地表水處理技術(shù)-地表水的沉淀、澄清處理

懸浮顆粒在靜水中的沉淀主要內(nèi)容1)沉淀的四種基本類型2)完成沉淀過(guò)程的主要構(gòu)筑物3)懸浮顆粒在靜水中的三種假設(shè)4)斯篤克斯公式理論推導(dǎo)水中懸浮顆粒依靠重力作用從水中分離出來(lái)的過(guò)程稱為沉淀。原水投加混凝劑后，經(jīng)過(guò)混合反應(yīng)，水中膠體雜質(zhì)凝聚成較大的礬花顆粒，進(jìn)一步在沉淀池中去除。水中懸浮物的去除，可通過(guò)水和顆粒的密度差，在重力作用下進(jìn)行分離。密度大于水的顆粒將下沉，小于水的則上浮。1)沉淀的四種基本類型根據(jù)水中懸浮顆粒的密度、凝聚性能的強(qiáng)弱和濃度的高低，沉淀可分為四種基本的沉淀類型。

(1)自由沉淀。懸浮顆粒沉淀過(guò)程中呈離散狀態(tài)，其形狀、尺寸、質(zhì)量等物理性狀均不改變，下沉速度不受干擾，單獨(dú)沉降，互不聚合，各自完成獨(dú)立的沉淀過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中只受到顆粒自身在水中的重力和水流阻力的作用。

(2)絮凝沉淀。顆粒在沉淀過(guò)程中，其尺寸、質(zhì)量及沉速均隨深度的增加而增大。1)沉淀的四種基本類型

(3)擁擠沉淀。又稱成層沉淀、擁擠沉淀。顆粒在水中的濃度較大，在下沉過(guò)程中彼此干擾，在清水與渾水之間形成明顯的交界面，并逐漸向下移動(dòng)。其沉降的實(shí)質(zhì)就是界面下降的過(guò)程。

(4)壓縮沉淀。顆粒在水中的濃度很高，沉淀過(guò)程中，顆粒相互接觸并部分地受到壓縮物支撐，下部顆粒的間隙水被擠出，顆粒被濃縮。2)完成沉淀過(guò)程的主要構(gòu)筑物

(1)沉淀池。通過(guò)懸浮顆粒下沉而實(shí)現(xiàn)去除目的的沉淀過(guò)程。

(2)氣浮池。通過(guò)微氣泡和懸浮顆粒的吸附，使其相對(duì)密度小于水而上浮去除的沉淀過(guò)程。

(3)澄清池。通過(guò)沉淀的泥渣與原水懸浮顆粒接觸吸附而加速沉降去除的沉淀過(guò)程。3)懸浮顆粒在靜水中的三種假設(shè)

(1)水中沉降顆粒為球形，其大小、形狀、質(zhì)量在沉降過(guò)程中均不發(fā)生變化；

(2)顆粒之間距離無(wú)窮大，沉降過(guò)程互不干擾；

(3)水處于靜止?fàn)顟B(tài)，且為稀懸浮液。4)理論推導(dǎo)基于以上假設(shè)，靜水中的懸浮顆粒僅受到重力和水的浮力這兩種力的作用。由于懸浮顆粒的密度大于水的密度，重力對(duì)其的作用大于浮力的作用，因此開(kāi)始時(shí)顆粒沿重力方向以某一加速度下沉，同時(shí)受到水對(duì)運(yùn)動(dòng)顆粒所產(chǎn)生的摩擦阻力作用，隨著顆粒沉降速度的增加，水流阻力不斷增大。顆粒在水中的凈重為定值，當(dāng)顆粒的沉降速度增加到一定值后，顆粒所受重力、浮力和水的阻力三者達(dá)到平衡，顆粒的加速度為零，此時(shí)的顆粒開(kāi)始以勻速下沉。并自此開(kāi)始作勻速下沉運(yùn)動(dòng)。小結(jié)1)沉淀的四種基本類型2)完成沉淀過(guò)程的主要構(gòu)筑物3)懸浮顆粒在靜水中的三種假設(shè)4)斯篤克斯公式理論推導(dǎo)理想沉淀池的沉淀原理主要內(nèi)容1)理想沉淀池的沉淀過(guò)程分析2)影響沉淀池沉淀效果的因素分析

1)理想沉淀池的沉淀過(guò)程分析

(1)理想沉淀池的三個(gè)假定(2)理想沉淀池的沉淀過(guò)程分析(1)理想沉淀池的三個(gè)假定①顆粒處于自由沉淀狀態(tài)。②水流沿著水平方向作等速流動(dòng)，在過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)流速相等，顆粒的水平分速等于水流流速。③顆粒沉到池底即認(rèn)為已被去除。(2)理想沉淀池的沉淀過(guò)程分析

理想沉淀池分流入?yún)^(qū)、流出區(qū)、沉淀區(qū)和污泥區(qū)。從池中的點(diǎn)A進(jìn)入的顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡是水平流速和顆粒沉速u的矢量和。直線Ⅰ表示從池頂A點(diǎn)開(kāi)始下沉而能夠在池底最遠(yuǎn)處D點(diǎn)之前沉到池底的顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡。

直線Ⅱ表示從池頂A點(diǎn)開(kāi)始下沉而不能夠沉到池底的顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡。直線Ⅲ表示從池頂A點(diǎn)開(kāi)始下沉而正好沉到池底最遠(yuǎn)處D點(diǎn)的顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡。(2)理想沉淀池的沉淀過(guò)程分析將直線Ⅲ代表的顆粒具有的沉速定義為u0，故可得關(guān)系式:式中u0—顆粒沉速；—顆粒水平分速；H—沉淀區(qū)水深；L—沉淀區(qū)長(zhǎng)度。顯然，沉速ut≥u0的顆粒，都可在D點(diǎn)前沉淀掉，見(jiàn)軌跡I所代表的顆粒。沉速ut<u0的顆粒，視其在流入?yún)^(qū)所處位置而定。如果靠近水面則不能被去除，見(jiàn)軌跡Ⅱ?qū)嵕€所代表的顆粒；如果靠近池底就能被去除，見(jiàn)軌跡Ⅱ虛線所代表的顆粒。

軌跡Ⅲ所代表的顆粒沉速u0具有特殊意義，一般稱為截留沉速。實(shí)際上，它反映了沉淀池所能全部去除的顆粒中的最小顆粒的沉速。水平流速和沉速都與沉淀時(shí)間t有關(guān)：式中

Q——沉淀池設(shè)計(jì)流量；

B——沉淀池寬度；

V——沉淀池容積。由此可以導(dǎo)出：：式中A——沉淀池表面積，A=BL；q——表面負(fù)荷或溢流率。表面負(fù)荷表示在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)沉淀池單位表面積的流量。單位為m3/(m2.s)或m3/(m2.h)，其數(shù)值等于截留沉速，但含義卻不同。理想沉淀池總的沉淀效率，在設(shè)定了截留沉速u0以后，由兩部分組成。一部分是u>u0的顆粒去除率，這類顆粒將全部沉掉。若所有沉速小于截留沉速u0的顆粒重量占原水中全部顆粒重量的百分率為P0，則本部分去除率為(1-P0)。另一部分是u<u0的顆粒去除率，這類顆粒部分沉到池底被去除。

由公式得出以下３點(diǎn)結(jié)論：2)影響沉淀池沉淀效果的因素分析實(shí)際中的沉淀池由于受實(shí)際水流狀況和凝聚作用等的影響，偏離了理想沉淀池的假設(shè)條件。影響因素包括以下兩大方面：

(1)沉淀池實(shí)際水流狀況對(duì)沉淀效果的影響

(2)凝聚作用的影響

(1)沉淀池實(shí)際水流狀況對(duì)沉淀效果的影響在理想沉淀池中，假定流速均勻分布，水流穩(wěn)定。但在實(shí)際沉淀池中，停留時(shí)間總是偏離理想沉淀池，實(shí)際沉淀池中水流在池子過(guò)水?dāng)嗝嫔狭魉俜植际遣痪鶆虻模麄€(gè)池子的有效容積沒(méi)有得到充分利用，一部分水流通過(guò)沉淀區(qū)的時(shí)間小于理論停留時(shí)間，而另一部分水流則大于理論停留時(shí)間，這種現(xiàn)象稱為短流。這主要是由于水流的流速和流程不同所導(dǎo)致。短流產(chǎn)生的原因短流產(chǎn)生的原因包括進(jìn)水的慣性、出水堰產(chǎn)生的水流抽吸、較冷或較重的進(jìn)水產(chǎn)生異重流、沉淀池內(nèi)存在導(dǎo)流壁和刮泥設(shè)備影響、風(fēng)浪影響等。由于產(chǎn)生短流現(xiàn)象，導(dǎo)致池內(nèi)順著某些流程的水流流速大于平均值，而在另一些區(qū)域則小于平均值，甚至形成死角。

在沉淀池中，要求降低雷諾數(shù)以利于顆粒沉降。明渠流中的Re>500時(shí)，水流呈紊流狀態(tài)，平流式沉淀池中水流的Re一般在4000～15000。此時(shí)水流除水平流速外，還有上下左右的脈動(dòng)分速，并伴有小的渦流體，雖然不利于顆粒的沉淀，但可使密度不同的水流較好混合，減弱分層流動(dòng)。

異重流，是進(jìn)入較靜而具有密度差異的水體的一股水流。例如水中懸浮固體很高時(shí)，密度較大，進(jìn)入池子經(jīng)過(guò)沉淀后，密度有顯著的下降，這樣，進(jìn)水與池水間出現(xiàn)密度上的差異，會(huì)出現(xiàn)進(jìn)入池子的水流將沉潛在池水的下層，上層的水基本上不流動(dòng)的狀況。異重流如果重于池內(nèi)水體，將下沉并以較高的流速沿著底部繞道前進(jìn)；異重流輕于池內(nèi)水體，則將沿水面徑流至出水口。密度的差異主要由于水溫、所含鹽分或懸浮固體量的不同所導(dǎo)致。如果池內(nèi)的水平流速相當(dāng)高，異重流則會(huì)和池中水流匯合，基本上不會(huì)影響流態(tài)，此時(shí)的沉淀池具有穩(wěn)定的流態(tài)。如果異重流在整個(gè)池內(nèi)保持，則會(huì)存在不穩(wěn)定的流態(tài)。在平流式沉淀池中，提高Fr數(shù)和降低Re數(shù)的有效措施，是減小水力半徑。在沉淀池中進(jìn)行縱向分格，采用斜板、斜管沉淀池，均可以達(dá)到這一目的。在沉淀池中增大水平流速后可以提高Re數(shù)而不利于沉降，卻提高了Fr數(shù)從而增加了水的穩(wěn)定性，提高了沉淀效果。一般將水平流速控制在10～25mm/s。(2)凝聚作用的影響

懸浮物的絮凝過(guò)程在沉淀池中仍繼續(xù)進(jìn)行。由于沉淀池內(nèi)水流流速成分布不均勻，水流中存在的速度梯度會(huì)引起顆粒相互碰撞而促進(jìn)絮凝。水中絮凝顆粒大小不均勻，故沉速也不同。在沉淀過(guò)程中沉速大的顆粒會(huì)追上沉速小的顆粒而引起絮凝。(2)凝聚作用的影響水在池內(nèi)的停留時(shí)間越長(zhǎng)，由速度梯度引起的絮凝效果越明顯；池深越大，因顆粒沉速不同引起的絮凝進(jìn)行得就越徹底。所以，實(shí)際沉淀池的沉淀時(shí)間和水深都會(huì)影響到沉淀效果，從而偏離了理想沉淀池的假定條件。小結(jié)1)理想沉淀池的沉淀過(guò)程分析2)影響沉淀池沉淀效果的因素分析沉淀池主要內(nèi)容1)沉淀池的分類2)沉淀池的選用3)平流式沉淀池4)斜板(管)沉淀池

沉淀池的分類作為依靠重力作用進(jìn)行固液分離的裝置，可以分為兩類：一類是沉淀有機(jī)固體為主的裝置，通稱為沉淀池；一類以沉淀無(wú)機(jī)固體為主的裝置，通稱為沉砂池。沉淀池的分類

(1)按沉淀池的水流方向不同，可分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池。

(a)(b)(c)圖

按水流方向不同劃分的沉淀池(a)-平流式沉淀池；(b)-豎流式沉淀池；(c)-輻流式沉淀池①平流式沉淀池。被處理水從池的一端流入，按水平方向在池內(nèi)向前流動(dòng)，從另一端溢出。池表面呈長(zhǎng)方形，在進(jìn)口處底部設(shè)有污泥斗。②豎流式沉淀池。表面多為圓形，也有方形、多角形。水從池中央下部進(jìn)入，由下向上流動(dòng)，沉淀后上清液由池面和池邊溢出。③輻流式沉淀池。池表面呈圓形或方形，水從池中心進(jìn)入，沉淀后從池子的四周溢出，池內(nèi)水流呈水平方向流動(dòng)，但流速是變化的。（2）按截流顆粒沉降距離不同，可分為一般沉淀池、淺層沉淀池。斜板或斜管沉淀池的沉降距離僅為30～200mm左右，是典型的淺層沉淀池。斜板沉淀池中的水流方向可以布置成同向流（水流與污泥方向相同）、上向流（水流與污泥方向相反）、側(cè)向流（水流與污泥方向垂直）。(a)-同向流(b)-上向流(c)-側(cè)向流斜板斜管沉淀池沉淀池的選用沉淀池的選用（4個(gè)方面）選用沉淀池時(shí)一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的因素:

(1)地形、地質(zhì)條件。不同類型沉淀池選用時(shí)會(huì)受到地形、地質(zhì)條件限制，有的平面面積較大而池深較小，有的池深較大而平面面積較小。例如平流式沉淀池一般布置在場(chǎng)地平坦、地質(zhì)條件較好的地方。沉淀池一般占生產(chǎn)構(gòu)筑物總面積的25～40%。當(dāng)占地面積受限時(shí)，平流式沉淀池的選用就會(huì)受到限制。沉淀池的選用（4個(gè)方面）

(2)氣候條件。寒冷地區(qū)冬季時(shí)，沉淀池的水面會(huì)形成冰蓋，影響處理和排泥機(jī)械運(yùn)行，將面積較大的沉淀池建于室內(nèi)進(jìn)行保溫會(huì)提高造價(jià)，因此選用平面面積較小的沉淀池為宜。沉淀池的選用（4個(gè)方面）

(3)水質(zhì)、水量。原水水質(zhì)中的濁度、含砂量、砂粒組成、水質(zhì)變化直接影響沉淀效果。例如斜管沉淀池積泥區(qū)相對(duì)較小，原水濁度高時(shí)會(huì)增加排泥困難。根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，不同的沉淀池常有其不同的適用范圍。例如平流式沉淀池的長(zhǎng)度僅取決于停留時(shí)間和水平流速，而與處理規(guī)模無(wú)關(guān)，水量增大時(shí)僅增加池寬即可。單位水量的造價(jià)指標(biāo)隨處理規(guī)模的增加而減小，所以平流式沉淀池適于水量規(guī)模較大的場(chǎng)合。沉淀池的選用（4個(gè)方面）(4)運(yùn)行費(fèi)用。不同的原水水質(zhì)對(duì)不同類型沉淀池的混凝劑消耗也不同；排泥方式的不同會(huì)影響到排泥水濃度和廠內(nèi)自用水的耗水率；斜板、斜管沉淀池板材需要定期更新等，會(huì)增加經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用。平流式沉淀池平流式沉淀池(1)基本構(gòu)造平流式沉淀池構(gòu)造簡(jiǎn)單，為一長(zhǎng)方形水池，由流人裝置、流出裝置、沉淀區(qū)、緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置等組成。①流入裝置其作用是使水流均勻地分布在整個(gè)進(jìn)水?dāng)嗝嫔希⒈M量減少擾動(dòng)。原水處理時(shí)一般與絮凝池合建，設(shè)置穿孔墻，水流通過(guò)穿孔墻，直接從絮凝池流入沉淀池，均布于整個(gè)斷面上，保護(hù)形成的礬花。①流入裝置

也可以采用其他一些整流措施，一般孔口流速不宜大于0.15～0.2m/s,孔洞斷面沿水流方向漸次擴(kuò)大，以減小進(jìn)口射流，防止絮凝體破碎。沉淀池的水流一般采用直流式，避免產(chǎn)生水流的轉(zhuǎn)折。平流沉淀池入口的整流措施(a)-穿孔板式；(b)-底孔入流與擋板組合式；(c)-淹沒(méi)孔入流與擋板組合式；(d)-淹沒(méi)孔與穿孔墻組合式；1-進(jìn)水槽；2-溢流堰；3-有孔整流墻壁；4-底孔；5-擋流板；6-潛孔②流出裝置

流出裝置一般由流出槽與擋板組成。流出槽設(shè)自由溢流堰、鋸齒形堰或孔口出流等，溢流堰要求嚴(yán)格水平，既可保證水流均勻，又可控制沉淀池水位。平流式沉淀池的出水堰形式

出流裝置常采用自由堰形式，堰前設(shè)擋板，擋板入水深0.3～0.4m,距溢流堰0.25～0.5m。也可采用潛孔出流以阻止浮渣，或設(shè)浮渣收集排除裝置。孔口出流流速為0.6～0.7m/s，孔徑20～30mm,孔口在水面下12～15cm。平流式沉淀池的出水堰形式②流出裝置為了減少負(fù)荷，改善出水水質(zhì)，可以增加出水堰長(zhǎng)。目前采用較多的方法是指形槽出水，即在池寬方向均勻設(shè)置若干條出水槽，以增加出水堰長(zhǎng)度和減小單位堰寬的出水負(fù)荷。

增加出水堰長(zhǎng)度的措施③沉淀區(qū)平流式沉淀池的沉淀區(qū)在進(jìn)水擋板和出水擋板之間，長(zhǎng)度一般為30～50m。深度從水面到緩沖層上緣，一般不大于3m。沉淀區(qū)寬度一般為3～5m。④緩沖層為避免已沉污泥被水流攪起以及緩沖沖擊負(fù)荷，在沉淀區(qū)下面設(shè)有0.5m左右的緩沖層。平流式沉淀池的緩沖層高度與排泥形式有關(guān)。重力排泥時(shí)緩沖層的高度為0.5m，機(jī)械排泥時(shí)緩沖層的上緣高出刮泥板0.3m。⑤污泥區(qū)污泥區(qū)的作用是貯存、濃縮和排除污泥。排泥方法一般有靜水壓水排和機(jī)械排泥。沉淀池內(nèi)的可沉固體多沉于池的前部，故污泥斗一般設(shè)在池的前部。池底的坡度必須保證污泥順底坡流入污泥斗中，坡度的大小與排泥形式有關(guān)。污泥斗的上底可為正方形，邊長(zhǎng)同池寬；也可以設(shè)計(jì)成長(zhǎng)條形，其一邊條同池寬。下底為400mm×400mm的正方形，泥斗傾面與底面夾角不小于60°。污泥斗中的污泥可采用靜力排泥方法。靜力排泥是依靠池內(nèi)靜水壓力，將污泥通過(guò)污泥管排出池外。排泥裝置由排泥管和泥斗組成，排泥管管徑為200mm,池底坡度為0.01～0.02。為減少池深，可采用多斗排泥,每個(gè)斗都有獨(dú)立的排泥管，也可采用穿孔管排泥。

多斗式平流沉淀池1-進(jìn)水槽；2-出水槽；3-排泥管；4-污泥斗

目前平流沉淀池一般采用機(jī)械排泥。機(jī)械排泥是利用機(jī)械裝置，通過(guò)排泥泵或虹吸將池底積泥排至池外。機(jī)械排泥裝置有鏈帶式刮泥機(jī)、行車式刮泥機(jī)、泵吸式排泥和虹吸式排泥裝置等。泵吸式排泥設(shè)有行車式刮泥機(jī)的平流式沉淀池工作時(shí)，橋式行車刮泥機(jī)沿池壁的軌道移動(dòng)，刮泥機(jī)將污泥推入貯泥斗中，不用時(shí)，將刮泥設(shè)備提出水外，以免腐蝕。行車式刮泥設(shè)有鏈帶式刮泥機(jī)的平流式沉淀池工作時(shí)，鏈帶緩緩地沿與水流方向相反的方向滑動(dòng)。刮泥板嵌于鏈帶上，滑動(dòng)時(shí)將污泥推入貯泥斗中。當(dāng)刮泥板滑動(dòng)到水面時(shí)，又將浮渣推到出口，從那兒集中清除。鏈帶式刮泥機(jī)的各種機(jī)件都在水下，容易腐蝕，養(yǎng)護(hù)較為困難。當(dāng)不設(shè)存泥區(qū)時(shí)，可采用吸泥機(jī)，使集泥與排泥同時(shí)完成。常用的吸泥機(jī)有多口式和單口掃描式，且又分為虹吸和泵吸兩種。多口虹吸式吸泥裝置工作過(guò)程：刮板1、吸口2、吸泥管3、排泥管4成排地安裝在衍架5上，整個(gè)行架利用電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)滾輪架設(shè)在沉淀池壁的軌道上行走，在行進(jìn)過(guò)程中，利用沉淀池水位所能形成的虹吸水頭，將池底積泥吸出并排入排泥溝10。1-刮泥板；2-吸口；3-吸泥管；4-排泥管；5-桁架；6-電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；7-軌道；8-梯子；9-沉淀池壁；10-排泥溝；11-滾輪(2)設(shè)計(jì)計(jì)算平流式沉淀池的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括流入裝置、流出裝置、沉淀區(qū)、污泥區(qū)、排泥和排浮渣設(shè)備選擇等。具體要求見(jiàn)現(xiàn)行《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》。(1)基本構(gòu)造根據(jù)哈真淺池理論，沉淀效果與沉淀面積和沉降高度有關(guān)，與沉降時(shí)間關(guān)系不大。為了增加沉淀面積，提高去除率，用降低沉降高度的辦法來(lái)提高沉淀效果。在沉淀池中設(shè)置斜板或斜管，成為斜板(管)沉淀池。斜板斜管沉淀池在池內(nèi)安裝一組并排疊成，且有一定坡度的平板或管道，被處理水從管道或平板的一端流向另一端，相當(dāng)于很多個(gè)淺而且小的沉淀池組合在一起。由于平板的間距和管道的管徑較小，故水流在此處為層流狀態(tài)，當(dāng)水在各自的平板或管道間流動(dòng)時(shí)，各層隔開(kāi)互不干擾，為水中固體顆粒的沉降提供了十分有利的條件，大大提高了水處理效果和能力。

從改善沉淀池水力條件的角度來(lái)分析，由于斜板(管)沉淀池水力半徑大大減小，從而使Re數(shù)降低，而Fr數(shù)大大提高。斜板沉淀池中的水流基本上屬層流狀態(tài)，而斜管沉淀池的Re數(shù)多在200以下，甚至低于100；斜板沉淀池的Fr數(shù)一般為10-3～10-4，斜管的Fr數(shù)更大。故斜板(管)沉淀池能夠滿足水流的紊動(dòng)性和穩(wěn)定性的要求。在異向流、同向流和側(cè)向流三種形式中，以異向流應(yīng)用的最廣。異向流斜板(管)沉淀池，因水流向上流動(dòng)，污泥下滑，方向各異而得名。斜板沉淀池分為入流區(qū)、出流區(qū)、沉淀區(qū)和污泥區(qū)等四個(gè)區(qū)。其中的沉淀區(qū)的構(gòu)造對(duì)整個(gè)沉淀池的構(gòu)造起著控制作用。斜板的排列方式和水流方向(a)-豎向排列；(b)-順向排列；(c)-反向排列沉淀區(qū)由一系列平等的斜板或斜管組成，斜板的排列分豎向和橫向兩種情況。豎向排列是將斜板重迭起來(lái)布置，每塊斜板的同一端在同一垂直面上，沉淀區(qū)采用豎向排列大大提高了地面利用率。但從板上滑下的污泥會(huì)在同一垂直面上降落，降低了沉淀效率，所以豎向排列僅適用于小流量的沉淀池。豎向排列橫向排列是將豎向排列的斜板端部錯(cuò)開(kāi)，雖然這樣使沉淀區(qū)的地面利用率降低，但入流區(qū)和出流區(qū)都不需要另占地面面積。一般舊池改造時(shí)都采用橫向排列。橫向排列可以分為順向橫排和反向橫排。橫向排列順向橫排在污水處理工藝中，使用反向橫排的效果要比順向好。斜板沉淀池的進(jìn)水流向是水平的，水流在沉淀的流向是順著斜板傾斜向上的。污水從入流區(qū)到沉淀區(qū)要改變方向。反向橫排

由于水流轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)流速大于內(nèi)側(cè)流速，如果斜板為順向排列，沿斜板滑下的污泥正好與較高的上升流速的水流相遇，從而增加了污泥下滑的阻力。順向橫排

如果斜板為反向橫排，污泥下滑時(shí)與流速成較小的水流相遇，污泥下滑的阻力較小，有利于排泥。當(dāng)斜板換成斜管后，就成為斜管沉淀池。反向橫排斜板(管)傾角一般為60o，長(zhǎng)度1～1.2m，板間垂直間距80～120mm，斜管內(nèi)切圓直徑為25～35mm。板(管)材要求輕質(zhì)、堅(jiān)固、無(wú)毒、價(jià)廉。目前較多采用聚丙烯塑料或聚氯乙烯塑料。塑料薄板厚0.4～0.5㎜,塊體平面尺寸通常不大于1m×1m，熱軋成半六角形，然后粘合。橫向排列的斜板沉淀池入流區(qū)位于沉淀區(qū)的下面，高度約1.0～1.5m。出流區(qū)位于沉淀區(qū)的上面，高度一般采用0.7～1.0m。緩沖區(qū)位于斜板上面，深度≥0.05m。出水槽一般采用淹沒(méi)孔出流，或采用三角形鋸齒堰。塑料片正六角形斜管粘合示意(2)設(shè)計(jì)計(jì)算斜板沉淀池的設(shè)計(jì)仍可采用表面負(fù)荷來(lái)計(jì)算。根據(jù)水中的懸浮物沉降性能資料，由確定的沉淀效率找到相應(yīng)的最小沉速和沉淀時(shí)間，從而計(jì)算出沉淀區(qū)的面積。沉淀區(qū)的面積不是平面面積，而是所有的澄清單元的投影面積之和，要比沉淀池實(shí)際平面面積大得多。小結(jié)1)沉淀池的分類2)沉淀池的選用3)平流式沉淀池4)斜板(管)沉淀池澄清池主要內(nèi)容澄清池的工作原理常見(jiàn)澄清池的類型及特點(diǎn)澄清池的工作原理澄清池集混凝和沉淀兩個(gè)水處理過(guò)程于一體，在一個(gè)處理構(gòu)筑物內(nèi)完成。如前所述，原水通過(guò)加藥混凝，水中脫穩(wěn)雜質(zhì)通過(guò)碰撞結(jié)成大的絮凝體；而后在沉淀池內(nèi)下沉去除。澄清池利用池中活性泥渣層與混凝劑以及原水中的雜質(zhì)顆粒相互接觸、吸附，把脫穩(wěn)雜質(zhì)阻留下來(lái)，使水達(dá)到澄清目的。加藥混凝凝聚沉淀01020304澄清澄清池的工作原理活性泥渣層接觸介質(zhì)的過(guò)程，就是絮凝過(guò)程，常稱為接觸絮凝。在絮凝的同時(shí)，雜質(zhì)從水中分離出來(lái)，清水在澄清池的上部被收集。最早應(yīng)用的氣浮澄清池蘇州胥江水廠氣浮澄清池。5000m3/h1974年建成最大的脈沖澄清池上海南市水廠規(guī)模3000m3/h。采用鐘罩（虹吸）式脈沖發(fā)生器澄清池的工作原理

泥渣層的形成，主要是在澄清池開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，原水中加入較多的混凝劑，并適當(dāng)降低負(fù)荷，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，逐步形成泥渣層。當(dāng)原水濁度較低時(shí)，為加速形成泥渣層，可人工投加粘土。

國(guó)內(nèi)自行設(shè)計(jì)的第一只機(jī)械加速澄清池

北京水源六廠澄清池處理水量為17×104m3/d。1965年投產(chǎn)澄清池的工作原理

為了保持穩(wěn)定的泥渣層，必須控制池內(nèi)活性泥渣量，不斷排除多余的泥渣，使泥渣層處于新陳代謝狀態(tài)，保持接觸絮凝的活性。最早應(yīng)用的脈沖澄清池南京中華門水廠澄清池1.5×104m3/d（采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)抽吸真空脈沖發(fā)生裝置）1967年建成澄清池的工作原理

根據(jù)池中泥渣運(yùn)動(dòng)的情況，澄清池可分為泥渣懸浮型和泥渣循環(huán)型兩大類。前者有脈沖澄清池和懸浮澄清池，后者有機(jī)械攪拌澄清池和水力循環(huán)澄清池。泥渣懸浮型泥渣循環(huán)型澄清池如果促使泥渣在池內(nèi)進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，可以充分發(fā)揮泥渣接觸絮凝作用。泥渣循環(huán)可以借機(jī)械抽升或水力抽升的作用造成。泥渣懸浮型澄清池，又稱為泥渣過(guò)濾型澄清池。加藥后的原水由下而上通過(guò)懸浮狀態(tài)的泥渣層，水中脫穩(wěn)雜質(zhì)與高濃度的泥渣顆粒碰撞發(fā)生凝聚，同時(shí)被泥渣層攔截。這種狀態(tài)類似于過(guò)濾作用。通過(guò)懸浮層的渾水即達(dá)到澄清目的。加藥后的原水經(jīng)過(guò)氣水分離器6從穿孔配水管1流入到澄清室，水流自下而上通過(guò)泥渣懸浮層2水中雜質(zhì)則被泥渣層截留，清水從穿孔集水槽3流出。懸浮層中不斷增加的泥渣在自行擴(kuò)散和強(qiáng)制出水管4的作用下，由排泥窗口5進(jìn)入泥渣濃縮室，經(jīng)濃縮后定期排除強(qiáng)制出水管收集泥渣濃縮室內(nèi)的上清液，并在排泥窗口兩側(cè)造成水位差，從而使澄清室內(nèi)的泥渣流入濃縮室氣水分離器使水中空氣在其中分離出來(lái)，以免進(jìn)入澄清室后擾動(dòng)懸浮層。懸浮澄清池一般用于小型水廠1-穿孔配水管；2-泥渣懸浮層；3-穿孔集水槽；4-強(qiáng)制出水管；5-排泥窗口；6-氣水分離器懸浮澄清池加藥后的原水經(jīng)過(guò)氣水分離器6從穿孔配水管1流入到澄清室，水流自下而上通過(guò)泥渣懸浮層2水中雜質(zhì)則被泥渣層截留，清水從穿孔集水槽3流出。懸浮層中不斷增加的泥渣在自行擴(kuò)散和強(qiáng)制出水管4的作用下，由排泥窗口5進(jìn)入泥渣濃縮室，經(jīng)濃縮后定期排除強(qiáng)制出水管收集泥渣濃縮室內(nèi)的上清液，并在排泥窗口兩側(cè)造成水位差，從而使澄清室內(nèi)的泥渣流人濃縮室氣水分離器使水中空氣在其中分離出來(lái)，以免進(jìn)入澄清室后擾動(dòng)懸浮層。懸浮澄清池一般用于小型水廠懸浮澄清池原水通過(guò)進(jìn)水管4進(jìn)入進(jìn)水室1，由于真空泵2造成的真空而使進(jìn)水室內(nèi)水位上升，此為充水過(guò)程當(dāng)水面達(dá)到進(jìn)水室的最高水位時(shí)，進(jìn)氣閥3自動(dòng)開(kāi)啟，使進(jìn)水室與大氣相通。這時(shí)進(jìn)水室內(nèi)水位迅速下降向澄清池放水，此為放水過(guò)程。當(dāng)水位下降到最低水位時(shí)，進(jìn)氣閥3又自動(dòng)關(guān)閉，真空泵則自動(dòng)啟動(dòng)再次使進(jìn)水室造成真空，進(jìn)水室內(nèi)水位又上升，如此反復(fù)進(jìn)行脈沖工作，從而使懸浮層產(chǎn)生周期性的膨脹和收縮脈沖澄清池1-進(jìn)水室；2-真空泵；3-進(jìn)氣閥；4-進(jìn)水管；5-水位電極；6-集水槽；7-穩(wěn)流板；8-配水管

機(jī)械攪拌澄清池由第一絮凝室、第二絮凝室、導(dǎo)流室及分離室組成。整個(gè)池體上部是圓筒形，下部是截頭圓錐形。加過(guò)藥劑的原水由進(jìn)水管1通過(guò)環(huán)形三角配水槽2的縫隙均勻流入第一絮凝室Ⅰ，由提升葉輪6提升至第二絮凝室Ⅱ。在第一、二絮凝室內(nèi)與高濃度的回流泥渣相接觸，達(dá)到較好的絮凝效果，結(jié)成大而重的絮凝體，經(jīng)導(dǎo)流室Ⅲ流入分離室Ⅳ沉淀分離。清水向上經(jīng)集水槽7流至出水管8，向下沉降的泥渣沿錐底的回流縫再進(jìn)入第一絮凝室，重新參加絮凝，一部分泥渣則排入泥渣濃縮室9進(jìn)行濃縮至適當(dāng)濃度后經(jīng)排泥管排除機(jī)械循環(huán)澄清池1-進(jìn)水管；2-三角配水槽；3-透氣管；4-投藥管；5-攪拌槳；6-提升葉輪；7-集水槽；8-出水管；9-泥渣濃縮室；10-排泥閥；11-放空管；12-排泥罩；13-攪拌軸；Ⅰ-第一絮凝室；Ⅱ-第二絮凝室；Ⅲ-導(dǎo)流室；Ⅳ-分離室

根據(jù)實(shí)際情況和運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)確定混凝劑加注點(diǎn)，可加在水泵吸水管內(nèi)，亦可由投藥管4加入澄清池進(jìn)水管三角配水槽等處，并可數(shù)處同時(shí)加注。透氣管3的作用是排除三角配水槽中原水可能含有的氣