9、周转时间的计算
' h3 h Z' a( k8 Z7 g. i0 @ @. Z) c$ W9 e4 l3 `) F
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：
0 {. @8 w4 f7 X3 F" l' l) f% G5 {0 o6 \3 f6 _- a: Z8 [
TR=DV/PR
$ `" Z: ]& v4 a
: Q9 F: z+ u' f9 S式中 TR一周转时间(min);
! H- A7 q0 c6 T1 ?7 uDY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);
I0 h2 ?+ S$ R. mPR一泵送速率(L/min(gpm)）。4 @ v. p( ~0 N+ \6 _4 o9 k
" L" i! O( b9 S( O# w/ U9 D; ~
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。
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1 ]$ E. P3 n! A, l) V0 C8 [9 B- Q10、消化池的加热系统
, E4 K8 w( N) R4 j/ ` I: g
$ R0 y$ m4 @! R6 h h& l [6 i7 N/ p$ w: ?9 Z# s7 d
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。
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5 M) u; V! e$ n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。
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5 G7 R# X9 \' \' r7 m c# F消化过程所需的总热量建立在以下基础上：
! A! O9 g) v0 s* }. ]
2 @/ a- C, r# t' d3 I1)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；9 Q% R% _ M! v# |
2 k) r- H9 w- t* [* a2)传导损失一补偿从消化油分散到周围环境中的热损失。
+ F1 K- C* b, ?) l% E* D4 m: [" F- m" V0 I. d* h0 t
(1）污泥加热
1 Y9 B) m; b2 Z1 C0 T/ M6 I. h0 x# I" C! u! g1 Q7 W
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:& A- E/ x6 q. J
0 Q# I7 C7 n C9 |7 M8 o
Q=S*Cs*(To-Ti)" ^; l; i O! }" R- s4 Q* q
' v+ D0 O$ _7 e" Q. s& A式中 Q一污泥热负荷(kJ/d);S一污泥质量流量(kg/d);5 n% w8 Q1 N0 K8 ~
Cs一污泥比热容(4.2kJ/(kg.℃））；
+ O1 I$ f4 {7 |- t" {To一消化池工作温度(℃）；
7 h1 g' i! V' I* i0 vTi一进泥温度(℃）。4 q v, C' u& }
# r% s* t: P+ Q8 X# ~6 @ X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。
( y: F$ D9 o( C& X$ M, y5 v5 m3 q' E1 x+ E+ [- ^8 B( K8 I" u
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。, M- {0 j2 \ x" r, K& v
0 I b4 |- _0 Z( W(2)传导损失9 z! f% \7 R" g; f" g \) P" u8 w
$ _9 Y4 X+ ~, }9 O弥补消化池传导损失所需热量计算见下式:
2 ]) g4 G2 m; ~: q4 J
- t/ ?1 R9 q! O+ h/ ~Q=U*A*(To-Ti)5 U H. U8 V: }6 U+ |6 x
/ E2 Q- H: z( m) t式中 Q一消化传导损失(kJ/d);
' c5 ]# ?, o) k9 K, sU一传热系数(kJ/(d·m2·℃））；
* f/ G+ Q/ _4 ~A一传导损失的消化池表面积（m2);8 g. D3 P; M. f& \1 l% b
To一消化池内污泥蝇度(℃）；Ti一环境温度(℃）。( R6 N' }5 i& `- c# T
# r7 g1 l# m7 f5 l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。
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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。+ M) p& q5 x7 F% Y3 X+ v
6 f) n. t& G1 T+ j5 {2 l/ ]* x) p+ J11、内部加热系统
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& e1 K7 Z& a* w" S* X' v1 v7 S8 c7 l8 ]+ @
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。& `# i0 q" M, |8 ]" @
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; {' R6 A# F6 q/ K! z5 }1 \& M2 v9 U, H
" X; O2 s4 E9 k. ?2 X' Q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。! I' v" _8 x. Y# e6 A% C
1 _4 r! f9 f# {12、外部加热系统
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. z5 u7 Z. r: ?在外部加热系统中，污泥通过外部热交换器再循环，如图。" V. S g& V. k2 M: Z# l& }& L/ g
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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。: h8 j* G; [2 g4 r5 f" `
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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& O/ d q8 ~5 t* y
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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。% W# v3 E7 t1 G! B0 D1 M! ^! Y: i8 e' e" n
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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。( w: Z0 `$ d$ s: C! [
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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! P; P5 M0 J) t
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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。6 A1 Q+ {4 r3 i5 H. k! d5 r& `
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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。
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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。
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% q a% m8 a a5 x: f/ n7 c. \: Z2 f1.管壳换热器和水浴换热器% Q/ X8 h' _# k( b+ ~% ]
0 b E$ V5 X1 `) G7 ^" d& X, n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。5 @. @' [1 i! _( F( B! d
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3. 螺旋板换热器
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3 B6 R* D0 ~) k \) [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。0 Q8 @: C0 v8 f9 E) O
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+ v$ C" Z. w$ X+ t, {6 ^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。3 z4 M7 t$ c( d S; W8 a
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