9、周转时间的计算
: l. R T9 ~' K+ K
0 G5 Z4 m1 Q% u5 G. E4 y4 r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：
+ v9 z- k% |4 y/ O* z
% ^1 Y$ q' F: T" l) uTR=DV/PR) \- T4 p* o- q$ z7 L
4 t! p# O' R" l2 u
式中 TR一周转时间(min);$ g a) V |" X1 w; V
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);: q4 E5 T2 g- A
PR一泵送速率(L/min(gpm)）。+ m4 ?1 I2 N( T; g+ X+ a/ W
- C& M+ }+ ^/ i# @0 W8 F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。
- B$ J" K7 |) Z0 L+ L
' ?% ] q; ~3 w* W) Q" b10、消化池的加热系统
) t+ j; q) z: O$ f A3 G4 Y, J7 u0 q- D: J; ]$ d# L
& h" m- k* d8 ]) {- @$ J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。
# Q+ j5 }+ C$ a4 a( e9 ~
M7 R4 i* ~$ u5 K, v; R9 y7 K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。
, t5 Y3 l7 E. ~- ~- u" z1 s, Y: L) d/ r
消化过程所需的总热量建立在以下基础上：8 @& c W5 L7 `7 ?* {5 l. q0 [2 H4 O& N
5 \& {& ?8 F' ?: x4 F& [) q; Z
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；
$ l- X# D# |, f7 R u" y* x
* g: Z8 Q, X8 @2)传导损失一补偿从消化油分散到周围环境中的热损失。
0 [' n1 N# H$ W
3 C. x* P2 D: a4 }, @* [(1）污泥加热
/ L3 c1 J5 R) Q6 x; k8 _
, j7 y7 D) G( C# h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:
: B! H z) [, N& D$ l3 m: V; t( w* a( E, t8 Q% ?9 e/ f7 Z
Q=S*Cs*(To-Ti)
" t) \* T, s$ G e N: H$ }& Q8 e; f, `* |+ K
式中 Q一污泥热负荷(kJ/d);S一污泥质量流量(kg/d);
0 ?; M) u9 a' n3 ?* ]. z. X9 g8 E: ICs一污泥比热容(4.2kJ/(kg.℃））；
& r) x( B! Z1 }8 @- V) X& aTo一消化池工作温度(℃）；
- m. R3 z7 p4 S7 j* ATi一进泥温度(℃）。' _ }9 |& ], R$ w' |4 E; z* K
, X+ p0 U3 @% i; V5 W
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。
* |" b \. n8 U) M
" t" o5 Q1 U. ^) x1 a4 j' d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。# g# L* w3 O: ?, m
- A- I E; j! J7 R3 j8 g' n(2)传导损失
, \& a8 e, A. w- @
1 P6 N- m( g; a% k+ y+ Z( b2 w弥补消化池传导损失所需热量计算见下式:
7 f9 H' l) }+ I# V
7 E+ m8 s8 t3 {! oQ=U*A*(To-Ti)
* E- }# H& b# }" B. D" a& ^1 N% C
式中 Q一消化传导损失(kJ/d);. ~+ C7 C. m3 n& j; w! p
U一传热系数(kJ/(d·m2·℃））；
9 h3 m- {0 R! J' lA一传导损失的消化池表面积（m2);# v. u6 O! N; C' [: S8 g
To一消化池内污泥蝇度(℃）；Ti一环境温度(℃）。 M! }2 S7 G* C
' {/ }% L$ P5 ]3 B6 o; D
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。1 H( c- q$ D; F x# F y
- O+ a( M! d. Z/ V# O) D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。
t7 t4 V P [3 O" A! v' H# ]3 e& y. _. c* E4 `
11、内部加热系统* u1 q) E! E- c ~9 f: V
y+ t, h- f7 G9 _% T6 h0 f( ~" r, t2 Y, M( X6 P( [- [
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。" p& g1 ~8 y! R) f0 b5 M$ @: g
$ V7 v/ H+ N% _, C t3 s; H/ v H0 J
, O! F5 c& \5 U
5 X8 a% ~2 ?0 f3 N: T+ c {0 p2 _& U# E. V
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。* ^: S6 C9 ^) @4 y1 t* |
$ D* J: T' h4 p- A12、外部加热系统
" M: \7 Q3 G. A9 G9 r2 N; D% Y( A$ |; M) {
在外部加热系统中，污泥通过外部热交换器再循环，如图。
' H. b& X+ Y# \/ y- k5 h
" Y7 n# c/ K5 a0 W+ U. f" }- G6 A
3 D0 b# y" B/ ?# X% H" p# K" J2 t1 L# r2 m4 R
3 d0 U5 Z2 t# y% P/ l: V9 q4 g, L循环泵的流速保持在l.2m/s在加热面形成紊流，减少结垢。8 H7 A j; Z! ]+ e/ |# u6 ~1 e
) g6 _% L$ T: F: O9 v. j6 \; o
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。% S1 X; G2 N4 K& y, ]7 A e
. u; s8 C4 t" T9 ~) _+ l* R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。0 P9 U+ b4 H- j( }! G1 k9 x
2 U- p' G# Q0 E4 f
3种典型的外部热交换器类型是：套管、水浴和螺旋板。0 G$ F( l0 l7 e- D6 D
! C2 s4 j/ U) E& ~下面将对这3种热交换器的运行进行介绍。- i. k' U* r1 x5 Z' Q8 }
& n! A8 |7 w. c" k1 g1.套管换热器
" d. O+ ]- E; r+ m- P5 I
) o& d. b+ U) |& B* i3 L3 C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。4 h. s3 {% \9 P% E* G, C
. M: V) s$ i6 O% i# u8 ^
- o: a1 x q& q( Z! a K8 d; C* v0 F
1 s$ R4 A% X; F+ F' w9 y7 m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。+ O% j/ d& n7 k3 B5 X" Y, i5 X
1 s" B' V D, 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。% C- N1 N" E6 C
- F5 o* ?, [( ]8 [1.管壳换热器和水浴换热器! f c5 \) H' s- R9 X
X7 ?2 u: k. R" s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。1 z( u7 s i) H. m
! c9 n( B0 j+ f
+ h5 C' T! k. A& ~" H" C
$ E" y$ L; D+ ]7 r! K8 B4 Z9 x# V
* M9 r2 J( m/ X) A1 f5 V
6 ?; y: m0 J: ~- J. _
# G. }9 g) E& t5 w* Z
7 c$ t* d; ?- ?8 W0 F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。
4 C0 F! v& T l
2 x! @8 S3 x" z+ c' }3. 螺旋板换热器
+ n( e* J4 I. M9 w4 e" v1 J
3 j" {( g5 h' z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。
1 _$ Y) C4 J% P, y8 R. f1 s; C, o" B. s: `& Y& w$ `! N6 p' R
, c) S, S- d1 R- L2 H& j4 O$ @0 L! V# y. N% }
) s3 G( [7 Z" `; V. W
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。
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