沉淀(净水工)ppt课件
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5
（3）颗粒在上升水 流中的沉淀：（3 种情况）
▪ 1）、颗粒自身下沉 的速度v1<上升流速 v2时，颗粒将会浮在 表面，气浮池正是应 用了这个规律。
6
▪ 2）、颗粒自身下沉 的速度v1>上升流速 v2时，颗粒将会沉到 池底，竖流沉淀池和 机械加速澄清池正是 应用了这个规律。
7
▪ 3)、当V1和V2相等的时候， 颗粒会处于悬浮状态，如果 众多的颗粒都处于悬浮状态 就形成悬浮层，水流夹带的 维絮体通过该悬浮层时便会 被截留下来，一段时间后， 通过接触，悬浮层凝聚结大， 其重力就会大于水流的上升 推力，便沉入池底，泥渣过 滤型澄清池应用了这一规律。
理论的沉淀池，它将沉淀管水平放置，原水平
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。
33
▪ 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。
36
高密度沉淀池
穿孔集水槽
6.78 6.45
5.25
5.55
泥水分离区
刮泥机 沉泥浓缩区
6.78
7.10
6.48
推流区 絮凝器
1.95
-1.80 放空管
2000
-2.00
污泥循环管 污泥排放管
污泥循环泵
7.25 6.78
7.75 7.05 6.95 7.20
6.55
6.95 7.05
混合絮凝区
可调器
▪ 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。
▪ 斜管沉淀池虽然沉淀效率要高于平流沉淀池，并 且池体小，占地少，但是斜管耗用材料多，造价 较高，管理维护费用高，同时排泥也较为困难。
▪ 拥挤沉淀：悬浮物颗粒在静水中沉淀时除了受到 颗粒本身的重力和水流阻力的作用外，容器和临 近悬浮颗粒对它也有影响。
4
（2）颗粒在动水中的沉淀 规律是由水流的流动方向 来决定的。
▪ 颗粒在水平水流中的沉淀： ▪ 杂质受重力，水流影响，
实际是以合力沿V3的曲线 下沉。 ▪ 这个实际上就是平流沉淀 池的工作原理。
38
▪ 第四节 加药、混凝、沉淀设备的运行管理 ▪ 加药设备注意设备运行情况，有无断矾、矾口走
小现象； ▪ 观察计量泵的各项数据是否正常；（压力值） ▪ 合理使用适宜浓度的混凝剂，投加两种药剂时注
意顺序； ▪ 加强巡回检查和测定分析。
39
14
▪ 一、平流沉淀池 ▪ 平流沉淀池可就地取材，造价低，操作管理方
便，施工较简单；其次平流沉淀池适应性强， 潜力大，处理效果稳定；同时该沉淀池采用排 泥管排泥，排泥效果好。但是它同样存在占地 面积较大，需要增加机械排泥设备，维护较复 杂等缺点。
15
平流沉淀池有四个功能区：进水区、沉淀区、 存泥区、出口区。
上向流、平向流、下向流三种。
31
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，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）。
32
▪ 五、水平管沉淀池
▪
水平管沉淀池是目前最接近“哈真”浅层
2
一、沉淀的类型
(1)自然沉淀：原水中不加混凝剂，完全借助颗粒 自重作用，使水中比重比水大的悬浮颗粒逐渐 沉降，这个过程称为～～。
(2)混凝沉淀：原水中常有些细小悬浮物或胶体杂 质，他们不能靠自身的重量下沉，这时要向水 中投加混凝剂，经过混凝可以生成大而重的矾 花，借助重力作用下沉，这个过程称为～～。
此，夏天水温高时，水的粘度小，如果其他条件 不变，则颗粒的沉速相应增加，沉淀的效果要好。 反之，冬季水的粘度大，颗粒的沉速降低，沉淀 效果差，这就是冬天水质难于处理中的原因之一。
11
第二节、沉淀设备概述
▪ 沉淀设备的主要作用是让水中的悬浮物沉淀出 来，并排除这些沉淀物（排泥）。 沉淀池的分类
▪ 作用分类：预沉池、滤前沉淀、最终沉淀、污 泥浓缩。
▪
22
23
三、辐流式沉淀池
▪ 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。2425源自四、斜板或斜管沉淀池沉淀池
8
（4）颗粒在倾斜水流中 的沉淀
▪ 颗粒运动方向为水流 流速V2与颗粒垂直沉 速V1的合速度V3的方 向，颗粒沿此方向下 沉到底板，向上流斜 管（板）沉淀池应用 了这一运动规律。
9
三、颗粒的沉速公式（STOKES）
▪ U0=g/18.ps-p/u.d2 ▪ U0:颗粒沉速；g：重力加速度；ps p：悬浮颗
粒密度和水的密度；d：颗粒的直径；u：水的 动力粘滞系数，与温度有关。 ▪ 从沉速公式看出颗粒的沉速随着密度增大而增 加，与颗粒直径平方成正比，与水的动力粘滞 系数成反比。 ▪ 这说明，要想沉速加大，提高沉淀效率，必须 设法增大颗粒的粒径和密度。
10
四、冬季水温低时沉淀的特点 ▪ 由于颗粒的沉速与水的动力粘滞系数成反比，因
▪ 沉淀池的流水方向：平流式、竖流式、畅流、 径流等。
▪ 截留颗粒的沉降距离：一般沉淀和浅层沉淀。
12
第三节、常见沉淀池
理想沉淀池 ▪ 1.颗粒处于自由沉淀状态。 ▪ 即在沉淀过程中颗粒之间互不干扰，不再凝
聚和破碎，颗粒的大小、形状和密度不变，因此 颗粒沉速始终不变。 ▪ 2.水流沿着水平方向流动，在横断面上，各点流 速相等。 ▪ 3。在沉淀区的进口处每一种颗粒大小的悬浮物在 垂直断面上浓度分布是均匀相等的。 ▪ 4.颗粒沉到池底即认为已被去除。
(3)化学沉淀：在摹写特种水处理中，投加药剂使 水中溶解杂质与之发生反应生产化学沉淀物的 沉淀过程，称为～～。
3
二、沉淀的基本原理
▪ （1）我们根据悬浮颗粒在水中的沉淀分离过程 特性将其分为两种：
▪ 自由沉淀：单个颗粒在静水中，只受到颗粒本身 的重力和水流阻力的作用而下沉容器壁和其他悬 浮物对它没有影响。
（三）出口区 出口区的作用是将沉淀后的清水引出。出口装
置尽量能收集上层清水，且在整个池宽方向方向收集， 集水速度尽量避免扰动已沉淀絮体。 （四）存泥区
存泥区的作用是积存下沉污泥。
20
2、沉淀池的排泥措施
▪ 斗底排泥 池底设置许多排泥斗，可在不停水的情况下进
行排泥，排泥斗壁倾角为30°~45°，每个斗底都 有排泥管，管上设阀门或底阀。定期开启阀门，可 将斗中积泥大部分排出。 ▪ 穿孔管排泥 ▪ 机械排泥
13
▪ 理想沉淀池的表面负荷就是它的截流沉速，反应 了能全部去除的颗粒中的最小颗粒沉速。
▪ 浑水在理想沉淀池中的沉淀效率只与沉淀池的表 面负荷率有关，而与其他因素（水深、池长、水 平流速、沉淀时间）无关，这一结论抓住了沉淀 池的主要矛盾，阐明了决定沉淀效率的主要因素 反应了下列问题： 当容积一定时，池深浅些，则表面积大些，沉淀 效率可以高些，此即“浅池理论”，斜板、斜管 沉淀池的发展即基于此理论。
3.75
4.50
100x100过水孔3.95
快速混合器 2.75 2.45
原水
-0.05
0.05
-1.65
手动阀门
37
六、沉淀池的排泥 ▪ 排泥的作用：确保水质，避免“翻池”。 ▪ 排泥设备： ▪ 1、斗式排泥；2、穿孔管排泥；3、机械排泥 ▪ 排泥一般在生产中根据原水浊度和设备负荷情况
来确定排泥周期。
H hi
进水区 A
Q
i
B
v v v
Ⅱ, v
沉淀区 L
u1<u0 Ⅱ u0
Ⅲ u1>u0 u1 Ⅰ
存泥区
平流沉淀池原理图
出水区 C
Q
D
16
17
18
沉淀池
19
1、平流沉淀池的构造
（一）进水区 进水区的作用是使水流均匀地分布在整个进
水的截面上，并尽量减少扰动。 （二）沉淀区
是沉淀池的主体，沉淀作用就在这里进行。
26
27
斜板沉淀池
28
29
斜管沉淀池原理图
30
▪ 同平流沉淀池相比较，斜管沉淀池增加了沉淀面 积和改善了水里条件，因此提高了沉淀效率。
▪ 数据：斜管形状：正六边形；斜管长度0.8m~1m； 斜管倾角：60o。
▪ 清水区高度：1.0~1.5m； 斜板、斜管沉淀池由一系列倾斜的薄板组成，斜 板、斜管沉淀池按水流方向分为：
虹吸吸泥机、吸泥泵、水力排泥阀等。
21
二、竖流式沉淀池
▪ 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。
34
水平管沉淀池
35
六、高密度沉淀池 ▪ DENSADEG高密度沉淀池是一种新型的沉淀池，具有混
合絮凝区、推流区、泥水分离区、沉泥浓缩区、泥渣 回流及排放系统组成。 ▪ 该沉淀池特点之一是污泥回流，回流量约占处理水量 的5-10%，发挥了接触絮凝作用。在絮凝区及回流污 泥中投加高分子混凝剂有助于絮凝颗粒聚结沉淀。沉 淀出水经过斜管沉淀区，较大的沉淀面积进一步沉淀 分离出了水中细小杂质颗粒。下部设有很大容积的污 泥浓缩区，根据污泥浓度定时排放。
第十五章
沉淀
第一节、沉淀概述 第二节、沉淀设备概述 第三节、常见沉淀设备 第四节、加药、混凝、沉淀设备运行管理
1
第一节、沉淀概述 ▪ 沉淀过程就是让原水经过加药、混凝后的水，通 过沉淀设备，依靠颗粒重力分离作用，是水中的 泥沙或矾花颗粒沉降下来，使水由浑变清的过程 （泥水分离的过程）。 ▪ 沉淀担负着去除水中80％-90％的悬浮物任务。
（3）颗粒在上升水 流中的沉淀：（3 种情况）
▪ 1）、颗粒自身下沉 的速度v1<上升流速 v2时，颗粒将会浮在 表面，气浮池正是应 用了这个规律。
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▪ 2）、颗粒自身下沉 的速度v1>上升流速 v2时，颗粒将会沉到 池底，竖流沉淀池和 机械加速澄清池正是 应用了这个规律。
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▪ 3)、当V1和V2相等的时候， 颗粒会处于悬浮状态，如果 众多的颗粒都处于悬浮状态 就形成悬浮层，水流夹带的 维絮体通过该悬浮层时便会 被截留下来，一段时间后， 通过接触，悬浮层凝聚结大， 其重力就会大于水流的上升 推力，便沉入池底，泥渣过 滤型澄清池应用了这一规律。
理论的沉淀池，它将沉淀管水平放置，原水平
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。
33
▪ 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。
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高密度沉淀池
穿孔集水槽
6.78 6.45
5.25
5.55
泥水分离区
刮泥机 沉泥浓缩区
6.78
7.10
6.48
推流区 絮凝器
1.95
-1.80 放空管
2000
-2.00
污泥循环管 污泥排放管
污泥循环泵
7.25 6.78
7.75 7.05 6.95 7.20
6.55
6.95 7.05
混合絮凝区
可调器
▪ 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。
▪ 斜管沉淀池虽然沉淀效率要高于平流沉淀池，并 且池体小，占地少，但是斜管耗用材料多，造价 较高，管理维护费用高，同时排泥也较为困难。
▪ 拥挤沉淀：悬浮物颗粒在静水中沉淀时除了受到 颗粒本身的重力和水流阻力的作用外，容器和临 近悬浮颗粒对它也有影响。
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（2）颗粒在动水中的沉淀 规律是由水流的流动方向 来决定的。
▪ 颗粒在水平水流中的沉淀： ▪ 杂质受重力，水流影响，
实际是以合力沿V3的曲线 下沉。 ▪ 这个实际上就是平流沉淀 池的工作原理。
38
▪ 第四节 加药、混凝、沉淀设备的运行管理 ▪ 加药设备注意设备运行情况，有无断矾、矾口走
小现象； ▪ 观察计量泵的各项数据是否正常；（压力值） ▪ 合理使用适宜浓度的混凝剂，投加两种药剂时注
意顺序； ▪ 加强巡回检查和测定分析。
39
14
▪ 一、平流沉淀池 ▪ 平流沉淀池可就地取材，造价低，操作管理方
便，施工较简单；其次平流沉淀池适应性强， 潜力大，处理效果稳定；同时该沉淀池采用排 泥管排泥，排泥效果好。但是它同样存在占地 面积较大，需要增加机械排泥设备，维护较复 杂等缺点。
15
平流沉淀池有四个功能区：进水区、沉淀区、 存泥区、出口区。
上向流、平向流、下向流三种。
31
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，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）。
32
▪ 五、水平管沉淀池
▪
水平管沉淀池是目前最接近“哈真”浅层
2
一、沉淀的类型
(1)自然沉淀：原水中不加混凝剂，完全借助颗粒 自重作用，使水中比重比水大的悬浮颗粒逐渐 沉降，这个过程称为～～。
(2)混凝沉淀：原水中常有些细小悬浮物或胶体杂 质，他们不能靠自身的重量下沉，这时要向水 中投加混凝剂，经过混凝可以生成大而重的矾 花，借助重力作用下沉，这个过程称为～～。
此，夏天水温高时，水的粘度小，如果其他条件 不变，则颗粒的沉速相应增加，沉淀的效果要好。 反之，冬季水的粘度大，颗粒的沉速降低，沉淀 效果差，这就是冬天水质难于处理中的原因之一。
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第二节、沉淀设备概述
▪ 沉淀设备的主要作用是让水中的悬浮物沉淀出 来，并排除这些沉淀物（排泥）。 沉淀池的分类
▪ 作用分类：预沉池、滤前沉淀、最终沉淀、污 泥浓缩。
▪
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三、辐流式沉淀池
▪ 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。2425源自四、斜板或斜管沉淀池沉淀池
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（4）颗粒在倾斜水流中 的沉淀
▪ 颗粒运动方向为水流 流速V2与颗粒垂直沉 速V1的合速度V3的方 向，颗粒沿此方向下 沉到底板，向上流斜 管（板）沉淀池应用 了这一运动规律。
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三、颗粒的沉速公式（STOKES）
▪ U0=g/18.ps-p/u.d2 ▪ U0:颗粒沉速；g：重力加速度；ps p：悬浮颗
粒密度和水的密度；d：颗粒的直径；u：水的 动力粘滞系数，与温度有关。 ▪ 从沉速公式看出颗粒的沉速随着密度增大而增 加，与颗粒直径平方成正比，与水的动力粘滞 系数成反比。 ▪ 这说明，要想沉速加大，提高沉淀效率，必须 设法增大颗粒的粒径和密度。
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四、冬季水温低时沉淀的特点 ▪ 由于颗粒的沉速与水的动力粘滞系数成反比，因
▪ 沉淀池的流水方向：平流式、竖流式、畅流、 径流等。
▪ 截留颗粒的沉降距离：一般沉淀和浅层沉淀。
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第三节、常见沉淀池
理想沉淀池 ▪ 1.颗粒处于自由沉淀状态。 ▪ 即在沉淀过程中颗粒之间互不干扰，不再凝
聚和破碎，颗粒的大小、形状和密度不变，因此 颗粒沉速始终不变。 ▪ 2.水流沿着水平方向流动，在横断面上，各点流 速相等。 ▪ 3。在沉淀区的进口处每一种颗粒大小的悬浮物在 垂直断面上浓度分布是均匀相等的。 ▪ 4.颗粒沉到池底即认为已被去除。
(3)化学沉淀：在摹写特种水处理中，投加药剂使 水中溶解杂质与之发生反应生产化学沉淀物的 沉淀过程，称为～～。
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二、沉淀的基本原理
▪ （1）我们根据悬浮颗粒在水中的沉淀分离过程 特性将其分为两种：
▪ 自由沉淀：单个颗粒在静水中，只受到颗粒本身 的重力和水流阻力的作用而下沉容器壁和其他悬 浮物对它没有影响。
（三）出口区 出口区的作用是将沉淀后的清水引出。出口装
置尽量能收集上层清水，且在整个池宽方向方向收集， 集水速度尽量避免扰动已沉淀絮体。 （四）存泥区
存泥区的作用是积存下沉污泥。
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2、沉淀池的排泥措施
▪ 斗底排泥 池底设置许多排泥斗，可在不停水的情况下进
行排泥，排泥斗壁倾角为30°~45°，每个斗底都 有排泥管，管上设阀门或底阀。定期开启阀门，可 将斗中积泥大部分排出。 ▪ 穿孔管排泥 ▪ 机械排泥
13
▪ 理想沉淀池的表面负荷就是它的截流沉速，反应 了能全部去除的颗粒中的最小颗粒沉速。
▪ 浑水在理想沉淀池中的沉淀效率只与沉淀池的表 面负荷率有关，而与其他因素（水深、池长、水 平流速、沉淀时间）无关，这一结论抓住了沉淀 池的主要矛盾，阐明了决定沉淀效率的主要因素 反应了下列问题： 当容积一定时，池深浅些，则表面积大些，沉淀 效率可以高些，此即“浅池理论”，斜板、斜管 沉淀池的发展即基于此理论。
3.75
4.50
100x100过水孔3.95
快速混合器 2.75 2.45
原水
-0.05
0.05
-1.65
手动阀门
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六、沉淀池的排泥 ▪ 排泥的作用：确保水质，避免“翻池”。 ▪ 排泥设备： ▪ 1、斗式排泥；2、穿孔管排泥；3、机械排泥 ▪ 排泥一般在生产中根据原水浊度和设备负荷情况
来确定排泥周期。
H hi
进水区 A
Q
i
B
v v v
Ⅱ, v
沉淀区 L
u1<u0 Ⅱ u0
Ⅲ u1>u0 u1 Ⅰ
存泥区
平流沉淀池原理图
出水区 C
Q
D
16
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18
沉淀池
19
1、平流沉淀池的构造
（一）进水区 进水区的作用是使水流均匀地分布在整个进
水的截面上，并尽量减少扰动。 （二）沉淀区
是沉淀池的主体，沉淀作用就在这里进行。
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斜板沉淀池
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斜管沉淀池原理图
30
▪ 同平流沉淀池相比较，斜管沉淀池增加了沉淀面 积和改善了水里条件，因此提高了沉淀效率。
▪ 数据：斜管形状：正六边形；斜管长度0.8m~1m； 斜管倾角：60o。
▪ 清水区高度：1.0~1.5m； 斜板、斜管沉淀池由一系列倾斜的薄板组成，斜 板、斜管沉淀池按水流方向分为：
虹吸吸泥机、吸泥泵、水力排泥阀等。
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二、竖流式沉淀池
▪ 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。
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水平管沉淀池
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六、高密度沉淀池 ▪ DENSADEG高密度沉淀池是一种新型的沉淀池，具有混
合絮凝区、推流区、泥水分离区、沉泥浓缩区、泥渣 回流及排放系统组成。 ▪ 该沉淀池特点之一是污泥回流，回流量约占处理水量 的5-10%，发挥了接触絮凝作用。在絮凝区及回流污 泥中投加高分子混凝剂有助于絮凝颗粒聚结沉淀。沉 淀出水经过斜管沉淀区，较大的沉淀面积进一步沉淀 分离出了水中细小杂质颗粒。下部设有很大容积的污 泥浓缩区，根据污泥浓度定时排放。
第十五章
沉淀
第一节、沉淀概述 第二节、沉淀设备概述 第三节、常见沉淀设备 第四节、加药、混凝、沉淀设备运行管理
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第一节、沉淀概述 ▪ 沉淀过程就是让原水经过加药、混凝后的水，通 过沉淀设备，依靠颗粒重力分离作用，是水中的 泥沙或矾花颗粒沉降下来，使水由浑变清的过程 （泥水分离的过程）。 ▪ 沉淀担负着去除水中80％-90％的悬浮物任务。