某排水工程规划及污水处理厂毕业设计说明书 - secret(10)

XX建筑大学毕业设计

图5－8消化池计算简图

错误！未找到引用源。消化池热工计算[8]

消化池的耗热量可以根据冬季最大负荷来计算，耗热量包括下列三部分:每天头陪的新鲜污泥从原始温度加热到所需温度的耗热量；消化池池体的耗热量，是由于池体内的消化温度与大气温度的温差所引起的耗热量;污泥管的耗热量。 1. 提高新鲜污泥的耗热量： 中温消化温度TD=35℃

新鲜污泥年平均温度为Ts=17.3℃ 日平均最低温度为Ts=12℃

每座一级消化池投配的最大生物泥量为 V〞=3700×5%=185m3/d 则全年平均耗热量为 Q1=

185V??(TD－Ts)×1000=(35－17.3)×1000

2424=136437kcal/h 最大耗热量为: Q（1）max=

185(35－12)×1000=177291kcal/h 242. 消化池池体的耗热量： 消化池各部传热系数采用： 池盖 K=0.7kcal/(m2.h.℃)

池壁在地面以上部分为 K=0.6 kcal/(m2.h.℃) 池壁在地面以下部分及池底为 K=0.45 kcal/(m2.h.℃) 池外介质为大气时, 全年平均气温为 TA=10℃ 冬季室外计算温度为 TA=-9℃

池外介质为土壤时，全年平均温度为 TB=12.6℃, 冬季计算温度 TB=4.2℃, ① 池盖部分全年平均耗热量为

43

XX建筑大学毕业设计

Q2=FK(TD-TA)×1.2=59.66×0.7×(35-10)×1.2 =1252.86kcal/h 最大耗热量为

Q（2）max=59.66×0.7〔35-(-9)〕×1.2

=2205.03 kcal/h

② 池壁在地面以上部分，全年平均耗热量为 Q3=FK(TD-TA)×1.2 =471×0.6×(35-10)×1.2 =8478 kcal/h

最大耗热量为

Q（3）max=471×0.6×(35+9)×1.2

=14921.28 kcal/h

③ 池壁在地面以下部分，全年平均耗热量为 Q4=FK(TD-TB)×1.2

=282.6×0.45×(35-10)×1.2 =4408.56 kcal/h 最大耗热量为

（Q4）max=282.6×0.45(35+4.2)×1.2=5431.35 kcal/h ④ 池底部分，全年平均耗热量为 Q5=FK(TD-TB)

=319.23×0.45×(35-10)×1.2 =4310 kcal/h

最大耗热量为

Q（5）max=312.93×0.45×(35-4.2)×1.2

=5309.43 kcal/h

⑤ 每座消化池池体，全年平均耗热量为 Qx=1252.86+8478+4408.56+4310 =18449.42 kcal/h

最大耗热量为

44

XX建筑大学毕业设计

Qmax=2205.03+14921.28+5431.35+5309.43=27867.09 kcal/h

3. 每座消化池总耗热量

全年平均耗热量为

∑Q=18449.42+136437=154886.42kcal/h 最大耗热量为

∑Qmax=27867.09+177291=205158.09 kcal/h

4. 热交换器的计算：

消化池每天所需的热量是由加热循环泵将污泥通过热交换器加热提供。本设计采用池外套管式泥—水交换器，与回流的消化污泥进行混合，再进入一级消化池，其比例为 1：2,全天均匀投配。

进入消化器的生污泥量为

Qs1=

185=7.71m3/h 24回流的消化污泥量为 Qs2=7.71×2=15.42m3/h 进入热交换器的总污泥量为

Qs=Qs1+Qs2=7.71+15.42=23.13m3/h 生污泥的日平均最低温度为Ts=12℃ 生污泥与消化污泥混合后的温度为

Ts=

1?12?2?35=27.33℃

3热交换器的套管长度按下式计算:

L=

Qmax?1.2

?D???m其中，内管管径选用DN80mm,外管管径选用DN125mm时，则污泥在内管中的流速为

23.13V=??0.082?3600=1.28m/s（符合要求）

4 热交换器按最大耗热量Qmax=27867.09kcal/h,热交换器的入口热水温度Tw=85℃

45

XX建筑大学毕业设计

△Tw采用10℃，则热水循环量为 Qw=

?Qmax27867.093

=27.87m/h ?'Tw?Tw?100010?1000? 内外管之间的热水流速为:

v=

27.87?????0.1252??0.082??36004?4??=1.07m/s

平均温差的对数△Tm按下式计算: △Tm=

?T1??T2ln(?T1/?T2)

△T1= 47.67℃; Ts=27.33℃; Ts′=36.48℃; Tw=85℃; Tw′=75℃; △T2= 48.81℃，则

△ Tm=

??1???2=48.23℃ ??1ln??2热交换器的传热系数选用K=697.8W/m2.h. ℃，则每座消化池的套管式泥—水交换器的总长度为:

L=

Qmax?DK?Tm×1.2=

27867.09×1.2=32.28m

3.14?0.08?600?48.23设每根长4m，则其根数为

n=32.28/4=8.07,选用8根

5. 消化池保温结构厚度计算：

消化池各部传热系数允许值采用： 池盖为 K=0.76 kcal/(m2.h.℃)

池壁在地上部分为 K=0.66 kcal/(m2.h.℃)

池壁在地下部分及池底为 K=0.456 kcal/(m2.h.℃) ① 池盖保温材料厚度的计算：

设消化池池盖混凝土结构厚度为 δG=250mm 钢筋混凝土的传热系数为

λG=1.33kcal/m.h. ℃

采用聚氨酯硬质泡沫塑料作为保温材料，导热系数λB=0.02 kcal/m.h. ℃.

46

XX建筑大学毕业设计

则保温材料的厚度为

δB1=

?G/K??G1.33/0.7?0.25==0.025m=25mm

?G/?B1.33/0.02② 池壁在地面以上保温材料厚度的计算： 设消化池池壁混凝土结构厚度为δG=400mm

采用聚氨酯硬质泡沫塑料作为保温材料，则保温材料的厚度为

?G/K??G1.33/0.6?0.4δB2===0.027m=27mm

?G/?B1.33/0.02池壁在地面以上的保温材料延伸到地面以下的深度为冻土层加0.5m。 ③ 池壁在地面以下部分以土壤作为保温层时，其最小厚度的核算：

消化池池底在地面以下的混凝土结构厚度为δG=400mm，

?G/K??G1.33/0.45?0.4==1.92m=1920mm ?B壁??G/?B1.33/1.0④ 设池底以下土壤作为保温层，其最小厚度的核算：

消化池底混凝土结构厚度为δG=700mm

?G/K??G1.33/0.45?0.7δB3===1.7m=1700mm

?G/?B1.33/1.0池下水位在池底混凝土结构厚度以下，大于1.7米，故不加其他保温措施。 ⑤ 池盖、池壁的保温材料采用硬质聚氨酯泡沫塑料。其厚度经计算分别为25mm及 27mm,均按27mm计，乘以1.5的修正系数，故采用50mm.

二级消化池的保温结构材料及厚度均与一级消化池相同。 6. 沼气混合搅拌计算

消化池的混合搅拌采用多路曝气管式（气通式）沼气搅拌。 ⑴ 搅拌用气量：

单位用气量采用6m3/（min.1000m3池容）， 则用气量为： q=6×

3700=22.2m3/min=0.37m3/s。 1000⑵ 曝气立管管径计算：

47