污泥消化计算参考Word下载.doc

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故h2=h3=（30-2）/2×

tan=6.0m

消化池柱体高度h1>

D/2=15m,取16m

消化池各部分容积：

集气罩容积V4=×

h4==25.13m3式（2.40）

下锥体容积V3=1/3（）式（2.41）

=1/3×

6.0×

=1514.25m3

弓形部分容积，即V2=+4h22）=6446.55m3式（2.42）

柱体容积V1==×

302×

16=11309.8m3式（2.43）

故消化池有效容积V=V1+V3=11309.8+1514.25=112824.05m3＞6040m3

消化池个部分表面积：

集气罩表面积A4==式（2.44）

池顶表面积A3=m2式（2.45）

池壁表面积：

（地上部分）A2==m2式（2.46）

（地下部分）A1=A2=753.9m2

池底表面积A0=m2式（2.47）

故消化池总面积A=A0+A1+A2+A3+A4=882.5+753.9+753.9+51.8+37.7=2179.8m2

⑵中温污泥消化系统热平衡计算

①.消化系统耗热量计算

消化系统总耗热量经常保持要求的温度，保证消化过程顺利进行。

热平衡计算包括消化系统耗热量计算、消化池保温设计、热交换器的热损失三部分。

★加热生污泥好热量Q1，kcal/h

Q1=式（2.48）

式中———每日投入消化池的生污泥量，m3/d；

TD———消化污泥温度，℃；

TS———生污泥温度，℃。

已知每座一级消化池每日投配的生活污泥，=60405%=302m3/d,

TD=35℃，污泥平均温度为8℃，日平均最低温度6.4℃，故

平均耗热量Q1==3.375×

105kcal/h

最大耗热量Q1max=kcal/h

★消化池体热损失Q2,kcal/h

Q2=∑FK（TD-TA）×

1.2式（2.49）

式中　F———池盖、池壁及池底的散热面积，ｍ２；

　　　　TD———池外介质的温度，℃，池外介质为大气时，计算平均耗热量，采

用年平均气温9.1°

，计算最大耗热量，采用冬季室外计算温度-9°

；

池外介质为土壤时，采用全年平均温度TB=13°

冬季室外计算温度4°

K———池盖、池体与池底的传热系数，kJ/（m2·

h·

℃）。

池盖K≤0.7kcal/（m2·

℃）

池壁K≤0.6kcal/（m2·

℃）（池外为大气）

池底K≤0.45kcal/（m2·

℃）（池外为土壤）

a.池盖的热损失Q21，已知F=A3+A4=37.7+51.8=89.5m2，池外介质为大气，

平均气温为9.3℃，冬季室外计算气温为-9℃，故

平均耗热量Q21=89.5×

0.7×

（35-9.3）×

1.2=1947.2kcal/h

最大耗热量Q21=89.5×

[35-（-9）]×

1.2=3307.9kcal/h

b.池壁（地面以上）的热损失Q22。

若消化池池壁的1/2在地面以下，1/2在地面以上，则F=753.9m2

平均耗热量Q22=753.9×

0.6×

（35-9.1）×

1.2=14058.8kcal/h

最大耗热量Q22=923.16×

1.2=23883.5kcal/h

c.池壁（地面以下）的热损失Q23

因F=753.9m2，池外介质为土壤，故

平均耗热量Q23=753.9×

0.45×

（35-13）×

1.2=8956.3kcal/h

最大耗热量Q23=7539×

（35-4）×

1.2=17081.5kcal/h

d.池底热损失Q24

因F=A2=882.5m2

故平均耗热量Q24=882.5×

1.2=10484.1kcal/h

最大耗热量Q24=882.5×

1.2=14773.1kcal/h

每座消化池的总热量：

平均耗热量Q2=90436.7kcal/h

最大耗热量Q2max=98453.7kcal/h

★输泥管道与热交换器的好热量Q3

输泥管道与热交换器的耗热量可简化计算取前两项热损耗和的5%—15%。

即Q3=（0.05—0.15）（Q1+Q2），设计取10%。

Q3=0.1×

（3.3×

105+0.91×

105）=0.421×

Q3max=0.1×

（3.7×

105+0.99×

105）=0.469×

每座消化池总耗热量为：

QT=（Q1+Q2+Q3）=4.64×

QTmax=（Q1max+Q2max+Q3max）=5.16×

消化池系统总耗热量=n×

QT=2×

4.64×

105=9.28×

105kcal/h

Tmax=n×

QTmax=2×

5.16×

105=10.32×

式中，n为一级消化池的个数。

⑶.消化池保温设计

为减少消化池内热量损失，节约能耗，在消化池体外侧应设保温结构。

由保温层和保护层组成。

保温结构的厚度可通过消化池池壁结构低限热阻进行计算。

即使消化池池壁结构的总热阻R0≥。

保温材料厚度式（2.50）

式中———保温材料的热导率，kcal/（m2·

℃），由计算手册附录表十一查得

———池壁结构低限热阻，（m2·

℃）/kcal。

=式（2.51）

式中———冬季池壁结构允许温差，℃，一般=7-10℃

Rn———池壁结构热阻，m2·

℃/kcal，对消化池盖内表面

Rn=0.133；

K———温度修正系数，对消化池盖k=1；

A———保温材料变形和池壁结构热惰性系数，对压缩的保温材料A=1.2，热惰性指标D0≤3材料A=1.1，其他材料A=1。

对于多层保温结构D0=RiSi式（2.52）

式中Ri———某一层材料的热阻，m2·

℃/kcal；

Si———某一层材料的蓄热系数，kcal/（m2·

℃）；

=Rn+

式中———池壁结构中除掉保温材料外的总热阻，m2·

Rw———池壁结构外表面热阻，m2·

℃/kcal，取Rw=0.05。

式（2.53）

———除保温材料外各层池壁结构厚度，m

———除保温材料外各层池壁结构热导率，kcal/（m2·

采用上述计算方法较为复杂，为简化计算对于固定盖式消化池，池体结构为钢筋混凝土时，各部保温材料厚度。

=式（2.53）

式中———消化池各部钢筋混凝土的热导率，kcal/（m2·

———保温材料的热导率，kcal/（m2·

R———各部分传热系数的允许值，kcal/（m2·

———消化池各部分结构厚度，mm；

①.池顶盖保温。

a.确定参数。

对于消化池顶盖=7℃，Rn=0.133，Rw=0.05，k=1，假定池顶结构热惰性指标D0＜3，故取A=1.1。

b.计算低限热阻

==式（2.54）

设计保温层厚度、计算各层材料的R、D0。

查附录表可得：

钢筋混凝土=1.33，S4=12.85

R4===0.0752，D04=0.0752×

12.85=0.966

R2=，D02=0.025×

8.65=0.216

防水层=0.15，S1=2.85

R1=，D01=0.067×

2.85=0.191

由于=Rn+=0.133+0.0752+0.025+0.067+0.05=0.35

消化池顶盖保温材料采用加气混凝土，=0.25，S3=3.2

0.25×

（0.792-0.35）=0.111m，取=110mm。

则R3=，D03=0.44×

3.2=1.41

d.校核总的热惰性指标

D0=D01+D02+D03+D04=0.191+0.216+1.41+0.966=2.783＜3.0

与假定的D0值相符，保温材料及选定厚度合理。

②.池壁（地面以上）保温。

消化池池壁采用聚氨酯泡沫塑料作为保温材料，聚氨酯泡

沫塑料的热导率=0.02kcal/（m·

℃），钢筋混凝土的热导率=1.33kcal/（m·

采用简化计算公式。

池壁==27mm式（2.55）

③.池壁（地面以下）、底低保温。

池底及地面以下池壁以土壤为保温层，热导率=1.0kcal/（m·

==1620mm式（2.56）

池壁在地面以上的保温材料延伸至地面以下1.2m，即冻土深度加0.5m。

⑷.热交换器的计算

污泥加热的方法有池内加热和池外加热两种。

池内加热是用热水或蒸汽直接通入消化池或通入设在消化池内的盘管进行加热，这种