沉淀池
一、概述
沉淀池是分离悬浮物的一种常用处理构筑物。
用于生物处理法中作预处理的称为初次沉淀池。对于一般的城市污水，初次沉淀池可以去除约30％的BOD5与55％的悬浮物。设置在生物处理构筑物后的称为二次沉淀池，是生物处理工艺中的一个组成部分。
沉淀池常按水流方向来区分为平流式、竖流式及辐流式等三种。
1．平流式沉淀池
池型呈长方形，废水从池的一端流人，水平方向流过池子，从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其它部位池底有坡度，倾向贮泥斗。
2．竖流式沉淀池
池型多为圆形，亦有呈方形或多角形的，废水从设在池中央的中心管进入，从中心管的下端经过反射板后均匀缓慢地分布在池的横断面上，由于出水口设置在池面或池墙四周，故水的流向基本由下向上。污泥贮积在底部的污泥斗。
3．辐流式沉淀池
辐流式沉淀池亦称辐射式沉淀池。池型多呈圆形，小型池子有时亦采用正方形或多角形。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。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥通常用刮泥(或吸泥)机械排除。
沉淀池由五个部分组成即：进水区、出水区、沉淀区、贮泥区及缓冲区。进水区和出水区的功能是使水流的进入与流出保持均匀平稳，以提高沉淀效率。沉淀区是池子的主要部位。贮泥区是存放污泥的地方，它起到贮存、浓缩与排放的作用。缓冲区介于沉淀区和贮泥区之间，缓冲区的作用是避免水流带走沉在池底的污泥。
沉淀池的运行方式，有间歇式与连续式两种。
在间歇运行的沉淀池中，其工作过程大致分为三步：进水、静置及排水。污水中可沉淀的悬浮物在静置时完成沉淀过程，然后由设置在沉淀池壁不同高度的排水管排出。
在连续运行的沉淀池中，污水是连续不断地流入与排出。污水中可沉颗粒的沉淀是在流过水池时完成，这时可沉颗粒受到由重力所造成的沉速与水流流动的速度两方面的作用。水流流动的速度对颗粒的沉淀有重要的影响。
二、沉淀池的一般设计原则及参数
1．设计流量
沉淀池的设计流量与沉砂池的设计流量相同。在合流制的污水处理系统中，当废水是自流进入沉淀池时，应按最大流量作为设计流量；当用水泵提升时，应按水泵的最大组合流量作为设计流量。在合流制系统中应按降雨时的设计流量校核，但沉淀时间应不小于30min。
2，沉淀池的只数
对城市污水厂，沉淀池的只数应不少于2只。
3．沉淀池的经验设计参数
对于城市污水处理厂，如无污水沉淀性能的实测资料时，可参照经验参数选用。
4．沉淀池的有效水深、沉淀时间与表面水力负荷的相互关系，一般参照设计规范。
5．沉淀池的几何尺寸
沉淀池超高不少于0.3m；缓冲层高采用0.3—0.5m；贮泥斗斜壁的倾角，方斗不宜小于60o，圆斗不宜小于55o；排泥管直径不小于200mm。
6．沉淀池出水部分
一般采用堰流，在堰口保持水平。出水堰的负荷为：对初沉池，应不大于2．9Us·m；对二次沉淀池，一般取1.5～2.9L/s·m。有时亦可采用多槽出水布置，以提高出水水质。
7．贮泥斗的容积
一般按不大于2日的污泥量计算。对二次沉淀池，按贮泥时间不超过2小时计。
8．排泥部分
沉淀池一般采用静水压力排泥，静水压力数值如下：初次沉淀池应不小于14.71kPa(1.5mH20)；活性污泥法的二沉池应不小于8.83kPa(0.9mH20)；生物膜法的二沉池应不小于11.77kPa(1.2mH20)。
三、平流式沉淀池
1．平流式沉淀池的构造及工作特点
为使人流污水均匀与稳定的进入沉淀池，进水区应有整流措施。人流处的挡板，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。据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
沉淀池功能设计的内容包括沉淀池的只数、沉淀区的尺寸和污泥区尺寸等。
四、竖流式沉淀池
1．竖流式沉淀池的工作原理
在竖流式沉淀池中，污水是从下向上以流速v作竖向流动，废水中的悬浮颗粒有以下三种运动状态：①当颗粒沉速u>v时，则颗粒将以u-v的差值向下沉淀，颗粒得以去除；②当u=v时，则颗粒处于随遇状态，不下沉亦不上升；③当u
竖流式沉淀池的平面可为圆形、正方形或多角形。池的直径或池的边长一般不大于8m，通常为4～7m，也有超过10m的。为了降低池的总高度，污泥区可采用多只污泥斗的方式。
竖流式沉淀池的深、宽(径)比一般不大于3，通常取2。
竖流式沉淀池设置中心管。污水在中心管内的流速对悬浮颗粒的去除有一定的影响。当中心管底部不设反射板时，其流速不应大于30mm/s，如设置反射板，流速可取100mm/s)/s。在反射板的阻挡下，水流由垂直向下变成向反射板四周分布。水从中心管嗽叭口与反射板间流出的速度一般不大于20mm/s，水流自反射板四周流出后均匀地分布于整个池中，并以上升流速v缓慢地由下而上流动，可沉颗粒向下沉至污泥区，经过澄清后的上清液从设置在池壁顶端的堰口溢出，通过出水槽流出池外。
其余各部分的设计与平流沉淀池相似。
五、辐流式沉淀池
辐流式沉淀池是一种大型沉淀池，池径可达100m，池周水深1.5～3.0m。有中心进水与周边进水两种型式。
沉淀于池底的污泥一般采用刮泥机刮除。刮泥机由刮泥板和桁架组成，刮泥板固定在桁架底部，桁架绕池中心缓慢地转动，将沉于池底的污泥推入池中心处的泥斗中，污泥在泥斗中可利用静水压力排出，亦可用污泥泵抽吸。对辐流式沉淀而言，目前常用的刮泥机械有中心传动式刮泥机和吸泥机以及周边传动式的刮泥机与吸泥机等。为了刮泥机的排泥要求，辐流式沉淀池的池底坡度平缓，常取i=0．05。当池径较小时，亦有采用多斗排泥。这一形式的污泥斗与竖流式沉淀池相似。
周边进水辐流式沉淀池的人流区在构造上有两个特点：①进水槽断面较大，而槽底的孔口较小，布水时的水头损失集中在孔口上，故布水比较均匀；②进水挡板的下沿深入水面下约2／3深度处，距进水孔口有一段较长的距离，这有助于进一步把水流均匀地分布在整个人流区的过水断面上，而且废水进入沉淀区的流速要小得多，有利于悬浮颗粒的沉淀。池子的出水槽长度约为进水槽的1／3左右，池中水流的速度，从低到高。但生产实践表明，这种型式的池子并没有取得预想的效果。
六、斜流沉淀池
1．斜流式沉淀池的构造
斜流式沉淀池是根据浅池理论，在沉淀池的沉淀区加斜板或斜管而构成。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。
按斜板或斜管间水流与污泥的相对运动方向来区分，斜流式沉淀池有同向流和异向流两种。在污水处理中常采用升流式异向流斜流沉淀池.
导向流斜流沉淀池中，斜板(管)与水平面呈60o角，长度通常为1.0m左右，斜板净距(或斜管孔径)��般为80～100mm。斜板(管)区上部清水区水深为0.7～1.0m，底部缓冲层高度为1.0m。
2．斜流沉淀池在废水处理中的应用
斜流沉淀池具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点，在给水处理中得到比较广泛的应用，在废水处理中的应用不普遍。在选矿水尾矿浆的浓缩、炼油厂的含油废水的隔油等已有较成功的经验，在印染废水处理和城市污水处理中也有应用。
七、提高沉淀池沉淀效果的有效途径
沉淀池是污水处理工艺中使用最广泛的一种处理构筑物，但实际运行资料表明，无论是平流式、竖流式还是辐流式沉淀池，都存在着去除率不高的问题，通常在1.5—2h的沉淀时间里，悬浮颗粒的去除率一般只有50％～60％，另一方面这些沉淀池的占地面积较大，体积亦比较庞大。
除可以用斜流沉淀池提高沉淀池的分离效果和处理能力，其它方法还有：对污水进行曝气搅动以及回流部分活性污泥等。
曝气搅动是利用气泡的搅动促使废水中的悬浮颗粒相互作用，产生自然絮凝。采用这种预曝气方法，可使沉淀效率提高5％～8％，1m3废水的曝气量约0.5m3左右。预曝气方法一般应在专设的构筑物——预曝气池或生物絮凝池内进行。
将剩余活性污泥投加到人流污水中去，利用污泥的活性，产生吸附与絮凝作用，这一过程称为生物絮凝。这一方法已在国内外得到广泛应用。采用这种方法，可以使沉淀效率比原来的沉淀池提高10％～15％，BOD5的去除率也能增加15％以上，活性污泥的投加量一般在100～400mg／L之间。
在工业污水处理中，由于水质水量的不均匀性，一般均设置污水调节池，在调节中布置一些曝气设备，可以有效地提高污水处理程度，而且还可以免除在调节池中沉积污泥的清理工作