9、周转时间的计算7 E* W# ?1 h0 D- k' B6 B( s/ z& _
: A6 m+ |# K7 \ s% O0 P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：
+ ]3 _) n' b. I! B- ?# S
3 T- h% D* @/ ~. r- i1 [$ ZTR=DV/PR1 N1 P" J2 A- B- }, B* y# T6 |
4 {$ L4 x. d" l* `/ w; o4 N- T
式中 TR一周转时间(min);5 @6 u2 o0 o, 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);* {! s+ i, x: e7 \7 |8 b
PR一泵送速率(L/min(gpm)）。
9 c, k/ R, l6 v; Y$ R0 m- l# ]& A$ ` D5 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。* y* N- v! r3 e
7 B1 H/ e. y+ [# ^& \$ Q9 ]
10、消化池的加热系统
& H# G# y% a0 u) M) K) K' {/ v1 b F$ N0 |- i K7 V2 T" m" B
7 N; _1 h! g: y* T# Y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。
$ W. \2 q/ j2 f! D& A' @" y6 @9 |+ ?* L* u
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。
1 e9 U3 c; @! t6 y1 }6 c) e4 F) z) H2 c# t& V
消化过程所需的总热量建立在以下基础上：) R1 O- ~# @) v; K0 }! e
6 j9 r4 L- q+ P# S0 c$ Z& b! q& o( {& f2 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；! G2 A) C7 p! S" X; E; G9 O; v
2 B% e2 ]5 s* \9 K2)传导损失一补偿从消化油分散到周围环境中的热损失。
! D+ ^) K3 ~( f/ o- G) D+ T
4 _) f8 F/ J- U8 ]* N: e(1）污泥加热
1 X4 t L1 y8 Z
. \1 @' x6 p0 |6 O- p Y! y/ Z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:6 `: I9 J. y) S0 r4 T R
4 k! A8 M, I2 e! u# @; EQ=S*Cs*(To-Ti)
6 o2 M* h7 d: ^0 l) a1 z* g; m9 {" w3 o
式中 Q一污泥热负荷(kJ/d);S一污泥质量流量(kg/d);
- c7 T4 h/ b+ K# |$ dCs一污泥比热容(4.2kJ/(kg.℃））；
; Y1 P9 \; Z( ?# q3 KTo一消化池工作温度(℃）；# d8 T- W" l% u. }; d
Ti一进泥温度(℃）。3 Q: Q% z' [" ^% G# q/ w2 Y; D* g
) ~% H. B5 A4 g% y
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 `; v. j7 ^0 U4 a( J) p5 j
& B5 J: @. |- s- \+ t$ C: g# K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。
9 k' \' g9 Z: D& j# M2 q* C3 j8 `3 Y
) `# ?5 L; m. Q: R8 G(2)传导损失
2 u" B& a. E$ o* X% h! W$ M) h5 B) ~5 V
弥补消化池传导损失所需热量计算见下式:5 K* ~& _2 l2 I4 A1 g
8 Z! U- M# Q2 Z+ UQ=U*A*(To-Ti)
3 Z- J/ H& ^, Z, S1 E4 b
: V/ L* a" t8 J* _( ]. S0 w式中 Q一消化传导损失(kJ/d);9 X* H1 l% R- v3 `1 ^
U一传热系数(kJ/(d·m2·℃））；
. w& ?1 }$ F4 EA一传导损失的消化池表面积（m2);
) @1 O/ D W3 CTo一消化池内污泥蝇度(℃）；Ti一环境温度(℃）。
% R, U5 ~' M* Q1 k! s
" n7 ~& s1 H Z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。; G' |1 D6 n& R% }
' ?' t' x4 B, ]9 H9 O& O" 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。5 P2 z0 ^: F/ r$ b g
/ I" e" b# m7 I$ y5 K# I$ ?11、内部加热系统
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2 Q8 Z3 G7 x5 N$ B
. b5 [0 x1 ]1 A" D, X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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* t/ K8 Y. Z' R- C; @
5 k$ L" b7 K2 ^9 \7 z" L) f/ d
' y: d. a& e+ H5 d+ t. o) \' F' [/ ^6 ~7 I' R3 R
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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, H z# Y5 U* v12、外部加热系统( D. G9 `+ q* {
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在外部加热系统中，污泥通过外部热交换器再循环，如图。/ K9 s8 u' \, c( s
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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。$ i; h( P; V! p2 K1 b
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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。% G$ u% A1 h! z. r! k9 Z
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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。: V7 ]& C6 K" K% s% D
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下面将对这3种热交换器的运行进行介绍。
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1.套管换热器
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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。
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2 r& H' }: G3 `) 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。7 k& o+ U- n2 H% d' f* y( e3 d8 t
$ N2 D0 v8 Y6 E2 n# A. n8 W7 B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
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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。
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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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0 i& k1 Z2 g' Q; _$ C3. 螺旋板换热器
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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。9 a1 n6 Y6 _8 M- J# h6 T; v+ 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。/ d5 |1 t, k# m. H" @# J
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