第二章水的物化处理方法.docx
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第二章水的物化处理方法
第二章水的物化处理方法
第一节水中粗大颗粒污染物质的去除
水处理的目的是利用物理的、化学的和生物学的一种或多种方法的联合，来去除水中的杂质。
将水中的杂质按其颗粒的大小可分为：
悬浮物质和胶体物质，以及溶解性物质。
图1-19按颗粒尺寸进行物质分类
在水处理过程中不同的杂质有不同的主要的处理方法，如水中溶解性的金属离子常采用离子交换、电渗析等，溶解性的有机物质常采用生化方法，而悬浮和胶体物质则选用混凝或沉淀等物化方法。
正因为此，我们要将其中一类较为特殊的杂质——粗大颗粒物质从悬浮物质中分离出来。
粗大颗粒物质：
包括砂砾、小卵石、砾石、树枝、茶叶、碎布、垃圾等，粒径大小在0.1或1mm以上，它们通过挟带进入水流。
（思考：
有哪些处理方法？
）主要是物理处理法，如筛滤截留、重力沉降和离心分离等。
相应的处理设备有格栅、筛网、微滤机、沉砂池、离心机和旋流分离器等。
下面将分别介绍各种分离设备的工作原理，结构特点及优缺点等相关内容。
一、格栅、筛网、微滤机
格栅和筛网是处理厂的第一个处理单元，通常设置在处理厂各种处理构筑物（泵站集水井、沉砂池、沉淀池、取水口进水端部）之前。
它们的主要作用是去除水中的粗大悬浮物、保证处理厂的机械设施（特别是泵）正常运行并防止管道阻塞。
1、格栅
格栅用于去除可能堵塞水泵机组及管道闸门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。
格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，栅条间形成缝隙（缝隙宽度应参考后续处理设备的要求，水泵站前2～150mm；沉砂/沉淀池前15～30mm，缝隙宽度和水质决定截留效率）。
格栅常倾斜安装在进水的渠道或进水泵站集水井的进口处，倾角：
50～60º水流速度：
0.6~1.0m/s；液面落差：
10～15cm（防止壅水）；溢流通道（与主道并联）；清除方法：
人工、机械；后处理：
填埋、堆肥、焚烧等。
2、筛网
筛网主要用于去除水中纤维、纸浆、藻类等较小杂物，去除效果相当于初次沉淀池。
常用于废水处理或短小纤维回收的筛网主要有两种类型：
水力筛网和振动筛网。
3、微滤机
微滤机是一种截留细小悬浮物质的筛网过滤装置，具有占地面积小、过滤能力大、操作方便等优点，在给水和水处理中广泛应用。
其结构和运行方式均类似于转鼓式筛网。
可参照加以理解。
二、沉砂池
沉砂池的功能主要是去除水中砂砾、煤渣等相对密度较大的无机颗粒杂质，同时也去除少量较大较重的有机杂质，如骨刺、种子等。
沉砂池一般设置在泵站、沉淀池之前，从而防止对水泵和污泥处理设备的磨损，还可使沉淀池中的污泥具有较好的流动性。
沉砂池的工作是以重力沉降为基础的。
沉降的类型为自由沉降（在沉降的过程中颗粒杂质的尺寸、形状和比重不随时间而变，这种沉降类型为自由沉降。
）
沉砂池一般有三种类型：
平流式、竖流式和曝气式。
（1）平流式沉砂池
最常用的一种形式，截留效果好，工作稳定，构造简单且易于排砂，但占地面积大。
平流式沉砂池的上部实际上是一加宽了的明渠，两端设有闸门以控制水流，池中有效的沉降区域为水流断面积（池宽×有效水深）×池长，也即在停留时间下沉砂池所能处理的水量。
池底一般有0.01~0.02的坡度，并设有1～2个贮砂斗，下接排砂管。
沉砂池应按最大流量设计，通常流速（0.15，0.3）m/s；最大设计流量时的停留时间（30，60）s且≥30s；池子个数或分格数不应小于2个；有效水深（0.25，1）且≤1.2m；池宽≥0.6m；超高不宜小于0.3m。
水流断面积：
Qmax最大设计流量（m3/s）
v最大设计流量时的流速，（0.15，0.3）m/s
总宽度：
B≥0.6m
h2有效水深（0.25，1）且≤1.2m
池长：
t最大设计流量时的停留时间，（30，60）且≥30s
沉砂斗容积：
城市污水沉砂量
生活污水沉砂量
X1城市污水沉砂量（m3/106m3）
T清除沉砂的时间间隔（d）
K2流量总变化系数
N沉砂池服务人口数
X2生活污水沉砂量（L/人•d）
沉砂斗尺寸：
沉砂斗常为四棱锥台，设下口宽为b1（常取0.5m），斗壁与水平面的倾角为60º（＞55º），
则上口宽
h3贮砂斗高度（m）
由四棱锥台的体积公式：
S1=b12；S2=b22联立上式可求出b1、b1、h3
池总高：
h1沉砂池超高（≥0.3m）
验算最小流量：
Qmin最小流量（m3/s）
n1最小流量时工作的池数
ωmin最小流量时水流断面积（m2）
（2）曝气式沉砂池
沉砂池的主要作用是去除无机颗粒，但难免在沉渣中夹杂有机物质，容易发臭。
曝气沉砂池可克服这一缺点。
运行过程：
曝气式沉砂池是一长形渠道。
从池的一端导入的污水在扩散管通入的空气的作用下，呈螺旋状向前流动。
当相互垂直的主流与环流相遇时，使砂砾之间相互摩擦，表面附着的有机污染物质脱落悬浮于水体中，沉砂则较为洁净，可以避免沉砂池因沉砂中含有有机污染物质而易腐败发臭的现象，但能耗高。
扩散管曝入空气的作用：
A导流，使污水在池中呈螺旋状流动，促使砂砾之间相互摩擦；B预曝气，有利于后续的生化处理。
三、离心分离
离心分离法——利用离心力分离水中悬浮物质的方法。
1、离心分离原理
在离心力场中，水中颗粒物质所受的离心力C：
m、m0颗粒、与颗粒同体积的水的质量，kg
v颗粒的圆周线速度，m/s，
r旋转半径，mn转速，r/min
在重力方向上的合力F：
F=（m－m0）g
离心力与重力方向上合力之比为分离因素α：
2、离心分离设备的类型
按离心力产生方式的不同，可分为：
（A）水旋分离设备：
容器固定不动，由沿切向高速进入器内的水流本身造成的旋转来产生离心力。
这类分离设备称为水力旋流器（或旋流分离器），常用的有压力式和重力式两种。
（B）器旋分离设备：
依靠容器的高速旋转带动器内的水流旋转来产生离心力，即常称的离心机。
（1）压力式水力旋流器
运行过程：
（类似于旋风除尘器）沿切线方向进入水力旋流器顶部的高速水流沿器壁向下旋转运动，产生一次涡流。
较大颗粒在离心力的作用下被甩向器壁，并在重力作用下汇集于底部的集槽。
而较小的颗粒则随水流向下旋转到一定程度后在由底部通入的空气旋涡柱的作用下形成向上旋转的二次涡流，最后通过顶部的清液管排出。
用途：
广泛应用于轧钢废水中氧化铁皮的处理，纸浆、矿浆、洗毛废水的除砂，建材工业中金刚砂的分离，以及高浊度河水去除泥沙的预处理。
优点：
体积小，单位体积的处理能力高；缺点：
设备易磨损，电耗高，运行费用高。
（2）重力式水力旋流器
运行过程：
与压力式水力旋流器的一次涡流部分相同，重力与离心力的共同作用。
特点：
体积较大，处理效果差但能耗低。
（3）离心机
水处理中常速离心机多用于污泥或化学泥渣的脱水，而高速离心机（5000～15000r/min）则适用于废水中乳化油的分离等。
用高速离心机处理洗毛废水，不仅可净化水质，还可回收经济价值甚高的羊毛脂。
第二节水中悬浮物质和胶体物质的去除
水中的悬浮物质可通过借助自身的重力与水分离。
一般而言，20～100μm以上的颗粒可用沉降法去除，但较小的颗粒特别是胶体颗粒自然沉速太慢，需采取一定的措施和方法，如：
沉淀、混凝、澄清、过滤和气浮等。
一、沉淀
1、沉淀理论
根据悬浮颗粒的浓度及特性可将其在水中的沉降过程分为四种基本类型：
自由沉降——颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不变，下沉速度不受干扰。
沉砂池、初次沉淀池内的初期沉淀为此类型。
絮凝沉降——在沉降过程中各颗粒之间相互粘结，其尺寸、质量随深度增加而逐渐增大，沉速亦随深度而增加。
混凝沉淀池、初次沉淀池的后期、以及二次沉淀池的初期为此类型。
拥挤沉降——又称成层沉降。
颗粒在水中的浓度较大，各颗粒相互紧靠，在下沉过程中相互干扰，但颗粒间相对位置不变，作为一整体而成层下降。
清水与浑水之间形成明显的界面，沉降过程实际上是此界面的下沉过程。
高浊度水的沉淀、二次沉淀池的后期均属此类型。
压缩沉降——颗粒在水中的浓度很高导致相互接触。
上层颗粒的重力作用可将下层颗粒间的水挤压出界面，使颗粒群被压缩。
这种沉降现象往往发生在沉淀池底部的污泥斗或污泥浓缩池中。
（1）自由沉降
颗粒在静水中受到的两个基本作用力，一个为重力fg，另一个为fb。
其合力：
fn=fg－fb＝（ρs－ρ）gVs
ρs——颗粒的密度，kg/m3；ρ——水的密度，kg/m3；
g——重力加速度，m/s2；Vs——颗粒体积，m3。
合力是颗粒沉降的推动力，一旦颗粒开始沉降，立即受到阻力fd的作用。
CD——阻力系数；u——颗粒的沉降速度，m/s；
As——颗粒在运动方向上的投影面积，m2。
当fn与fd达到平衡时，颗粒即等速下沉。
设颗粒为直径为d的均质球形颗粒，则：
加入颗粒处于在层流区中，有：
雷诺系数Re≤2，CD=24/Re，
Ф——形状系数，对于完好的球形，Ф＝1；μ——水的动力粘度。
上式联立可得：
——stokes（斯托克斯）公式
当颗粒处于不同的流态区时，其沉降速度公式也不同，如过渡流区为Allen（艾伦）公式，紊流区为Newton（牛顿）公式。
但实际的水处理过程中，颗粒的形状、大小、比重各不相同、因此不能用stokes公式等直接计算真实颗粒的沉降速度，而是通过沉淀实验来判断水样的沉降性能。
沉淀实验是在一圆形沉淀柱中进行的。
沉淀柱的有效水深为H，悬浮物质均匀分布于实验用水中，其初始浓度为C0。
在整个有效深度H上，对于指定的沉淀时间t0，可求出对应的颗粒沉速u0（u0＝H/t0）。
以此速度可将颗粒分为两大类：
沉速u≥u0的颗粒经t0时间可沉降H高度，即全部去除，而沉速u＜u0的颗粒经t0时间沉降高度＜H，即只能部分去除。
所以，将u0称为有效深度H在指定沉淀时间t0条件下的临界沉速。
设：
x0代表沉速u＜u0的颗粒所占的百分比，则1－x0代表沉速u≥u0的颗粒所占的百分比。
因沉速u≥u0的颗粒经t0时间可全部去除，则此部分颗粒相对于整体的去除率为1－x0。
设沉速u＜u0的颗粒经t0时间内的最大沉降高度为h（h=u×t0）。
因h＜H，所以只能部分沉淀去除。
已知悬浮物质均匀分布于实验用水中，因此可以用
来表示此部分颗粒沉降去除的比例，而相对于整体的去除率为
，其中
为沉速u（u＜u0）的颗粒占整体的百分数。
又
，所以相对于整体的去除率为
。
综合可得，有效深度H的沉淀柱在沉淀时间t0时的总去除率为：
在自由沉淀实验中，沉淀柱的有效水深为H。
沉降开始后的ti时刻，在水深H处取得水样，测出其悬浮物浓度Ci，则Ci/C0=xi，xi代表有效水深H上ti时刻不能完全去除的颗粒所占的比例。
又由H/ti计算有效水深H上，ti时刻对应的颗粒临界沉速。
整理数据，绘制x-u曲线，如图2-19颗粒沉速累积频率分配曲线。
工程上常利用此曲线以下式（加和式）计算总去除率：
例2-2（p80）某废水中的悬浮物质浓度不高，且均为离散颗粒，在一有效水深H为1.8m的沉淀柱内作沉降试验，结果如表2－3所示：
时间t（min）
0
60
80
100
130
200
240
420
取样浓度C（mg/L）
300
189
180
168
156
111
78
27
试求此废水在一负荷为25m3/m2·d的沉淀设备内悬浮物质的理论总沉降去除率。
解：
已知：
C0=300mg/L，H=1.8m，u0=25m/d=0.0174m/min
解题思路：
残余颗粒（不能完全去除颗粒）的百分比x＝C/C0，沉降速度u＝h/H，
绘制x－u曲线
于x－u曲线中读出x0，
，带入
计算得结果。
根据实验及计算结果，可将沉淀时间t、沉淀效率E、颗粒沉速u绘出沉淀特性曲线，如E～t、E～u。
在自由沉降过程中，由于颗粒沉速不变。
当沉淀柱的有效水深减少一半，则达到相同去除效率所需的时间也可以缩短一半。
因此，E～u曲线与实验水深无关。
（2）絮凝沉降
在絮凝沉降的过程中，悬浮颗粒因相互碰撞凝聚而使尺寸变大，沉降速度将随深度增加而变大。
同时随着沉淀过程的进行，较大颗粒追上较小颗粒而发生碰撞凝聚的可能性也越大，因此，絮凝沉降中悬浮物质的去除率不仅取决于沉淀速度，而且与沉淀深度有关。
颗粒的絮凝沉淀特性通常也是通过一沉淀实验确定的。
实验沉淀柱的高度一般与实际沉淀设备的高度相同，并在不同柱深处设有采样口。
沉淀实验在静置状态下的沉淀柱中进行。
记录随柱深和沉降时间而变化的悬浮物质的去除率，并将其点绘于相应的深度和时间的坐标上，连接相同效率的点（间隔10％～15％），形成絮凝沉降的等效率曲线（如图2-20絮凝沉降等效率曲线）。
这些曲线表示对应于某一去除率时颗粒沉降路线的最高轨迹。
根据这一曲线，可求出某一指定时间的悬浮物质的总去除率E。
对于某一指定时间的悬浮物总去除率，可采用与离散颗粒相似的计算方法求得。
在理想沉淀池中，根据一定高度H，指定时间t0，可相应求出沉淀速度u0。
具有沉淀速度≥u0的颗粒均可去除；而沉淀速度u＜u0的颗粒将按u/u0的比例去除。
同样，在沉淀柱中，对于一指定深度和时间，悬浮物质的某一部分可全部去除（E0）；除此之外的颗粒可按去除率分成不同的区段，该区段内的颗粒按ui/u0或hi/H的比例去除，即某一区段内的颗粒的去除率为
或
，pi为某一区段去除率差值，ui为该区段内的平均沉速，hi为该区段的平均高度。
综合得，对于某一指定深度和时间，悬浮物质的总去除率E：
（1－x0）～～～E0△x～～～pi
通过计算不同有效水深、不同沉淀历时的悬浮物总去除率，可绘制E～u（u＝H/t，t一定）、E～t（H一定）沉淀特性曲线，作为设计沉淀设备的依据。
应当指出，在絮凝沉淀过程中，对于一定的颗粒，不同水深将有不同的沉淀效率，水深增大，沉淀效率也增高。
这是因为絮凝后颗粒的沉速加大。
所以，E～u曲线与实验水深有关。
这与自由沉淀过程不同。
（3）拥挤沉降（图2-21拥挤沉降和压缩沉降）
当水中悬浮物质的浓度很高时，颗粒间隙相应减少，在沉降过程中会产生颗粒彼此干扰的拥挤沉降现象。
同时，沉速较快的颗粒下沉时所置换的液体的上涌也会对周围颗粒的下沉产生影响。
因此，颗粒的实际沉降速度应是自由沉降时的沉速减去液体的上涌速度。
经过一段时间后，上层逐渐变清，而下层的颗粒浓度增高，使上涌速度加大，最终使全部颗粒以接近相同的沉速下沉，出现了一个清水与浑水的界面，此界面称为浑液面。
沉降过程也就成了浑液面的等速下沉过程，故又称之为成层沉降。
有资料介绍，当悬浮物质的数量占液体体积的1％左右时，就会出现拥挤沉降现象。
如果颗粒的絮凝性能增加，增出现拥挤沉降的悬浮物质浓度将会减少。
在水处理中，高浊度水的沉淀、混凝沉淀、生物处理（如曝气池）后活性污泥的沉淀等都有可能出现拥挤沉降。
（4）压缩沉降
压缩沉降亦即污泥浓缩。
先沉到底部的颗粒受到上部污泥的压力，颗粒间的空隙水将因压力的增加和结构的变形而被挤出，使污泥浓度增加。
因此，污泥的浓缩过程也就是不断排除空隙水的过程。
压缩沉降常见于各种污泥浓缩池和沉淀池积泥区内的污泥浓缩过程。
（5）理想沉淀池
沉淀池——在水处理工程中，通过颗粒沉降来分离去除悬浮物质的设备。
（图2-22理想沉淀池）
理想沉淀池假定：
1）沉淀池中各过水断面上各点的流速均相等；2）沉降过程中，颗粒等速下沉，颗粒的水平速度与水流速度相等；3）颗粒落到池底后不再上浮，即认为已被去除。
理想沉淀池特点：
1）理想沉淀池中的颗粒均具有随水流运动的水平分速和垂直下沉的分速度，两个速度均恒定不变，因此其运动轨迹为一倾斜的直线；2）沉速≥u0的颗粒可全部去除，而u＜u0的颗粒则按ui/u0或hi/H的比例去除。
q0表面负荷/过流率——单位沉淀池表面积在单位时间内所能处理的水量，m3/m2s或m3/m2h
Q——进水流量，m3/sA——池表面积，m2
又∵
∴u0＝q0
u0与q0在数值上相等。
q0越大，u0越大，具有沉速u≥u0的颗粒占颗粒总数的比例越小，相应的沉淀效率越低。
在实际的设计过程中，需要根据静置实验的结果再附乘一定的保险系数。
q、t——设计过流率、设计沉淀时间；
u0、t0——实验最小颗粒沉速、实验最小颗粒沉淀时间
2、普通沉淀池
按池内水流方向的不同，沉淀池的形式可分为平流式、竖流式、辐流式三种。
（1）平流式沉淀池
平流式沉淀池是最早和最常用的形式，尤其在较大流量的水处理厂应用较多。
运行过程：
一般为长方形的池子。
水通过进水槽进入沉淀池，经挡板消能稳流之后均匀分布于池子的整个宽度上。
水在池内缓慢向出口流动，水中悬浮物逐渐沉向池底。
最后，清水经溢流堰汇入出水槽排出池外，悬浮物在重力或机械力的作用下集于污泥斗。
附属设备：
挡板消能稳流，均匀布水；溢流堰：
均匀出水；
污泥斗：
单斗（坡度0.01~0.02）、多斗（坡度45º~50º）；
排泥方式：
静水压力或机械排泥
设计计算：
由实验确定的颗粒最小沉速u0和沉淀时间t0及修正系数可以确定沉淀池设计中的表面负荷（过流率）q，停留时间t，其中t对于初次沉淀池取1～2h；二次沉淀池1.5～2.5h；q对于初次沉淀池取1.5～3m3/m2h；二次沉淀池1～2m3/m2h。
沉淀池的有效表面积
，沉淀区的有效水深
，
Q——设计流量，m3/h或m3/s；u——颗粒沉降速度，m/h或m/s。
沉淀池的长宽比L/B以3～5为宜，一般不小于4。
如池宽过大可将池子分隔成n格，每格宽度b，（
）。
按过流率设计后，还应按水平流速v较核。
最大设计流量时的水平流速vmax，对于初次沉淀池取7mm/s；二次沉淀池5mm/s，沉淀池的池长
。
池子的长深比L/H一般采用8～12。
为了防止水流将沉泥冲起，在有效水深下面和污泥区之间还须有一定高度的缓冲区。
无机械刮泥时，缓冲层高度为0.5m；有机械刮泥时，缓冲层的上缘应高出刮泥顶板0.3m。
在有效水深以上，还应有0.3m的保护高度（常称超高）。
池子的个数不应小于2个，按并联设计，这样当一个池子发生故障或检修时不致停产。
当缺乏沉降特性资料时，可根据同类被处理水沉淀池的运行资料选用经验数据。
具体参见教材p88“城市污水和给水沉淀池的设计参数”。
污泥斗容积
，或
ρ1，ρ2——分别表示进水和出水的悬浮固体浓度，kg/m3；
γ——污泥的密度，kg/m3，当污泥主要为有机物且含水率在95％以上时，其值按1000kg/m3计；
P——污泥含水率，％；
T——排泥周期，d，一般按1～2d考虑；
N——设计人口数；
S——每人每天污泥量，L/（人·天），一般采用0.3～0.8。
根据污泥量可计算污泥斗的尺寸。
（2）竖流式沉淀池
运行过程：
竖流式沉淀池的平面可为圆形、正方形或正多边形。
水由中心管的下口进入池中，通过反射板的拦阻向四周分布于整个水平断面上，缓缓向上流动。
水中的悬浮颗粒也随之上升，同时又受重力作用而有下沉的趋势。
那些较重的颗粒下沉速度超过上升流速，沉降至污泥斗中，清水由池子四周的溢流堰经集水槽排出。
工作原理：
在竖流式沉淀池中，污水从下向上以流速v作竖向流动。
污水中的悬浮物有三种运动状态：
①当颗粒沉速u＞v时，颗粒以（u－v）的速度下沉；②当u＝v时，颗粒不上升不下沉，随机状态；③当u＜v时，颗粒被上升水流带走。
设计参数：
池子的直径或边长一般不超过10m，通常为4～7m；池子的直径与深度（中心管下口和堰口的间距）之比不宜超过3，以使水流稳定和保证竖直运动；中心管流速不大于30mm/s；沉淀区的上升水流速度v不应大于设计的颗粒截留速度u，颗粒截留速度u可通过静置沉淀实验确定或查询设计手册等经验参数，对于生活污水一般取0.3mm/s～0.5mm/s；沉淀时间1.5～2.0h；污泥斗倾斜角45º～60º，靠1.5～2.0m静水压头排泥，不必装设排泥机械。
特点：
处理水量小，处理效果比平流式沉淀池差。
（3）辐流式沉淀池
运行过程：
辐流式沉淀池是直径较大、水深相对较浅的圆形池子。
它的直径一般在20～30m以上，最大可达100m，池深约2.5～5m，适用于大型水厂。
对于中央进水的辐流式沉淀池，水从中心管管壁上的孔口流入，在穿孔挡板的作用下均匀地沿池子半径向四周辐射流动。
由于水流断面不断增大，水平流速减少，颗粒的沉降轨迹是向下弯的曲线，可以相应延长颗粒的停留时间，增大沉降率。
清水由四周池壁的溢流堰流出，池底设有排泥装置。
辐流式沉淀池一般采用机械排泥。
刮泥机每小时旋转2～4圈，将污泥顺着坡度为0.05～0.06的池底刮到中央去，靠静水压力或污泥泵将污泥排走。
改进形式：
①周边进水，中央出水；②周边进水，周边出水。
作用：
增大进水面积，减少进水流速，改善水力条件，3利于颗粒沉降。
（4）沉淀池选择
3、斜板/斜管沉淀池
普通沉淀池的主要缺点在于悬浮物质的去除率不高（一般只有40％～70％），体积庞大，占地面积多。
（1）浅池沉降理论
斜板/斜管沉淀池能提高处理效率的原因：
①增加沉淀池的面积；②缩短沉降距离；③改善水力条件。
如Q不变，A↑→u0↓，η↑，更多悬浮颗粒沉淀；
如u0不变，H↓→t↓，减少沉淀池体积。
若将水深为H的沉淀池分隔成n个水深为（H/n）的沉淀池，可同时实现上述两个假设，即可同时增大沉降面积（A→nA），缩短沉淀时间（t→t/n），在处理流量Q不变的条件下，临界颗粒的沉降速度减小（u→u/n）,临界颗粒的直径减小（d→d/n0.5）（据斯托克斯公式）。
为了让沉到池底的污泥便于排除，把这些浅的沉淀区倾斜60º设置，以使污泥能顺利滑下，因此称为斜板沉淀池。
如将浅沉淀区的斜板做成蜂窝形或波纹形管，则称为斜管沉淀池。
近来也有人将它们通称为斜流式沉淀池。
斜板/斜管沉淀池中的水流处于稳定的层流状态，大大改善颗粒的沉降状态。
综上所述，与普通沉淀池相比，斜板/斜管沉淀池之所以能大幅度提高处理能力，主要是由于增加了沉淀池面积和改善了水力条件的缘故。
（2）构造类似于一般平流式沉淀池，附加一斜板/斜管沉淀区。
根据水流和泥流的相对方向，可将斜板/斜管沉淀池分为异向流（逆向流）、同向流和侧向流（横向流）三种类型，其中以异向流应用最为广泛。
异向流的特点是水流向上，泥流向下，倾角为60º。
斜板/斜管的长度通常约1～1.2m。
为了防止污泥堵塞和斜板变形，板间垂直距离以80～120mm为宜，斜管直径一般采用50～810mm。
用于给水处理时，斜板间距不应小于50mm，斜管直径则采用25～35mm。
斜板/斜管应选用轻质的薄壁材料制造，如木材和塑料等。
（3）设计计算（以异向流斜板沉淀池为例）
设斜板长度为l，倾斜角为θ，颗粒沿水流方向的上升流速为v，受重力作用的沉降速度为u。
在确定的沉淀时间内正好由a移动到b的颗粒沉速为u0，该沉淀时间相当于颗粒以v上升（l＋l1）的距离再以u0下降l2的距离所需要的时间。
即：
而：
，
，
又由：
斜板过水流量Q，ω为水流垂直的过水断面积，所以有：
联立可得：
上式变形可得：
其中
为原沉淀池的处理能力，
为加入斜板区后所导致增加的处理能力。
二、混凝
水和废水中常含有自然沉降法不能去除的悬浮微粒和胶体污染物。
对于这类原水，必须首先投加化学药剂来破坏胶体和悬浮颗粒在水中形成的稳定分散系，使其凝集成具有明显沉降性能的絮凝体，然后才能用重力沉降法予以分离。
混凝：
在含有悬浮颗粒和胶体物质的水中投加化学药剂，以破坏悬浮颗粒和胶体在水中形成的稳定分散系，使其聚集为具有沉降性的絮体，从而可
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