污水处理中沉淀工艺的原理及特点

污水处理中沉淀工艺的原理及特点

针对沉淀是去除水中悬浮物的主要单元，对沉淀工艺的进展方面进行了论述，主要介绍

了平流式沉淀池、蜂窝斜管填料沉淀池、高密度沉淀池、拦截式沉淀池的特点和优点，旨在

提高沉淀池的沉降效率。

目前，国内外的给水处理工艺大多采用沉淀（澄清）过滤和消毒形式，其中沉淀部分对

原水中悬浮物的去除显得尤为重要。沉淀池作为去除水中悬浮物的主要设施之一，在水行业

得到了广泛的应用。纵观沉淀构筑物的发展可以发现，在20世纪6O年代以前主要采用平流式、竖流式和辐流式沉淀池，60年代起各种澄清池盛行一时，70年代后，主要是斜管、斜板及复合型沉淀池。沉淀构筑物形式的改进提高了沉淀分离的效率。沉淀池的设计和开发都是

围绕怎样增加沉淀面积和改变水流流态这两方面进行的。沉淀池的设计总是以提高沉淀池的

沉降效率为目的。提高沉降效率有两种方法：1）缩短颗粒的沉淀距离、增大沉淀池面积，斜管沉淀属这一类；2）增大矾花颗粒的下沉速度，通过采用高效絮凝剂和优化絮凝工艺来实现。

1、平流式沉淀池

平流式沉淀池是目前我国大中型给水厂使用最广泛的池型，具有结构简单、管理方便、

耐冲击负荷强等优点。平流式沉淀池为矩形，上部为沉淀区，下部为污泥区，池前部有进水区，池后部有出水区。经混凝的原水流入沉淀池后，沿进水区整个截面均匀分配，进入沉淀区，然后缓慢流向出口区。水中的颗粒沉于池底，沉积的污泥定期排出池外。

2、蜂窝斜板（管）沉淀池

蜂窝斜板（管）沉淀是把与水平面成一定角度（一般为60。）的众多蜂窝斜板（管）组

件置于沉淀池中。水流可从下向上或从上向下流动，颗粒则沉于底部，而后自动滑下。从改

善沉淀池水力条件来分析，由于沉淀池水力半径大大减小，从而使雷诺数R大为降低，弗劳

德数大为提高，满足了水流稳定性和层流的要求。为了进一步提高沉淀效率，许多改良型的

蜂窝斜板（管）沉淀池应运而生。

蜂窝斜管填料特点：

1. 湿周大，水力半径小。

2. 层流状态好，颗粒沉降不受絮流干扰。

3. 当斜管填料管长为1米时，有效负荷按3-5吨/米2·时设计。V0控制在2.5-3.0毫米/秒范围内，出水水质最佳。

4. 在取水口处采用斜管填料，管长2.0～3.0米时，可在50-100公斤/米3泥砂含量的高浊

度中安全运行处理。

5. 采用斜管填料沉淀池，其处理能力是平流式沉淀池的3-5倍，加速澄清池和脉冲澄清池的

2-3倍。

6．采用优质无毒,孔径表面积大,不易老化,耐久性强,表面光滑,耐酸耐碱,轻质耐压,使用寿

命长,组装方便,安装牢固。

7、污泥量少，减少了污泥脱水等后处理工作量；产生的污泥沉降性好，有利于后段悬浮物的去除。

产品规格：Φ25mm、Φ35m、Φ50mm、Φ80mm

2．1迷宫式斜管沉淀池

迷宫式斜板沉淀池是在普通斜板沉淀池的斜板垂直方向上安装数道翼形叶片，翼形叶片

将进入的水流分为主流区、旋流区和环流区。位于主流区内的絮体，在流速和沉速的共同作

用下，逐步下沉。在旋涡区的絮体，被强制输送到环流区，每经过一个翼片截留一些絮体。

进入环流区的絮体，在环流作用下，呈螺旋形运动并沿翼片下沉到池底。迷宫斜板沉淀池的

涡旋区的涡旋强制输送和环流区的高效沉淀作用，使其具有较高的沉淀效率。

迷宫斜板的颗粒分离属于动态分离，特别是在涡旋区，它包括了旋流作用下进行的重力、流体阻力和惯性力等作用的分离过程，而且在主流区和旋流区产生的质量交换也有使絮体互

相碰撞絮凝的作用。因此，其处理效果优于普通斜板沉淀。

2．2小间距斜板沉淀池

蜂窝斜管填料沉淀池中水流在理论上处于层流状态，其实不然，实际上在斜管沉淀池中

水流是有脉动的，这是因为当斜管中大的矾花颗粒在沉淀中与水产生相对运动，会在矾花颗

粒后面产生小涡旋，这些涡旋产生的运动造成了水流的脉动。这些脉动对于大的矾花颗粒没

有影响，对于反应不完全的小颗粒的沉淀起到顶托作用，故此也就影响了出水水质。为了克

服这一现象，抑制水流的脉动，小间距斜板沉淀设备应运而生。

这一设备有以下优点：

1、由于间距明显减少，矾花沉淀距离也明显减少，使更多小颗粒可以沉淀下来；

2、由于间距减小，水力阻力增大，使之占水流在沉淀池中水流阻力的主要部分，这样沉淀池中流量分布均匀，与斜管相比，明显改善了沉淀条件；

3、排泥性能远优于其他形式的浅层沉淀池，因为这种设备基本无侧向约束，设备沉淀面积与排泥面积相等。

3、高密度沉淀池

高密度沉淀工艺是在传统的平流沉淀池的基础上，充分利用了动态混凝、加速絮凝原理

和浅池理论，把混凝、强化絮凝、斜管沉淀三个过程进行优化。主要基于4个机理：独特的

一体化反应区设计、反应区到沉淀区较低的流速变化、沉淀区到反应区的污泥循环和采用斜

管沉淀布置。反应池分为2个部分：快速混凝搅拌反应池和慢速混凝推流式反应池。快速混

凝搅拌反应池是将原水引入到反应池底板的中央，在圆筒中间安装一个叶轮，该叶轮的作用

是使反应池内水流均匀混合，并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能。矾花慢速地从

预沉池进入到澄清池，这样可避免矾花破碎，并产生涡旋，使大量的悬浮固体颗粒在该区均

匀沉积。

矾花在澄清池下部汇集成污泥并浓缩。浓缩区分为两层：上层为再循环污泥的浓缩，下

层是产生大量浓缩污泥的地方。逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。通过固定在清水收集

槽进行水力分布，斜管将提高水流均匀分配。清水由一个集水槽系统收回。絮凝物堆积在澄

清池下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩。该沉淀池有以下几方面的优点：