9、周转时间的计算
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5 s! o/ z7 F0 b, v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 j! C; x' ]3 v: y" x% Q
! R7 A7 H( `' J; D/ o+ t- t; {
TR=DV/PR: v8 t- Q) ^ E' c& i
7 ~' N0 u% r: T5 M) P' R1 `9 u
式中 TR一周转时间(min);
2 f( y$ F' I8 F/ ~; b7 U$ m' ZDY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);2 k x$ e1 E0 a( |$ t; h& \8 I2 X
PR一泵送速率(L/min(gpm)）。; c8 M# I: P0 |1 t
! Z! v0 s5 |, J2 P
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。. U9 x" p; f& d3 F& k$ g
+ w& \' j+ h/ h( u8 U
10、消化池的加热系统
$ D& b" }9 }4 e
* I$ \1 l. o8 n7 H* L
4 I8 Q5 M% ^6 p! ^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。( Y( G# U4 ?- b
: e5 N8 o" O) w* w
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。 j, b0 G4 n/ c* q
( F+ K! n4 ]9 J1 s* p1 [消化过程所需的总热量建立在以下基础上：2 d* D1 V( r- B. @6 @0 J @
" R6 C- w' G2 M* W) o. V7 ^& [
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；
% w7 ~: {5 o3 o# C8 U4 F- X& }* I* t' S
2)传导损失一补偿从消化油分散到周围环境中的热损失。
/ W1 ?$ y# \ \& d
& w+ Z3 B) _5 L(1）污泥加热7 b" Q, S. r) S c+ j
# B' c5 x- c1 R2 }& b
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:. n5 k1 C! s! Z
" t Y/ ^7 w# NQ=S*Cs*(To-Ti)
3 s" A$ W% z7 C: J( K7 l& k- y* m, h6 k& [
式中 Q一污泥热负荷(kJ/d);S一污泥质量流量(kg/d);
% X' t- _/ ?- b8 q2 c, tCs一污泥比热容(4.2kJ/(kg.℃））；. D3 b# H) m+ m* y" \
To一消化池工作温度(℃）；0 C- o- L( p! E* l& p
Ti一进泥温度(℃）。 r# M6 C) O( r! r7 H! \
. C, k; k5 B% G9 @+ 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。! P* w5 g2 w& a& |( d, T
, T) {9 g8 h3 r% D3 N7 I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。
! \1 ^0 x! o7 g# N% y4 a! |" f" e+ `' R, K+ a) I& w5 X& O. V
(2)传导损失' r( p' v) D0 N
& C9 A0 B2 F) B ]% J" A: Z+ a
弥补消化池传导损失所需热量计算见下式:4 l, Y1 A5 Z% ^% v$ c" j
2 U( N/ J/ ?0 [: M) R, bQ=U*A*(To-Ti)
/ G; m, _+ I) O" @4 D7 t
8 ^" ~* T/ j& w; T式中 Q一消化传导损失(kJ/d);9 U) M% |: N! w2 j0 H @
U一传热系数(kJ/(d·m2·℃））；0 ?3 I+ ]$ O1 y$ Z
A一传导损失的消化池表面积（m2);/ A; f& k& Y/ z$ }" o& s- ]& v
To一消化池内污泥蝇度(℃）；Ti一环境温度(℃）。
' j; t6 M) r2 w6 o: e/ |' M7 R5 ~4 K# C# @
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。
7 r. e3 L3 S; U" r- \
3 h# [3 u% ]$ r) B# s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。+ O v8 A: O7 x9 N4 F/ ]9 O+ V: T0 F
0 m$ i5 l, V: |) }11、内部加热系统
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/ V( f( _4 A1 P* `; 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。8 H7 o) H `. A W
4 u+ x9 b5 C5 @, G. m
/ f# k9 e3 z+ S$ V' S6 u t
) Z. E# z9 f- P. d7 i
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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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~ F. V/ [+ \& X2 l12、外部加热系统
! h4 g. s# X3 A: m1 i, ]$ [
3 |& E: ]3 J! m0 w8 |. I0 [在外部加热系统中，污泥通过外部热交换器再循环，如图。" m/ f% p' l- W4 x* i- f) N$ A
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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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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。) {+ v( U r6 ]
5 }6 c* J1 z6 J4 v. ]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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3 Y5 R, G4 G3 X# O下面将对这3种热交换器的运行进行介绍。- b4 C/ H6 ^3 Z( Q
, \, \" o: `+ S2 n) c1.套管换热器# o. z2 [" H* z7 u! N
( x6 a6 X6 b( |* B) U- m- ~, g) n
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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( w( P# `) Q) K: H* l% X! Y7 o2 W) {, X) E
! U- Y; W7 G1 M! W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。+ Q/ K, P3 a; n' Q' b v
& O# h; B7 b! c, H& 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。) G0 i Q# J+ T# T; t
, u1 m- {; C9 U- x! p+ m- k1.管壳换热器和水浴换热器" r$ T% r' X' S0 |% V9 y0 L
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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。+ [$ ?# @- V* e
- ~8 M1 h8 _: m5 T7 i$ W+ B( v/ U
6 R ^$ W% m. h- d) [% ]0 E3 m
# M7 ]: @+ u( M$ X5 a( T6 B6 X C/ d; O, G _4 m
" D3 c' }' c% T" g" {
5 j5 |- Y/ ^4 M# c: O
, z% I. t. C" x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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( L- O) D8 b/ }# F# \3. 螺旋板换热器
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7 a' _" }: C, w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。% k. |. }5 W8 H' g# S
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( C4 O! U2 K" s1 y. ^
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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。9 C1 T7 k9 ?, t% f& r
& k$ E: a2 o# l: u" e9 s) ~( T) H; [ |
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