第十六章沉淀和澄清

第六章沉淀与澄清讲授内容：理想沉淀池的沉淀理论、影响平流式沉淀池沉淀效果的因素、斜板斜管沉淀池、澄清池计划学时：8学时讲授重点及难点：自由沉淀试验、凝聚性颗粒的沉淀过程分析参考教材：给水处理理论——许保玖主编主要内容6.1悬浮颗粒在静水中的沉淀6.2平流式沉淀池6.3斜板与斜管沉淀池6.4澄清池6.1悬浮颗粒在静水中的沉淀6.1.1沉淀分类及基本概念一、沉淀分类按悬浮物的类型——自由沉淀；絮凝沉淀按水流状态——静水中沉淀；动水中沉淀按杂质（体积浓度）——自由沉淀；拥挤沉淀1、什么叫沉淀？

依靠重力沉降作用，悬浮颗粒从水中分离出来的过程叫沉淀。2、什么叫澄清？

将反应和沉淀两个过程综合于一个构筑物中完成叫澄清。3.什么叫自由沉淀？

颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用，即为～。当固体颗粒与器壁的距离大于50倍颗粒的直径，同时颗粒的浓度小于5000mg/L时，可近似地认为是自由沉淀。常见于：沉砂池、初次沉淀池4、什么叫拥挤沉淀

颗粒在沉淀过程中彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰，虽然其粒度和第一种相同，但沉淀速度却较小，称为～。5、什么叫絮凝沉淀

在沉淀的过程，颗粒由于相互接触絮聚而改变大小、形状、密度，且随着沉淀深度和时间的增长，沉速也越来越快，絮凝沉淀由凝聚性颗粒产生，叫～。常见于：混凝沉淀后生物污泥的沉淀6、什么叫成层沉淀

沉淀过程中絮凝的悬浮物形成层状物，成整体沉淀状，形成较明显的固液因而称为～。常见于：活性污泥法的二沉池，污泥浓缩池、化学凝聚沉淀

6.1.2悬浮颗粒在静水中的自由沉淀

基本假设条件1)自由颗粒为一个直径均匀的球型；2)在沉淀过程中颗粒大小，形状和重量等均不发生变化3)液体是静止的，非压缩性的；4)自由颗粒只在重力作用下发生沉淀，在运动过程中不受器壁和其它颗粒的影响；5)自由颗粒在运动起始不久后就成为等速运动，即加速度du/dt=0。6.1.2悬浮颗粒在静水中的自由沉淀颗粒在静水中的沉淀速度取决于：颗粒所受的重力、浮力和水流阻力，如下图示。其所受到的重力为：所受浮力：

合力为：所受到的水流阻力：(6-2)F2与颗粒大小、形状、粗糙度、沉速有关，也与密度和粘度有关。

F2F2

根据牛顿第二定律可知：颗粒下沉加速度为：(6-1)根据牛顿第二定律可知：(6-3)

达到重力平衡时，

加速度为零即du/dt＝0，令式（6-3）左边为零，加以整理，得沉速公式：（6-4）

CD与Re有关，如图示。

1、斯笃克斯公式当Re<1时：呈层流状态(6-5)斯笃克斯公式：(6-6)

2、牛顿公式

当1000<Re<25000时，呈紊流状态，CD接近于常数0.4代入（6-5）得牛顿公式：（6-7）当1<Re<1000时，属于过渡区，CD近似为（6-8）代入得阿兰公式：（6-9）

在低Re范围内，由于颗粒很小，测定颗粒粒径很困难，但测定颗粒沉速较容易，故常以测定的沉速用斯笃克斯公式反算颗粒粒径。不过此粒径只是相应于球形颗粒的直径，并非实际粒径。在实用上常用沉速代表某一特定颗粒而不追究颗粒粒径。6.1.3悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀

1、沉降过程分析

如图示，整个沉淀筒中可分为：

A清水区B等浓度区C变浓度区D压实区该区浓度都是均匀的，区内颗粒大小虽不同，但由于互相干扰的结果，大颗粒沉降变慢了，而小颗粒沉降却变快了，因而形成等速下沉的现象，整个区似乎都是由大小完全相符的颗粒组成的。当最大粒度与最小粒度之比约为6：1以下时，就会出现这种等速下沉的现象。颗粒等速下沉的结果，在沉淀筒内出现了一个清水区，清水区和等浓度区之间形成一个清晰的交界面，称浑液面。其下沉速度代表了颗粒的平均沉降速度。颗粒间的絮凝过程越好，交界面就越清晰，清水区内的悬浮物就越少。紧靠沉淀筒底部的悬浮物很快就被管底截住，这层被截住的悬浮物又反过来干扰上面的悬浮物沉淀过程，同时在底部出现一个压实区。压实区内的悬浮物有两个特点：一个是从压实区的上表面起到管底上，颗粒沉降的速度是逐渐减小的，在管底的颗粒沉降速度为零；二是由于筒底的存在，压实区内悬浮物缓慢下沉的过程，也就是这一区内悬浮物缓慢压实的过程。从压实区与等浓度区的特点比较，就可以看出它们之间必然存在一个过渡区，即一个从等浓度区的浓度逐渐变为压实区顶部浓度的区域。沉淀试验的目的是求出等浓度区的浓度以及沉淀过程线，即交界面沉降过程线，如图示。

A清水区B等浓度区C变浓度区D压实区a—b段：为上凸的曲线，因颗粒凝聚度变大，使下降速度逐渐变大。b—c段：为直线，表明交界面等速下降，一直到c点（当浑水自然沉淀时，abc段基本上是一直线）。c—d段：为下凹的曲线，表明交界面下降速度逐渐变小。此时B区和C区已消失，c点称为沉降临界点，交界面下的浓度均大于C0（原水浓度），c—d段表示B、C、D三区重合后，沉淀物的压实过程。随着时间的增长，压实变慢，最后压实到高度H为止。

2、肯奇沉淀理论由图6-2可知曲线a-c段的悬浮物浓度为C0，c-d段浓度均大于C0。设在c-d曲线任一点Ct作切线与纵坐标相交于a′点，得高度Ht。按照肯奇沉淀理论得：（6-10）

作Ct点切线的目的即为求任意时间内交界面下沉速度，这条切线斜率即表示浓度为Ct的交界面下沉速度：（6-11）

沉淀试验的目的是求出等浓度区的浓度以及沉淀过程线，即交界面沉降过程线，如图示。

A清水区B等浓度区C变浓度区D压实区在b-c段，因切线是b-c直线，Ht=H0，所以Ct=C0。由于b-c线的斜率不变，也说明了浑液面等速下沉。压缩到高度H∞后，斜率为零，即vt为零。说明不再压实，此时，C0即等于最后压实浓度C∞。

3、相似理论

当原水颗粒浓度一样时，不同沉降高度的界面沉降过程曲线之间存在着相似关系（见图）即(6-12)

说明当原水浓度相同时，A、B区交界的浑液面的下沉速度是不变的，但由于沉淀水深高时，最后沉淀物的压实要比沉淀水深小时的压得密实些。由于这种沉淀过程与沉淀高度无关，这样就可用较短的沉淀管做实验，来推测实际沉淀浓缩的沉淀效果。6.2平流式沉淀池

（Horizontalsedimentationbasin）平流沉淀池应用很广，在城市水厂常被采用。平流式沉淀池基本组成：进水区：原水均匀分配。沉淀区：分离沉淀。出水区：缓慢出水。积泥区：污泥浓缩，排出池外。沉淀池在运行时，水流受到池身构造和外界影响（如进口处水流惯性、出口处束流、池面风吹、水质的浓差和温度等），致使颗粒沉淀规律复杂化。为此，先讨论理想沉淀池，然后讨论实际情况.

6.2.1非凝聚性颗粒的沉淀过程分析理想沉淀池的基本假设：①颗粒处于自由沉淀状态，颗粒的沉速始终不变。②水流沿水平方向流动，在过水断面上，各点流速相等，并在流动过程中流速始终不变。③颗粒沉到底就被认为去除，不再返回水流中。理想沉淀池的工作情况见图6-4。

沉速＞u0,可以沿着类似直线I的方式沉到池底；沉速＜u0,沿着类似直线II方式被带出池外，沉不到池底直线III反映了沉淀池所能去除的颗粒中的最小的颗粒沉速，称为截留沉速。

（一）水平流速

原水进入沉淀池，在进水区被均匀分配在A-B截面上其水平流速为：考察顶点，流线III：正好有一个沉降速度为u0的颗粒从池顶沉淀到池底，称为截留速度。

u≥u0的颗粒可以全部去除，u<u0的颗粒只能部分去除（二）表面负荷率对用直线Ⅲ代表的一类颗粒而言，流速v和u0都与沉淀时间有关（6-13）

（6-14）令（6-13）和（6-14）相等，代入（6-12）得：

（6-15）即：（6-16）式中称为“表面负荷”或“溢流率（overflowrate）”。表面负荷在数值上等于截留速度，但含义不同。后者代表自池顶A开始下沉所能全部去除的颗粒的最小颗粒的沉速。

（三）沉淀效率

1、某一特定颗粒即具有沉速ui的颗粒的去除百分比E设原水中沉速为ui（ui<u0）的颗粒浓度为C，沿着进水区高度为h0的截面进入的颗粒总量为QC=h0BvC，沿着m点以下的高度为hi的截面进入的颗粒的数量为hiBvC（见图7-4），则沉速为ui的颗粒的去除率为：（6-17）根据相似关系得：即（6-18）同理得：（6-19）将式（6-18）和（6-19）代入（6-17）得特定颗粒去除率：（6-20）

将（6-16）代入（6-20）得：

(6-21)

由上式可知，颗粒在理想沉淀池的沉淀效率只与表面负荷有关，而与其它因素（如水深、池长、水平流速、沉淀时间）无关。

（1）E一定，ui越大，表面负荷越大，或当产水量和表面积不变时，ui越大则去除率E越高。颗粒沉速ui与混凝效果有关，应重视加强混凝工艺。（2）ui一定，增大A，可以增加产水量Q或增大E。当容积一定时，池身浅些则表面积A大些，E可以高些，此即“浅池理论”。

2、沉淀池总的沉淀效率以上讨论的是某一种特定的“具有沉速ui的颗粒”(ui<u0)的去除率。设pi为所有小于ui的颗粒重量占原水中全部颗粒重量的百分率，显然dpi为具有沉速ui的一种颗粒重量占原水中全部颗粒重量的百分率，据式（16-21），能够在沉淀池中下沉的这种具有沉速ui的颗粒重量占原水中全部颗粒重量的百分率应为(ui/u0)dpi，故所有能够在沉淀池中下沉的，沉速小于u0的颗粒重量占原水中全部颗粒重量的百分率应为：

沉速大于和等于u0的颗粒全部下沉去除率为（1-p0），因此理想沉淀池的总去除率为：

式中p0—沉速小于u0的颗粒重量占所有颗粒重量的百分率；

6.2.2非凝聚性颗粒在静水中的沉淀实验分析

非凝聚性颗粒在静水中的沉淀实验，用一个圆筒进行,如图示。在圆筒水面下h处开一个取样口，要求颗粒在整个水深中均匀分布，浓度为C0；然后分别在t1

、t2、…tn时取样，分别测得浓度为C1

、C2、…Cn,对应的沉速分别为h/t1=u1、h/t2=u2

、…h/tn=un

。设p1、p2、…pn分别代表C1/C0、C2/C0、…Cn/C0，则1-pi表示所有沉淀速度大于等于ui的颗粒所占的比例，pi代表沉速小于ui的颗粒所占的比例，见图6-5。具有沉速u1、u2的两种颗粒之间的颗粒浓度分数为p1-p2。

由图知，具有沉速为u1，u2，（u1＞u≥u2）的两种颗粒之间的颗粒浓度百分数为p1－p2。如果两种颗粒无限接近为具有ui的特定颗粒，那么其含量为dpi，则沉速为ui<u0的颗粒去除率为，则所有沉速小于u0的颗粒去除率百分率为

，则沉淀池的沉淀效率为：

6.2.3凝聚性颗粒的沉淀过程分析

1.实验采取图6-7的沉淀试验筒，筒长尽量接近实际沉淀池的深度，可采用2～3m，直径不小于100mm，设5～6个取样口。先均匀搅拌测定初始浓度，然后试验，每隔一段时间，取出各取样口的水测定悬浮物的浓度，计算相应的去除百分数。以沉淀筒高度h为纵坐标，沉淀时间t为横坐标把去除百分比相同的各点连成光滑曲线，称为“去除百分数等值线”

“去除百分数等值线”含义：对应所指明去除百分数时，取出水样中不复存在的颗粒的最远沉降途径，深度与时间的比值则为指明去除百分数时的颗粒的最小平均沉速。

2.计算对于某一表面负荷而言，根据凝聚性颗粒去除百分数等值线，可以得出总的去除百分数（如图示）：

凝聚性颗粒的去除百分数可以从图上算出，如：

当沉降为t0时，其相应的沉速，亦即表面负荷uo=h/t0。为方便起见，时间一般选在曲线与横坐标相交处。按前面所介绍凡沉速等于或大于uo的颗粒能全部沉掉，而沉速小于uo的颗粒则按照u/uo比值仅部分地沉掉。说明有这样一部分颗粒对于沉降时间为t0时，相邻两根曲线所表示的数值之间的差别，反映出同一时间、不同深度的去除百分数的差别。上面一条曲线来说，已认为沉降下去了，而对下面一条曲线来说，则认为尚未沉降下去。或者说这部分颗粒正介于两曲线之间，其平均流速等于其平均高度除以时间t0，其数量即为两曲线所表示的数值之差，这些颗粒正是小于uo的颗粒。

式中：p2—表示沉降高度h，沉降时间t0时的去除分数，并且是沉速等于或大于u0的已全部沉降掉的颗粒的去除分数。

h1—表示时间t0时，曲线p2与p3之间的中点高度；

h2—表示时间t0时，曲线p3与p4之间的中点高度；

h3—表示时间t0时，曲线p4与p5之间的中点高度；上述方法是在静止条件下进行的。应用于生产中实际沉淀池，根据经验，表面负荷和停留时间应乘以经验系数。P295、P298例题根据以上分析，对于某一表面负荷而言，按此图所示的凝聚性颗粒百分数等值曲线，可以得出总的去除百分数：6.2.4影响平流沉淀池沉淀效果的因素（一）沉淀池实际水流状况时对沉淀效果的影响1、短流的影响在理想沉淀池中，假定水流稳定，流速均匀分布。其理论停留时间t0为：短流：指在实际沉淀池中，停留时间总是偏离理想沉淀池，表现在一部分水流通过沉淀区的时间小于t0，而别一部分则大于t0的现象，它是由于水流的流速和流程不同而产生的。6.2.4影响平流沉淀池沉淀效果的因素(续）（一）沉淀池实际水流状况时对沉淀效果的影响1、短流的影响短流的原因：⑴沉淀池进出水的影响①进水的惯性所产生的紊流作用；②出水堰产生的水流抽吸；⑵异重流的影响⑶较冷或较重的进水产生的异重流；

⑷风浪引起的短流；

⑸池内存在导流壁和刮泥设施等。2、异重流的影响异重流：是进入较静而具有密度相异的水体的一股水流。①异重流之重于水体者，将下沉并以较高的流速沿着底部绕道前进；②异重流之轻于水体者，将沿水面径流至出水口。浑水异重流：进水浑浊度与池水浊度不同，其比重不同而引起。当进池浑水的浓度高时异重流的现象就明显一些，浓度低时不如浓度高时明显。温差异重流：进水温度与池水温度不同而引起。当进水温度较池内水温高时，进水有可能趋向池表流动，形成温度异重流，低时，将会加剧浑水异重流。3、水流紊动性和稳定性对沉淀效果的影响

⑴水的紊动性以雷诺数Re判别，该值表示推动水流的惯性力与粘滞力两者之间的对比关系：明渠流中，Re＞500时，紊流状态平流沉淀池中，Re为4000～15000，属紊流状态。此时水流除水平流速外，尚有上、下、左、右的脉动分速，且伴有小的涡流体，不利于水中颗粒的沉降，但在一定程度上可使密度不同的水流能较好地混合，减弱分层流动现象。不过，在沉淀池中，通常要求降低雷诺数以利于颗粒沉降。⑵水的稳定性以弗劳德数判别，该值表示推动水流的惯性力与重力两者之间的对比关系：

Fr高，惯性力作用相对增加，重力相对减少。水流对温差、密度异重流及风浪等影响的抵抗力增强，使沉淀池中的水流流型保持稳定，一般平流沉淀池中Fr

＞10-5。

⑶在沉淀池中，降低Re和提高Fr的有效措施是减小水力半径，平流沉淀池的纵向分隔及斜板、斜管沉淀池都能达到上述目的。R—水力半径；—水平流速；g—重力加速度。⑷在沉淀池中，v↑→Re↑，加强水力的紊动性而不利于沉淀；但v↑→Fγ↑，异重流和池中水流汇合，影响流态甚微，从而加强了水的稳定性，并提高沉淀效果。故水平流速可在很宽的范围内选用，而不致对沉淀效果有明显的影响。V＝10～25mm/s。4、风浪引起的水流（露天沉淀池）5、池内存在着柱子、导流壁和刮泥设施等（二）凝聚作用的影响4、絮凝过程的影响对混凝沉淀池，杂质颗粒的絮凝过程在沉淀池内仍继续进行。

①池内水流流速的分布实际上是不均匀的，水流存在的速度梯度将引起颗粒相互碰撞而促进絮凝。

②水中絮凝颗粒的大小也是不均匀的，它们将具有不同的沉速而引起碰撞和絮凝。

③水在池内时间愈长，由速度梯度引起的絮凝便进行的愈完善，说明沉淀时间对沉淀效果是有影响的；

④池内的水深愈大，颗粒沉速不同引起的絮凝也进行的愈完善，所以沉淀池的水深对混凝效果也是有影响的。因此，实际生产性沉淀池的沉淀时间和水深均影响沉淀效果，因而也就偏离了理想沉淀池的假定条件。

6.3平流沉淀池的基本结构

6.3.1基本结构分为进水区、沉淀区、存泥区、出水区四部分。

1、进水区进水区的作用是使流量均匀分布在进水截面上，尽量减少扰动。一般做法是使水流从絮凝池直接流入沉淀池，通过穿孔墙将水流均匀分布在沉淀池的整个断面上，如图示。

⑵穿孔墙的孔可以做成圆形或矩形，其直径或边长一般约为50～150mm；⑶最上面一排孔须经常淹没在水面下12～15cm，以适应池中水位的变动；⑷

最下面一排孔应在沉淀池积泥高度以上0.3～0.5m，以免冲起积泥。

⑴为使矾花不易破碎，常采用穿孔花墙，孔口流速V不宜大于0.15-0.2m/s，洞口总面积也不宜过大。

2.沉淀区沉淀区：应减少紊动性，提高稳定性。

方法：减小水力半径R，措施：加隔板（导流墙）。沉淀区高度与其前后有关净水构筑物的高程布置有关。一般H＝3～4m。其长度L＝vT宽度B＝Q/(Hv)。沉淀区的长、宽、深之间互相关联，应综合研究决定，还宜核算表面负荷率。要求：L/B≥4，L/H≥10，每格B＝3～8m，不宜大于15m。

3、出水区采用：溢流堰（施工难），淹没孔口（容易找平）如图示。孔口流速宜为0.6～0.7m/s，孔径20～30mm，孔口在水面下15cm，水流应自由跌落到出水渠。为了不使流线过于集中，应尽量增加出水堰的长度，降低流量负荷。堰口溢流率一般小于500m3/m·d，我国增加堰长的办法如图示。

4、存泥区及排泥措施沉淀池须有存泥区以便间歇性排泥，多采用斗形底。机械排泥：

优点：可充分发挥沉淀池的容积利用率，且排泥可靠。

要求：带刮泥机，池底需一定坡度，适用于3m以上虹吸水头的沉淀池，当沉淀池为半地下式时，用泥泵抽吸。

单口扫描式吸泥机，无需成排的吸口和吸管装置，可沿着横向往复行走吸泥。

4、存泥区及排泥措施（续）人工排泥：用静水压力（1.5–2.0m）排泥。（1）在池底按泥量多少布置贮泥斗。

斗底布置排泥管，每根排泥管按一定时间间隔排泥。排泥斗底数量和大小，根据原水浊度，沉淀池尺寸等通过技术经济比较后确定。（2）穿孔管排泥：在池底布置排泥穿孔管。池子底可以是水平的，或者做成集泥斗，排泥管布置在斗底，存泥区，池底水平略有坡度以便放空。

观看斜管（板）动画演示00731穿孔花墙平流沉淀池导流墙齿型溢流堰齿型溢流堰齿型溢流堰淹没式溢流堰淹没式溢流堰机械排泥机械排泥机械排泥新余自来水厂平流沉淀池新余自来水厂平流沉淀池上海凌桥自来水厂平流沉淀池集水堰上海凌桥自来水厂平流沉淀池集水堰上海凌桥自来水厂平流沉淀池排泥管上海凌桥自来水厂平流沉淀池排泥管

6.4平流沉淀池的工艺设计控制指标：表面负荷或停留时间。设计时应两者兼顾，或者以停留时间控制，以表面负荷率校核。或相反也可。

应根据原水水质、沉淀水质要求、水温等设计资料、运行经验确定。停留时间：1～3h。

华东地区水源一般采用1～2h。低温低浊水源停留时间往往超过2h。

（1）各参数间关系(6-27)

(6-28)

(6-29)（2）按照表面负荷率u0用下式计算沉淀池表面积A

A＝Q/u0沉淀池长度为：L＝3.6vT式中：v——水平流速（10～25mm/s）；T——停留时间h；L——沉淀池长度，m；宽度B为：B＝A/L深度H为：H=BL/QT（3）按照停留时间T，用下式计算沉淀池有效容积（不计污泥区）V=QT式中：V——沉淀池有效容积，m3；Q——产水量，m3/h；T——停留时间，h；根据选定的池深H（一般为2.5～3.5m），用下式计算宽度B：B=V/LHL=3.6vT

沉淀池尺寸决定后，可复核沉淀池中水流的稳定性，使弗劳德数Fγ控制在1×10－4～1×10－5。

（4）平流式沉淀池放空排泥管直径放空排泥管直径，根据水力学中变水头放空容器公式计算：

当渠道底坡度为零时，渠道起端水深可据下式计算：

式中Q—沉淀池的流量，m3/s；

g—重力加速度9.81m/s2；

B—渠道宽度，m。P303计算例题

6.5斜板（管）沉淀池的特点与工艺计算

6.5.1原理由沉淀效率公式可知：在原体积不变时，增加沉淀面积，可使颗粒去除率提高，根据这一理论，发展了斜板、斜管沉淀池。

1、斜板与斜管在形式上与构造上的特点斜板（管）沉淀池是把与水平面成一定角度（60°左右）的板（管）状组件置于沉淀池中构成，水流可从上向下或从下向上流动，颗粒沉于斜管底部，而后自动下滑。

其沉淀面积明显大于平流式沉淀池，因而可提高单位面积的产水量或提高沉淀效率。

按水流方向，分上向流，下向流和平向流三种。上向流：水流方向与沉泥滑动的方向相反，称为异向流；下向流：水流方向则与沉淀的滑动方向相同，称为同向流。下向流斜板沉淀池由两种不同倾斜角度的矩形管组成，在不同角度的斜板连接处设有强制集水装置。清水经集水支渠，集水渠流出。与异向流相比，同向流构造复杂，容易堵塞。斜管沉淀池实际上是把斜板沉淀池再进行横向分割，形成管状（矩形或六角形），斜管沉淀池均属异向流。

斜管沉淀池俯视斜管2、从改善水利条件角度分析1）由于斜板沉淀池水力半径R大大减小，从而使Re大为降低，Fr则大为提高，一般斜板沉淀池基本上属于层流状态，Fr数一般为10-3～10-4。2）斜管沉淀池实质上将斜板沉淀池再行分割，使水力半径更小，故其Re多在200以下，甚至低于100，而Fr数将更大。因此，其满足了水流的稳定性和层流的要求。6.5.2斜板斜管沉淀池设计计算

1、分类有异向流、同向流、横向流三种，目前在实际工程中应用的是异向流斜板（管）沉淀池，其结构如图示。观看斜管（板）动画演示00734

2、整流配水装置为了能使水流均匀地进入斜管下的配水区，絮凝池一般应考虑整流措施。①采用缝隙栅条配水，缝隙前狭后宽；

②采用穿空墙，配水孔v≯0.15m/s，（应不大于絮凝池出口流速）；3、倾斜角

越小，沉淀面积越大，沉淀效率越高；越大，排泥容易根据生产经验，为使排泥通畅。52°＜＜60°，一般常取60°。

4.斜管长度L

斜管长度长则沉淀效果好。试验证明在斜管进口一段距离内，泥水混杂，水流紊乱，污泥浓度也较大，此段称为过渡段或紊流段，其长度约为200mm。该段以上部分便可看出泥水分离，此段称为分离段。过渡段的长度随管中上升流速而异，该段泥水虽然混杂，但由于浓度较大，反而有利于接触絮凝，从而有利于分离段的泥水分离。

斜板的实际长度L=过渡段长度L0+分离段长度Lt斜（板）管过长会影响造价，而沉淀效率的提高则有限，在分离段上部出现一段清水段，并未起沉淀作用。斜（板）管长度多采用80～1000mm。

斜板的板距从沉淀效率考虑，越小越高，但从施工、安装、排泥考虑，不宜太小。

d=50~150mm,常取100mm；斜管管径d=25~40mm,（多边形内切圆直角），端面形状，多采用正六角形。实际应用中，采用斜管较多。d

6、

设计计算⑴沉淀池面积A

（6-32）选定表面负荷q为9-11m3/(m2·h)（2.5~3.0mm/s），计算得到面积A。⑵沉淀池总高度

H=h1+h2+h3+h4+h5

（6-33）式中：h1为超高0.3m，h2为清水区高度1.2mh3为自身高度0.87m，h4为配水区高度1.5mh5为污泥斗高度0.8m

6.5.3优缺点优点：

1.沉淀面积增大；

2.沉淀效率高，产水量大；

3.水力条件好，Re小，Fr大，有利于沉淀；缺点：

1.由于停留时间短，其缓冲能力差；

2.对混凝要求高；

3.维护管理较难，使用一段时间后需更换斜板（管）P306计算例题斜沉池进水处1斜沉池进水处2斜沉池进水处3斜沉池斜管1斜沉池斜管2斜沉池斜管3斜沉池积泥斗斜沉池排泥管一、泥渣为什么有净水作用？①由于混凝剂混凝浑水后新生成的泥渣尚有大量的未饱和的活性基团，能继续吸附和粘附水中的悬浊物质，所以有净水作用。②泥渣具有疏松的结构和很大的表面积，浑水的混凝过程在泥渣的团体表面上进行（接触凝聚）要比在水中进行（自由凝聚）强的多，所以也提高了混凝效果。6.6澄清池③悬浮泥渣层具有很高的浓度（从数百到数千mg/l）,能大大地增加泥渣之间的碰撞机会，促进絮凝颗粒的增大，这样就提高了絮凝体的沉淀速度，试验表明，当上升提高1mg/l左右时，仍能获得良好的出水水质。这个流速值较沉淀池提高了约1倍。澄清池特点：将絮凝和沉淀过程综合于一个构筑物完成，主要依靠活性泥渣层达到澄清目的。当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时被阻留下来使水获得澄清的现象，称为接触絮凝。

泥渣层的形成方法：在澄清池开始运转时，向原水中加入较多凝聚剂，并适当降低负荷，经过一段时间，便能形成泥渣层，常用于给水处理。二、澄清池的分类分泥渣悬浮型和泥渣循环型两种。⑴泥渣悬浮型澄清池

加药后的原水向上通过处于悬浮状态的泥渣层，水中杂质有充分的机会与结构较密的泥渣颗粒碰撞凝聚并被泥渣层拦截下来，类似过滤作用，浑水通过悬浮层即获得澄清。由于悬浮层拦截了进水中的杂质，悬浮泥渣颗粒变大，沉速提高。处于上升水流中的悬浮层亦似泥渣颗粒拥挤沉淀。上升水流使颗粒所受到的阻力恰好与其在水中的重力相等，处于动力平衡状态。上升流速即等于悬浮泥渣的拥挤沉速。拥挤沉速与泥渣层体积浓度有关，按下式计算：

u’=u(1-Cv)n

由公式可知，当上升流速变动时，悬浮层能自动地按拥挤沉淀水力学规律改变其体积浓度，即上升流速愈大，体积浓度愈小，悬浮层厚度愈大。当上升流速接近颗粒自由沉速时，体积浓度接近于零，悬浮层消失。当上升流速一定时，悬浮层浓度和厚度一定，悬浮层表面位置不变。为保持在一定上升流速下悬浮层浓度和厚度不变，增加的新鲜泥渣量（即被拦截的杂质量）必须等于排除的陈旧泥渣量，保持动态平衡。常用的有悬浮澄清池和脉冲澄清池两种。扩散和强制出水管的作用下，由排泥窗口进入泥渣浓缩室，经浓缩后定期排除。强制出水管收集泥渣浓缩室内的上清液，并在排泥窗口两侧造成水位差，以使澄清室内的泥渣流入浓缩室。气水分离器是使水中空气在其中分离出去，以免进入澄清室后扰动悬浮层。1、悬浮澄清池加过药剂的原水经过气水分离器后，从穿孔配水管进入澄清室，由下向上穿过悬浮泥渣层后，水中杂质被泥渣层截留，清水从穿孔集水槽流出。悬浮层中不断增加的泥渣，在自行观看动画演示00828特点：①构造简单