9、周转时间的计算
$ _ q0 V; M. o& L. B$ O5 _7 r! [6 U. r+ V- I) `
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：9 q6 [4 J; K1 l- N+ s
: g+ X: X6 {! CTR=DV/PR
# q% k4 r3 @/ I% e, \% D6 h
. O3 l9 k% A. y2 S式中 TR一周转时间(min);* F6 b9 H' E: e6 t' c: J
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);
7 ]1 l7 O2 h2 G$ `5 x7 W4 X L! KPR一泵送速率(L/min(gpm)）。6 l! k" J; i4 W- F0 U$ D
- u# e; [( t7 I% E+ r
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。0 |( z0 h- |4 Y9 a% l" l6 V! G
. c8 M3 S2 d. U6 P* E0 W( ?10、消化池的加热系统
" c/ R3 V0 G# f$ `8 u1 b# O: C0 _5 Y3 _1 a+ l' L
: `7 D! V) w/ y, a2 u0 G
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。
! ^; T9 U q% [, C: d' L
P3 e7 C8 j% a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。. ]) l; D7 ], m8 x2 ?' U4 k v& E. f
5 r7 V- q7 z/ ]" P: S( w8 w消化过程所需的总热量建立在以下基础上：
9 |" I* n4 N2 y( _1 x# B3 h* y0 Y+ v2 `1 D& R1 }5 T& B6 J
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；
8 U! [& a' `5 M p: }0 n0 A
5 I2 g: v' z1 w3 Q- m% T2)传导损失一补偿从消化油分散到周围环境中的热损失。
- R$ p; P# z6 @0 K
: E7 \' E/ o* d# }: _(1）污泥加热+ t' n# a4 v- @
" K/ K( N/ Y% r/ V
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:4 d% t1 j N% \
/ J& ^0 j- r. ?! Z/ t/ \/ P2 B4 QQ=S*Cs*(To-Ti)4 q1 ]& K+ C5 J
% A# X |5 N5 w$ \8 }7 L' ~
式中 Q一污泥热负荷(kJ/d);S一污泥质量流量(kg/d);6 [* A: S( }& @& d0 e/ `
Cs一污泥比热容(4.2kJ/(kg.℃））；
( M; E: ?7 o9 W; f# sTo一消化池工作温度(℃）；4 z W; l; X: F6 s* Y
Ti一进泥温度(℃）。
# a/ V: P5 R0 s% D4 F
7 ~# `0 z# h3 Z7 f* [: f. M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。
, d! \4 ~% ~- a0 x3 ?, r' F8 z5 b4 h# J+ g7 j c$ H( 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。- c; k% v" e# _& \+ @! ~$ X
& @# C+ X7 g" _) J
(2)传导损失
4 G4 V/ S' |, U2 n( q% ?
4 A6 R( H4 f( z6 y, p* p+ C弥补消化池传导损失所需热量计算见下式:
' W& v4 k, @0 J( j& y
% F5 A6 S5 Y6 d3 a+ C) rQ=U*A*(To-Ti) X/ D9 O5 n' _
: |) D' L7 p5 c7 w1 g/ R# K
式中 Q一消化传导损失(kJ/d);
7 V: Z, }, _# @. qU一传热系数(kJ/(d·m2·℃））；' h% r3 N6 B- J9 x
A一传导损失的消化池表面积（m2);
# a' _2 J |0 u1 |2 M" s' O/ ?8 |To一消化池内污泥蝇度(℃）；Ti一环境温度(℃）。4 ], o5 j# s' p) m4 z
" z$ c2 ]! Z5 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。
, M" g* V3 j& [3 N; b5 u2 {1 T* A3 g0 r0 ~8 W8 S5 c+ `2 U+ v
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。
) F' k9 {; l! k8 Y) s8 Q8 k/ _) l r! n/ p# N& `+ \/ o
11、内部加热系统
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! M1 O0 O8 I5 P: _- G, s& \" D2 `, C( f" r9 q) X2 t" f4 s
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。
' F- @: j5 D1 @, e: X0 j7 O1 n. q% J4 Q0 B
- C: \8 i/ F, j" g: w
( J3 V& M8 X) I: n0 q. L8 P( |9 t3 _7 M) A' M( d
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。
) O; ?7 u, R" o: ?7 T9 ^
. P. Q. e7 M0 u% g. H- p. [1 H8 _12、外部加热系统% U$ j! L7 Z: ?. R
9 N+ X8 |1 J0 \在外部加热系统中，污泥通过外部热交换器再循环，如图。
9 i/ B, G. E* V/ P' x: \! v! u) T4 `: B0 q
$ r: Z- z5 E- w6 R6 f) E* _
+ J4 W5 ~9 q! p( y( v. M: K5 |* ^2 p+ s! d& \
循环泵的流速保持在l.2m/s在加热面形成紊流，减少结垢。' _1 ]# }: z* @! U
5 V; S; j' P+ U. b- t5 r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。
6 Q y; h9 k# _; G
& N$ O4 U8 q* i7 t- p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。
. \% E! C0 u6 @2 _1 u3 _* b. j; Y; A
3种典型的外部热交换器类型是：套管、水浴和螺旋板。
4 Z( a% o* o4 g. T o$ I0 e2 ?. P! J0 P
下面将对这3种热交换器的运行进行介绍。7 y; {3 x0 {4 m# g% U% W
7 n4 `4 \. P5 G. i9 d8 G
1.套管换热器( w) b B P) {& [( o2 H
. q3 r' w# n# c: }7 e! 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。
% _, M2 j( Z6 U, l( w q9 x5 \
7 Z- r6 Q: }- d2 Z( S# m# `
0 {) m! T) B, T; X1 e* N: m& W% d6 t i2 f
% d# G1 m# Q$ R" s' Y3 Y. x( d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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7 l) N' `' q5 {+ W) e5 h* v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。( g9 B3 @; R! G J/ h
3 ? o9 Z) C( D! e/ ^' c1.管壳换热器和水浴换热器% f0 T( R, `1 q; Q5 A4 V
8 d- f M- u0 J" A0 L0 r$ N8 h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。5 a+ o0 g i* w- E
5 w6 ?( ]/ w- @/ b3 ]( V
3 [: }& p8 Q0 ]. r+ h: V0 t, Q: V) c
: I0 J' ]$ ]& b" s( k% B; Q
3 h) @. X9 }! ?
: `3 ^. I/ g& i* L. K0 r5 @# Y% i) o
- }/ g2 ]' ~$ P8 e$ P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。+ l% I5 N3 g5 v" W8 S8 D7 r% w: r
7 ^8 O) }, [. s5 q
3. 螺旋板换热器
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. P$ d& B9 `9 H1 Q( W- g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。
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$ Z6 E* N2 E7 A
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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