沉淀池

沉淀池池体平面为矩形，进口设在池长的一端，一般采用淹没进水孔，水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体，进水孔后设有挡板，使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一端，多采用溢流堰，以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。堰前设浮渣槽和挡板以截留水面浮渣。水流部分是池的主体。池宽和池深要保证水流沿池的过水断面布水均匀，依设计流速缓慢而稳定地流过。池的长宽比一般不小于4，池的有效水深一般不超过3米。污泥斗用来积聚沉淀下来的污泥，多设在池前部的池底以下，斗底有排泥管，定期排泥。

为避免短流，一是在设计中尽量采取一些措施（如采用适宜的进水分配装置，以消除进口射流，使水流均匀分布在沉淀池的过水断面上，降低紊流并防止污泥区附近的流速过大，采用指形出水槽以延长出流堰的长度；沉淀池加盖或设置隔墙，以降低池水受风力和光照升温的影响；高浓度水经过预沉，以减少进水悬浮固体浓度高产生的异重流等）；二是加强运行管理，在沉淀池投产前应严格检查出水堰是否平直，发现问题，要及时修理。在运行中，浮渣可能堵塞部分溢流堰口，致使整个出流堰的单位长度溢流量不等而产生水流抽吸，操作人员应及时清理堰口上的浮渣；用塑料加工的锯齿形三角堰因时间关系，可能发生变形，管理人员应及时维修或更换，以保证出流均匀，减少短流。通过采取上述措施，可使沉淀池的短流现象降低到最小限度。

对于已经在斜板和斜管上生长的藻类，可用高压力水冲洗，往往一经冲洗即可去除附着的藻类。活性污泥处理系统的二次沉淀池是该系统的重要组成部分。二次沉淀池的运转是否正常，直接关系到处理系统的出水水质和回流污泥的浓度，对整个系统的净化效果产生重大影响。二次沉淀池运行管理较为复杂，其运行过程中常见问题及防止措施参见“活性污泥法处理系统的运行管理”。

沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池，沉淀的污泥无机成分较多，污泥含水率相对于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池，多为有机污泥，污泥含水率较高。

沉淀池平流式

由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成。平流式沉淀池多用混凝土筑造，也可用砖石圬工结构，或用砖石衬砌的土池。平流式沉淀池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，使用广泛，但占地面积较大。若加设刮泥机或对比重较大沉渣采用机械排除，可提高沉淀池工作效率。流式沉淀池进出口形式及布置，对沉淀池出水效果有较大的影响。一般情况 下，当进水端用穿孔墙配水时，穿孔墙在池底积泥面以上0.3～0.5m处至池底部分不设孔 眼，以免冲动沉泥。当沉淀池出口处流速较大时，可考虑在出水槽前增加指形槽的措施， 以降低出口槽堰口的负荷。

沉淀池特点

1．平流式沉淀池的构造及工作特点

为带行车式刮泥机的平流式沉淀池。

为使入流污水均匀与稳定的进入沉淀池，进水区应有整流措施。入流处的挡板，一般高出池水水面0.1—0.15m，挡板的浸没深度应不少于0.25m，一般用0.5～1.0m，挡板距进水口0.5～1.0m。

平流式沉淀池的出流装置。

出水堰不仅可控制沉淀池内的水面高度，而且对沉淀池内水流的均匀分布有直接影响。沉淀池应沿整个出流堰的单位长度溢流量相等，对于初沉池一般为250m3/m·d，二沉池为130～250m3/m·d。锯齿形三角堰应用最普遍，水面宜位于齿高的1/2处。为适应水流的变化或构筑物的不均匀沉降，在堰口处需要设置能使堰板上下移动的调节装置，使出口堰口尽可能水平。

堰前应设置挡板，以阻拦漂浮物，或设置浮渣收集和排除装置。挡板应当高出水面0.1～0.15m，浸没在水面下0.3～0.4m，距出水口处0.25～0.5m。

多斗式沉淀池，可以不设置机械刮泥设备。每个贮泥斗单独设置排泥管，各自独立排泥，互不干扰，保证沉泥的浓度。在池的宽度方向污泥斗一般不多于两排。

2．平流式沉淀池的设计

平流式沉淀池主要设计参数为水平流速、沉淀时间、池深、池宽、长宽比、长深比 等，设计有关要点如下：

(1)沉淀出水浊度，当作化学水处理进水水质时应不大于5NTU，当作冷却水水质时 应不大于20NTU。

(2)池数或分格数一般不少于2座。

(3)沉淀时间一般采用1.0～3.0h。当处理低温、低浊度水或高浊度水时，沉淀时间 应适当增长。

(4)沉淀池内平均水平流速一般为10～25mm/s。

(5)有效水深一般为3.0～3.5m，超高一般为0.3～0.5m。

(6)池的长宽比应不小于4：1，每格宽度或导流墙间距一般采用3～9m，最大为15m。

(7)池的长深比应不小于10：1。采用吸泥机排泥时，池底为平坡。

(8)平流式沉淀池进出口形式及布置，对沉淀池出水效果有较大的影响。一般情况 下，当进水端用穿孔墙配水时，穿孔墙在池底积泥面以上0.3～0.5m处至池底部分不设孔 眼，以免冲动沉泥。当沉淀池出口处流速较大时，可考虑在出水槽前增加指形槽的措施， 以降低出口槽堰口的负荷。

(9)防冻可利用冰盖 (适用于斜坡式池子) 或加盖板 (应有人孔、取样孔)，有条件 时亦可利用废热防冻。

(10)泄空时间一般不超过6h。

(11)弗劳德数一般控制在1×10～1×10之间。

(12)水平沉淀池内雷诺数一般为4000～15000间，多属紊流。设计时应注意隔墙设 置，以减少水力半径R，以降低雷诺数。

(13)为节约用地，大型水平沉淀池也可叠建于清水池之上，但沉淀池必须严格保证 不漏。

(14)平流沉淀池一般采用直流式布置，避免水流转折。但是，为满足沉淀时间和水 平流速的要求，往往池长较长，一般在80～100m之间。当地形条件受限制或处理规模较 小 (如3×10m/d) 以下，也可采用转折布置。

沉淀池竖流式

又称立式沉淀池。池体平面为圆形或方形。废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中，进水的出口下设伞形挡板，使废水在池中均匀分布，然后沿池的整个断面缓慢上升。悬浮物在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中，澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。溢流堰前也可设浮渣槽和挡板，保证出水水质。这种池占地面积小，但深度大，池底为锥形，施工较困难。池中废水竖向流动的沉淀池。池体平面图形为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内 (管中流速应小于30mm/s)，管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升 (对于生活污水一般为0.5～0.7mm/s，沉淀时间采用1～1.5h)，悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四周沿周边溢流堰流出。堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣保证出水水质。池的一边靠池壁设排泥管(直径大于200mm)靠静水压将泥定期排出。竖流式沉淀池的优点是占地面积小，排泥容易，缺点是深度大，施工困难，造价高。常用于处理水量小于20000m/d的污水处理厂。

沉淀池辐流式

池体平面多为圆形，也有方形的。直径较大而深度较小，直径为20～100米，池中心水深不大于4米，周边水深不小于1.5米。废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。

沉淀池新型

近年设计成的新型的斜板或斜管沉淀池。主要就是在池中加设斜板或斜管，可以大大提高沉淀效率，缩短沉淀时间，减小沉淀池体积。但有斜板、斜管易结垢，长生物膜，产生浮渣，维修工作量大，管材、板材寿命低等缺点。正在研究试验的还有周边进水沉淀池、回转配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。沉淀池有各种不同的用途。如在曝气池前设初次沉淀池可以降低污水中悬浮物含量，减轻生物处理负荷在曝气池后设二次沉淀池可以截流活性污泥。此外，还有在二级处理后设置的化学沉淀池，即在沉淀池中投加混凝剂，用以提高难以生物降解的有机物、能被氧化的物质和产色物质等的去除效率。

沉淀池水平管

水平管沉淀池是最接近“哈真”浅层理论的沉淀池，它将沉淀管水平放置，沿水平行流动，悬浮物垂直分离，具有沉淀和分离功能。安装时可将预制的“水平管”模块组装为水平管沉淀池。水平管沉淀分离装置分成若干层，由此增加了沉淀面积，减小了悬浮物的沉降距离，缩短了悬浮物沉淀时间；水平管单元的垂直断面形状为菱形，管底侧向设有排泥狭缝，沉泥顺侧底下滑，再通过排泥狭缝滑入下面的水平管沉淀单元，悬浮物通过水平管及时与水分离，水走水道、泥走泥道，改善了悬浮物可逆沉淀的排泥条件，并避免了悬浮物堵塞管道和跑矾现象的发生。配备不停水自动冲洗系统，解决在水平管壁面上的沉泥附着积累问题。平面形式为矩形的沉淀池，水从 池的一端流入，沿长度方向缓慢流动， 借助水中颗粒或絮体的重力沉降作用 以去除水中悬浮物，水从另一端流出。 分进水区、出水区、沉淀区、储泥区和缓 冲区五部分。进水区设均匀分布的进 水孔口，出水区采用溢流堰以保证澄清 水沿整个断面均匀流出。平流式沉淀 池的设计应使进、出水均匀，池内水流 稳定，提高水池的有效容积，同时减少 紊动影响，以有利于提高沉淀效率。平流式沉淀池沉淀效果，除受反应效果的 影响外，与池中水平流速、沉淀时间、原 水凝聚颗粒的沉降速度、进出口布置形 式及排泥效果等因素有关。一般流速 不大于0.005m/s，停留时间2h，水流部 分的有效水深不超过3m，池的长宽比 不小于4。沉淀池的出水装置常采用三 角堰、孔眼和溢流堰等，一般出水堰做 成由直角三角堰构成的锯齿形堰口，齿 深常用5cm，齿距用20cm左右。如沉 淀池容积不大，底部也可做成许多污泥 斗，泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗 宜为60°，圆斗宜为55°。平流式沉淀池 的优点有造价较低;操作管理方便，施 工简单;对原水浊度适应性强，潜力大， 处理效果稳定;带有机械排泥设备时， 排泥效果好，应用广泛等。缺点是占地 面积较大。一般用于处理水量大于 15000m/d的污水处理厂。

斜管onclick=“g(沉淀池)； 沉淀池设计原理了创造理想的层流条件，提高去除率，需要控制雷偌数Re=，斜管由于湿周p长，故Re可控制在200以下。远小于层流界限500。又从佛劳德数Fr=可知，由于P长，W小，Fr数可达10.3-10.4。

异向流斜管onclick=g(沉淀池>沉淀池的水力计算可归纳为如下三种：

2.1分离粒径法：

可分离颗粒的粒径dp可表示为：

若用可分离颗粒沉速us来表示，则：

式中：Q—onclick=g(沉淀池)>沉淀池流量

η——有效系数;

μ——颗粒沉降速度，m/s;

A_f——斜板水平投影面积之总和，m;

A′_f——斜板实际总面积，m;

θ——斜板倾斜角度，(°);

l——斜板斜长，m;

h——斜板安装高度，m;

B——池宽，m;

v——板内流速，m/s;

P——水平板距，m;

N——斜板间隔数;

L——斜板组合全长(相当于池长)，m;

h₁——积泥高度 (泥斗高度)，m;

h₂——配水区高度，m;

h₃——保护高度，m;

H——沉淀池总高度，m;

t——颗粒沉降需要时间，s;

L′——颗粒沉降需要长度，m。

2.2 特性系数法

按照沉淀最不理的端面所求得的可分离沉速usc与us关系为：usc=us，s为一常数。S值被称为斜管的特性参数，虽断面形状而定。

考虑到颗粒沉淀过程中的絮凝因素，假设颗粒的沉速以等加速改变，并设起始沉速为零。结合考虑管内的流速分部，则斜管长度为颗粒沉速变化的加速度，即上诉三种方法，各有不足之处，在还没有更完善的斜管沉淀池计算方法之前，认为分离粒径可作为斜管沉淀计算的出发点。斜管沉淀池的流态设计

对斜管沉淀池进行设计需要以下参数：

截留速度

斜管沉淀池在布置方面的差别，将影响设计截留速度值的取用。一般规模较大的斜管沉淀池，由于其进水分配和出水收集不容易保证均匀。而设计时宜选用指标低于规模较小的斜管沉淀池。在异向流斜管沉淀池设计中，截留速度一般为0.15-0.40mm/s。

管径与管距

国内异向流斜管沉淀池的断面几乎采用正六角行，一般用内切直径作为管径用于给水处理的异向流斜管沉淀池的管径为25-35mm。

斜管长度

斜管长度一般不宜小于50cm，斜管的长度取决于斜管的加工和沉淀池的池深。

倾角

异向流倾角需要保持45-600

上升流速或表面符合率

异向流流速8.3-14mm/s。

雷偌数（Re）

一般平流式沉淀池中的雷偌数（Re）常在104上，而水流属于紊流。斜管沉淀池则由于湿周增加，水力半径降低，而雷偌数（Re）明显减少，以致完全有条件控制在层流条件下（Re数小于500）。

佛劳德数

在平流式沉淀池中，Fr值大致为10-5的数量级。斜管沉淀池由于水力半径减少和水流速度提高的提高，Fr数一般在10-3-10-4 的范围内，因而水流稳定性明显增加。

沉淀池运行管理的基本要求是保证各项设备安全完好，及时调控各项运行控制参数，保证出水水质达到规定的指标。为此，应着重作好以下几方面工作。

沉淀池避免短流

进入沉淀池的水流，在池中停留的时间通常并不相同，一部分水的停留时间小于设计停留时间，很快流出池外；另一部分则停留时间大于设计停留时间，这种停留时间不相同的现象叫短流。短流使一部分水的停留时间缩短，得不到充分沉淀，降低了沉淀效率；另一部分水的停留时间可能很长，甚至出现水流基本停滞不动的死水区，减少了沉淀池的有效容积。总之短流是影响沉淀池出水水质的主要原因之一。形成短流现象的原因很多，如进入沉淀池的流速过高；出水堰的单位堰长流量过大；沉淀池进水区和出水区距离过近；沉淀池水面受大风影响；池水受到阳光照射引起水温的变化；进水和池内水的密度差；以及沉淀池内存在的柱子、导流壁和刮泥设施等，均可形成短流形象。

沉淀池加混凝剂

当沉淀池用于混凝工艺的液固分离时，正确投加混凝剂是沉淀池运行管理的关键之一。要做到正确投加混凝剂，必须掌握进水质和水量的变化。以饮用水净化为例，一般要求2-4小时测定一次原水的浊度、pH值、水温、碱度。在水质频繁季节，要求1-2小时进行一次测定，以了解进水泵房开停状况，根据水质水量的变化及时调整投药量。特别要防止断药事故的发生，因为即使短时期停止加药了也会导致出水水质的恶化。

沉淀池及时排泥

及时排泥是沉淀池运行管理中极为重要的工作。污水处理中的沉淀池中所含污泥量较多，有绝大部分为有机物，如不及时排泥，就会产生厌氧发酵，致使污泥上浮，不仅破坏了沉淀池的正常工作，而且使出水质恶化，如出水中溶解性BOD值上升；pH值下降等。初次沉淀的池排泥周期一般不宜超过2日，二次沉淀池排泥周期一般不宜超过2小时，当排泥不彻底时应停池（放空）采用人工冲洗的方法清泥。机械排泥的沉淀池要加强排泥设备的维护管理，一旦机械排泥设备发生故障，应及时修理，以避免池底积泥过度，影响出水水质。

沉淀池防止藻类

在给水处理中的沉淀池，当原水藻类含量较高时，会导致藻类在池中滋生，尤其是在气温较高的地区，沉淀池中加装斜管时，这种现象可能更为突出。藻类滋生虽不会严重影响沉淀池的运转，但对出水的水质不利。防止措施是：在原水中加氯，以抑止藻类生长。采用三氯化铁混凝剂亦对藻类有抑制作用。

理想沉淀池平流理想沉淀池

平流理想沉淀池示意图如右图1所示。从点A进入的颗粒，他们的运动轨迹，是水平流速v和颗粒沉速u的矢量和，这些颗粒中必存在着某一粒径的颗粒，其沉速为u₀，刚好能沉到池底 。

u₀=Q/A=q

式中：u₀—临界颗粒沉速，m/s；

Q—进水流量，m³/s；

A—水面面积，m²；

q—表面负荷或过流率，表示单位沉淀池表面积在单位时间内所能处理的水量，m³/(m²·s)或m³/(m²·h)。

当u_t≥u₀时，无论进口处于什么位置，颗粒都可在D点前沉淀，见轨迹I所代表的颗粒；

当u_t〈u₀时，只能部分除去，视该颗粒进入沉淀池的位置而定，若处在靠近水面处，则不能被除去，见轨迹II实线所代表的颗粒；若处于靠近池底的位置，就能被去除，见轨迹II虚线所代表的颗粒 。

沉速为u_t颗粒的去除率η为： η=u_t/q

由该去除率公式可知，平流理想沉淀池的去除率仅取决于表面水力负荷q及颗粒沉速u₀，而与沉淀时间t无关。

理想沉淀池圆形理想沉淀池

圆形理想沉淀池有辐流与竖流两种，如右图2所示。

辐流理想沉淀池去除率为：

η=（100-P₀）

竖流理想沉淀池去除率为：

η=（100-P₀）

式中：P₀—剩余量，不能沉淀去除颗粒的重量与全部颗粒的重量之比；

u_t—某颗粒的沉速，m/s。

理想沉淀池实际沉淀池与理想沉淀池之间的误差

由于实际沉淀池在池深与池宽方向都存在着水流分布不均匀的问题；以及由于污水温差、风力、水流与池壁之间的摩擦阻力等原因造成紊流，使实际沉淀池的去除率低于理想沉淀池。因此在应用静置沉降试验时，应加以修正。通常可取

q=

t=（1.5-2.0）t₀

式中：q, t—分别为沉淀池的设计过流率和设计沉淀时间；

u₀,t₀ —分别为沉降试验所得到的应去除的最小颗粒沉速和沉降时间。2100433B

按照池内水流方向的不同，初次沉淀池可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池和斜板斜管沉淀池。

平流式沉淀池

平流式沉淀池的工作原理与平流式沉沙池类似，池形呈长方形，由进水装置、出水装置、沉淀区、缓冲区、污泥区及排泥装置等组成。废水从平流式沉淀池的一端进人，从另一端流出，水流在池内做水平运动，池平面形状呈长方形，可以是单格或多格串联。池的进口端底部设污泥斗，贮存沉积下来的污泥。

进水区的作用是使人流废水均匀分布在进水截面上， 一般做法是控制人流流速并通过穿孔墙外加挡板布水。当进水穿孔墙为侧面穿孔时，挡板宜为竖向；当进水穿孔槽为底部穿孔时，挡板宜为横向，大致在1/2 池深处。

出口区一般采用溢流堪，以防止池内大块漂浮物流出，堪前应加设挡板。溢流堪的设置对池内水流的均匀分布影响极大，为了确保池内水流的均匀，应尽可能减少单位堪长的过流量，以减少池内向出口方向流动的行进流速。溢流堪大多采用锯齿形堪，采用钢板制成，易于加工及安装，出水比平堪均匀。为适应水流的变化或掏筑物的不均匀沉降，在堪口处需设置使堪板能上下移动的调整装置。影响平流式沉淀池沉淀效果的因素有：

( 1 ）进水的惯性作用；

(2 ）出水堪产生的水流抽吸；

(3 ）较冷或较重的进水产生的异重流；

(4 ）风浪引起的短流；

(5 ）池内存在的导流壁和刮泥设施等。

竖流式沉淀池

竖流式沉淀池一般由进水管、集水槽、中心管、反射板、出水管和排泥管组成，废水从进水管进入沉淀池的中心管，并从中心管的下部流出，经过反射板的阻拦向四周均匀分布，沿沉淀区的整个断面上升，处理后的废水由四周集水槽收集，然后自出水管排出。集水槽一般采用自由堪或三角形锯齿堰。为了避免漂浮物溢出池外，应在水面设置挡板。

竖流式沉淀池水流方向与颗粒沉淀方向相反，其截留速度与水流上升速度相等。当悬浮物发生自由沉淀时，其沉淀效果比在平流式沉淀池低很多；当悬浮物具有絮凝性时，则上升的小颗粒与下沉的大颗粒之间相互接触、碰撞而絮凝，使悬浮物粒径增大，沉速加快；另一方面，沉降速度等于水流上升速度的悬浮物将在池中形成一个悬浮层，对上升的小颗粒形成拦截和过滤的作用，因而沉淀效率将比平流式沉淀池更高。

辐流式沉淀池

辐流式沉淀池亦称辐射式沉淀池，一般为较大的圆池，直径一般为20 ～30m ，最大直径可达100m 。池的进、出口布置基本上与竖流池相同，进口在中央，出口在周围。但池径与池深之比，辐流池比竖流池大许多倍。水流在池中呈水平方向向四周辐射流，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。

辐流式沉淀池大多采用机械刮泥，尤其是在池直径大于20m 时，几乎都用机械刮泥。刮泥机将全池的沉积污泥收集到中心泥斗，再借静压力或污泥泵排除。刮泥机一般都采用精架结构，绕中心旋转，刮泥刀安装在析架上，可中心驱动或周边驱动。

斜板斜管沉淀池

从理性沉淀池的特性分析可知，沉淀池的处理效率仅与颗粒沉淀速度和表面负荷有关，与池的深度无关。因此，若将沉淀池分为n 层浅池，每个浅池的流量和深度减少为原流量和池深的1/n ，但每个浅池表面积仍然与沉淀池的表面积相等，因此临界沉速减少为原本的1/π ，沉淀效率大大提高， n 个浅池的总处理能力提高为原来的n 倍。斜板斜管沉淀池就是根据理想沉淀池原理，在沉淀池中加设斜板或蜂宵斜管以提高沉淀效率的一种新型沉淀池，它由斜板（管）沉淀区、进水配水区、清水出水区、缓冲区和污泥区组成。

沉淀池，应用颗粒或絮体的重方沉淀作用去除水中悬浮物的一种传统水处理构筑物。它的平面形式常采用长方形和圆形两种。按池中水流方向，可分为平流式、竖流式及辐流式三种形式。广泛应用于给水及污水处理工艺流程中。有时作为原水水质较好的单独水处理构筑物，其出水术质即可满足设计要求，或作为污水的一级处理单独使用。