z/ w, g2 H3 S9 G1 n
, ]; A4 }# V8 P+ g/ o
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：) Z) [4 |! T. [$ k, h2 l
7 d1 t+ i5 ?, \7 xTR=DV/PR
C T# ^9 W* [- ^# e$ A0 x, a9 ^- J9 _1 q
式中 TR一周转时间(min); @8 t$ J. A% W, x
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);
, Z- v* T3 m- D @# HPR一泵送速率(L/min(gpm)）。1 e* \. m' r+ U3 Y) |
9 o; @9 ?4 V7 M0 A
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。7 E" z$ s& v Z" _- B W
, F8 S; Y% b3 k# K
10、消化池的加热系统; O$ f" J; o! K- |: W$ i
) p: p! o6 `2 _# H0 J2 d
+ k' L9 f- @- d2 b. {
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。
9 t/ A; Q2 ~& c0 I% G; m( W. \' C" `! D1 L
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。
8 ~1 j$ R7 J( _: V
1 z/ K: E" Q; N- P$ c+ ~1 ?- l2 G消化过程所需的总热量建立在以下基础上：1 `; I* H1 G4 E1 U% b" V
% J1 w7 |* ]) @- Y: ] ]
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 l3 `3 `. A7 h- J8 E% V; U7 ]
( U1 @7 }3 a5 Z* W
2)传导损失一补偿从消化油分散到周围环境中的热损失。: T; A5 r/ Y1 Q R9 C" u
9 {/ D4 J) W7 ~0 K(1）污泥加热. a p& q( @& I1 c, R! Z
# D) ?- w% d- F I
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:# D" l. M3 @. ]; r
3 b5 E* Z- I7 z! i6 `& {! dQ=S*Cs*(To-Ti)+ i8 ~8 r' \& ` M
- y0 x6 N% T, B# w7 g6 C5 v, z' D
式中 Q一污泥热负荷(kJ/d);S一污泥质量流量(kg/d);
& z, J! W. a! b3 Q4 e) @$ R. NCs一污泥比热容(4.2kJ/(kg.℃））；
3 x; k+ H/ R9 J0 vTo一消化池工作温度(℃）；
3 n, n: u+ `( f( XTi一进泥温度(℃）。
. Q$ A7 A. a2 Z2 g; \5 b! T& E' W4 a
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。
6 z3 I' u% o1 |; A" Z' G& M! C* `% P+ \& I: l Z' X/ O* x. }
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。
" i& d$ c& Z" V" R( k& V3 A$ r
5 Q) W4 k) I: H6 t2 C(2)传导损失
1 l5 k6 D% e7 Q K" M
& F8 t7 m5 B2 |- b5 s" `弥补消化池传导损失所需热量计算见下式:
C. ]4 I& h) @1 a; |
1 s# V- w, B4 c3 d* lQ=U*A*(To-Ti)3 g3 H7 w$ r$ H) U% u* ?4 n. m) @& J
8 W M0 n% x3 `. R6 t+ q' W
式中 Q一消化传导损失(kJ/d);7 v0 z$ p# h) i2 T: u5 O, }3 w. B
U一传热系数(kJ/(d·m2·℃））；0 W( a$ U. O( K: O5 \# x& M, n2 Z6 t \
A一传导损失的消化池表面积（m2);9 y) J0 h; o! x# ?: J
To一消化池内污泥蝇度(℃）；Ti一环境温度(℃）。
+ [4 e: D3 E! q$ p( r# a& @" A) Q
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。
3 r" r/ m" f; t2 _* O& V# }
M9 O7 e0 [: \0 b% `0 J3 P! b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。% u9 B9 k1 `) d/ Y2 x! t( g3 |' s
" }& u* C7 i8 u0 U1 q# {
11、内部加热系统$ S4 J2 ~! p2 v3 d) I% p8 k
4 x. p7 o3 ?! h4 |9 e$ V5 V4 A- H8 e
, i5 l0 w) E' p8 t$ I3 w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 K# w, Z$ _$ j C& P5 x
/ O- k [9 M6 _& Z
! H8 E5 s# w7 j3 b; S
8 |. G: |5 X* O) X# ~: a% ~4 d2 T9 X& o
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。4 Y' W5 c b2 \* Q
, Q2 i. o' t2 ]" S. f0 A: \12、外部加热系统( g* @0 P3 [, b
- i( {+ n, `* N3 J0 a. j2 O
在外部加热系统中，污泥通过外部热交换器再循环，如图。2 p: p" ?6 g* J* d
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- ?/ O$ I$ Q+ x- \& m; I+ W7 w( v) f0 a. r
5 _6 }2 o5 i- b$ H* |2 @+ x循环泵的流速保持在l.2m/s在加热面形成紊流，减少结垢。( m1 U f" j; m3 C' C
7 G7 z+ r4 \+ E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。
0 `5 s( q+ e+ P8 @- Y9 e7 T7 i) ~ w- k0 X6 R. |& @* O6 Y. ~
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。7 B* T2 ~- S u* o) J4 ~8 r
' B+ k* V$ ~% Y7 a
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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% E' t0 B0 ?; U1 T下面将对这3种热交换器的运行进行介绍。
2 b( p2 E: z6 @% y- A! R) |
6 x* M6 L* L" l0 @1.套管换热器
" C) c9 G, ^- F" m( E/ \7 [% {% s* [* A* {3 _2 g
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。
! t' k" V' O* }! `+ u* U0 j+ ?! {: G! a
# |; w& p/ `5 u; x
; Q, G. M3 |; p9 u# e9 o& X5 c2 C1 Z# L
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。5 W* Y0 U& E1 [& D/ }0 `" t" L
$ q8 r9 b3 G& E b# z7 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。
2 f- h T; V: h: e+ Y# [1 ?# e/ z7 A! s1 Q/ N! C
1.管壳换热器和水浴换热器* o) U/ k: w# H' s% s4 u
4 n2 c. Z: i9 q- p! a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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- G7 N8 M2 T' o) m/ y8 l/ x$ R3 H; F1 x% t* z+ W
% m y3 I+ X3 t, d+ X9 `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。& b) D7 e4 W, J$ h9 b0 P
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3. 螺旋板换热器! a% k& I7 W; s, j @% }, `/ {
7 j4 ~0 q) U7 _' c4 x% [ _0 x# ~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。; l9 d$ [3 B" z- H
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; Y# l# |/ j, }4 W
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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。/ K6 R5 B( y% f) S5 `
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