9、周转时间的计算
5 A# n' h: ] X" N0 S8 ?( c: P
: l; @, d/ w3 c$ `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：# o E& i/ p, m; @3 @' p* Y
4 h6 U& i2 V; p: c, l- L5 ^TR=DV/PR
$ g" t% S* j6 ]& B) y* \3 ?% }5 A# {& u4 J
式中 TR一周转时间(min);
! s F* ^8 w; {; W E9 {: WDY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);8 P, Q h: `4 M
PR一泵送速率(L/min(gpm)）。7 V8 Z' ]3 o V% ~9 q$ Z
. ^7 v4 Q { Q% M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。. J# E- [0 B: A* ~; k1 e
; i1 b* x( T0 B" ?' E* D
10、消化池的加热系统
' L' e# Y7 H% G: U; k" C( b: @' j- E" H- }1 w
) {( l6 V& d4 ^ s: W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。
+ K7 G2 [6 v, _ x! `) W; {
+ X: c' r3 [5 G5 I1 t: o$ @6 ?' T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。, x& [4 W/ d6 Z e9 \, _" f
7 N8 i) ^& M, A0 m( j5 {
消化过程所需的总热量建立在以下基础上：! v" {- p9 U% S# o2 o
2 m$ j/ l) J$ x1 h. N* X/ J% @ R1)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；
; Y2 Y# n# b& ~2 q/ Y* b( M/ X% n; m, M! a! F
2)传导损失一补偿从消化油分散到周围环境中的热损失。* P7 K/ U$ x+ V* l
* l3 p: Q# W, I* ?6 m(1）污泥加热- e4 [ ^. |% w# l1 U* w) K
$ |, E" G7 g; W# }$ C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: B1 c- ~3 E' x; T6 S) ]4 S( c5 {
& l% A2 Q. F6 i3 X1 aQ=S*Cs*(To-Ti)
* [* x6 E4 J" v7 e# o; u$ A w; D9 H& g& V5 K% g
式中 Q一污泥热负荷(kJ/d);S一污泥质量流量(kg/d);
. W, u+ ?4 L: N4 `2 [Cs一污泥比热容(4.2kJ/(kg.℃））；8 G2 l5 n' N5 \7 k7 B
To一消化池工作温度(℃）；
- ]7 F7 G, L- KTi一进泥温度(℃）。# K4 l# C1 w0 C
+ t& w' j2 {, J/ M% K+ z4 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。. f& z4 H3 _# F: A3 g
. @; h! L; n# X/ ]6 R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。
& t- e/ A/ W7 G) s x" e/ l) P& i" m. i6 y7 X# K
(2)传导损失
) R+ M$ r+ z- X' V8 R$ r6 [1 p# Y) d, ]' h
弥补消化池传导损失所需热量计算见下式:+ s, S8 x+ V: R. [0 x6 z
0 p6 o1 [' r! r9 e2 c/ r$ M
Q=U*A*(To-Ti)2 D1 c. K0 g. W* N2 J' x# D
- q3 ]5 Y; O/ f) T$ R" i: W
式中 Q一消化传导损失(kJ/d);
1 S7 ~2 Z" i9 N1 FU一传热系数(kJ/(d·m2·℃））；
: T4 S V+ t: v- WA一传导损失的消化池表面积（m2);+ ^; | O8 S* D: f- [* t% O
To一消化池内污泥蝇度(℃）；Ti一环境温度(℃）。
5 i' C5 `. _# i5 y! ~' R* T) w; k5 C2 D: T
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。
5 k$ i0 @3 \' a# ?3 V$ e7 K& n0 H& M( \6 X$ U# o
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。- G: T4 h$ ?! I2 l* H n
' V8 D( t: O4 i( S$ b
11、内部加热系统. W2 i5 w- z, U2 d# c
0 {! \ k% O" [# q2 x5 Y" }
$ ]# r0 \8 |2 f) f8 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 Q3 _5 F; {7 \" y$ Y2 Y/ G. ?, W% G
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$ e a1 [& q1 F+ B4 P4 A: @* y: \2 j$ Y
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。$ w/ }% i/ R* I }+ C1 H
0 h7 [ C# u8 ]1 M! X+ r
12、外部加热系统
% W& I$ s' L) q/ l! E z, e
% e3 t) w3 X& O- e在外部加热系统中，污泥通过外部热交换器再循环，如图。
) F" w7 J6 @4 A$ ]3 T1 j, ~$ Q. Z$ f P# {6 a, k* q
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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。9 y2 t s2 q }0 N& H
* @; g5 P8 r4 _8 N; A7 @' x7 L5 e" 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。- ~! H- L: h3 V. u! Q6 F8 d
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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。
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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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下面将对这3种热交换器的运行进行介绍。' q& S- M* B8 \/ D
, \% e- T; Q) d
1.套管换热器
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3 k8 p6 [" M; w1 s$ _. |! G$ j0 h9 |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。( D+ z {* T; R( N2 P
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# u) f/ J" t7 S7 f4 m3 X+ V
i. n+ w w$ ^5 s- q/ ~! M$ L. e! i Y. V# a6 E% 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。 r, i0 H$ X3 [2 X9 y8 Y
. U1 O9 p8 l- ?) ?7 X0 {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。/ {$ h3 }+ ` s. ?+ m
' A6 O9 C- M# |7 |% \* i+ B- z1.管壳换热器和水浴换热器
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% X: _' e/ j! z+ g5 v0 g0 q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! k% q- W; w; |& h
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# ^4 B* b8 F ~* ?! U2 h4 b! N2 m- m( ^+ \, P6 U
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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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1 f: g2 z& }9 G, A) F3. 螺旋板换热器9 u$ E3 Z( c& x* T7 O! b8 k" W) y
& Z3 b% m K9 v9 [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。3 d: @- g) L' P. [% X
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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。8 x& E% m2 k+ {& ?* B: {% j9 H
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