沉淀是水中的固体物质（主要是可沉固体），在重力的作用下下沉，从而与水分离 的一种过程。这种工艺简单易行，分离效果良好，是污水处理的重要工艺，应用非常广泛，在各种类型的污水处理系统中，沉淀几乎是不可缺少的一种工艺，而且还可能 是多次采用，现仅就沉淀在城市污水处理系统中的各种功能简述于下：
1.在一级处理的污水处理系统中，沉淀是主要处理工艺，污水处理效果的高低，基本上是由沉淀的效果来控制的。
2.在设有二级处理的污水处理系统中，沉淀具有多种功能，在生物处理设备前设初次沉淀池，以减轻后继处理设备的负荷， 保证生物处理设备净化功能的正常发挥。在生物处理设备后设二 次沉淀池，用以分离生物污泥，使处理水得到澄清。剩余活性污 泥的含水率很高，为了减少污泥消化设备的容积，在送往消化池 前要进行浓缩，设置浓缩池。
3.在灌溉或排入氧化塘前，污水也必须进行沉淀，以稳定水质，去除寄生虫卵和能够堵塞土壤孔隙的固体颗粒。根据污水中可沉物质的性质、凝聚性能的强弱及其浓度的高低，沉淀可分为
四种类型：
第一类是自由沉淀，污水中的悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚性能，在沉淀过程中，固体颗粒不改变形状、尺寸，也不互相粘合，各自独立的完成沉淀过程，颗粒在沉砂池和在初次沉淀池内的初期沉淀即属于此类。
第二类是絮凝沉淀，污水中的悬浮固体浓度也不高，但具有凝聚性能，在沉淀的过程中，互相粘合，结合成为较大的絮凝体，其沉淀速度（简称沉速）是变化的，初次沉淀池的后期，二次沉淀池的初期沉淀就属于这种类型。
第三类是集团沉淀（也称为成层沉淀），当污水中悬浮颗粒的浓度提高到一定浓度后，每个颗粒的沉淀将受到其周围颗粒存在的干扰，沉速有所降低，如浓度进一步提高，颗粒间的干涉影响加剧，沉速大的颗粒也不能超越沉速小的颗粒，在聚合力的作用下，颗粒群结合成为一个整体，各自保持相对不变的位置，共同下沉。液体与颗粒群之间，形成清晰的界面。沉淀的过程，实质上就是这个界面的下降过程。活性污泥在二次沉淀池的后期沉淀就属于这种类型。
第四类是压缩，这时浓度很高，固体颗粒相互接触，互相支
承，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的液体被挤出界面，固体颗粒群被浓缩。活性污泥在二次沉淀池污泥斗中和在浓缩池的浓缩即属于这一过程。
在二次沉淀池中，活性污泥能够一次地经历上述四种类型的沉淀。活性污泥的自由沉淀过程是比较短促的，很快就过渡到絮凝沉淀阶段，而在沉淀池内的大部分时间都是属于集团沉淀和压缩。
一. 沉淀池工艺
固体物质在污水中以三种状态存在：溶解态、胶体态和悬浮态。粒径小于10-6mm的固体物质一般以溶解态存在。胶体态 按照粒径又分为粗分散和细分散两种情况，细分散胶体的粒径在10-6〜10-4mm之间，粗分散胶体的粒径在10-4〜10-3mm之间。悬浮态的粒径一般大于10-3mm。有时也把粗分散胶态归为悬浮态。在污水水质分析中，一般把以各种状态存在的固体总和称为总固体TS，可从滤纸滤过的称为溶解性固体DS，滤纸上的残留物即不能通过滤纸的部分称为悬浮固体SS。一般来讲，只有10-4mm以下的粒子才能通过滤纸。因此，溶解性固体DS包括溶解态和细分散胶态固体；而悬浮固体SS包括粗分散胶态和悬浮态固体，即10-4mm以上的粒子。
在沉淀工艺中，人们又把总固体TS分为可沉固体物质、可漂浮固体物质和不可沉漂固体物质。可沉固体是指经过一段时间 (一般1h)能从污水中沉淀出来的固体物质，可漂浮固体是指经过简单的浮选措施可漂浮至污水水面的那部分固体物质，其余固体物质在污水中既不沉淀也不上浮，处于稳定状态，称之为不可沉漂固体。一般来说，10-3mm以下的粒子无论其密度比污水大还是小，在污水中既不下沉也不上浮，而10-3mm以上的粒子绝大部分都可以沉淀或漂浮。因此，以溶解态和所有胶态存在的固体均为不可沉漂固体物质，以悬浮态存在的固体绝大部分为可沉或可漂浮固体物质。
通过以上分析可看出，悬浮固体SS由可沉淀固体、可漂浮固体和一部分胶态的不可沉漂固体组成。生活污水的悬浮固体 SS中，可沉固体物质约60%，胶态固体物质接近40%，极少一部分为可漂浮固体物质。
二. 沉淀池分类
根据水流方向沉淀池分为平流式、辐流式和竖流式三种。
1. 平流式沉淀池
平流式沉淀池是污水处理厂中采用比较广泛的一种池形。污水从池一端流入，按水平方向在池内流动，从另一端溢出，池呈长方形，在进口处的底部设贮泥斗。入流装置是横向潜孔，潜孔均匀地分布在整个宽度上，在潜孔前设的挡流板，其作用是消能，使污水均匀分布。挡流板高出水面0.15〜0.2m，深入水下的深度不小于0.2m。也有竖向潜孔的入流装置。
出流装置多采用自由堰形式，堰前也设挡流板以阻拦浮渣，或设浮渣收集和排除装置。出流堰是沉淀池的重要部件，它不仅控制沉淀池内水面的高程，而且对沉淀池内水流的均匀分布有着直接影响。单位长度堰口的溢流量必须相等，此外，在堰的下游还应有一定的自由落差，因此对堰的施工必须是精心的，尽量做到平直，减少误差。有时为了增加堰口长度，在池中间部增设集水槽。
目前还多采用锯齿形溢流堰，这种溢流堰易于加工，也比较容易保证出水均匀。水面应位于齿高度的1/2处。
及时排除沉于池底的污泥是使沉淀池正常工作，保证出水水质的一项重要措施。
由于可沉悬浮颗粒多沉淀于沉淀池的前部，因此，在池的前部设贮泥斗，其中污泥通过排泥管借1. 5〜2. 0m的水静压力排出池外，池底一般设0.01〜0.02的坡度。
人们通过实践研制出了多种形式的排泥设备，比较常用的是链带式刮泥机。在池底部，链带缓缓沿与水流相反的方向滑动，刮板嵌于链带上，在滑动中将沉泥推人贮泥斗中，而在其移到水面时，又将浮渣推到出口，从那里集中清除。这种设备的主要缺点是各种机件都在水下，易于腐蚀，难于养护。
为了避免上述缺点，使用刮泥机件伸入水中的桥式行车刮泥机，在池壁上设轨道，行车在轨道上移动，刮泥设备将沉泥推到贮泥斗，不用时，将刮泥设备提出水外，免受腐蚀。
采用多斗式沉淀池，可不用机械的刮泥设备，每个贮泥斗单独设排泥管，可以各自独立排泥，能够互不干扰，保证沉泥浓度。 平流式沉淀池的长宽比如果过小，水流不易均匀稳定，而过大则会增加池中水平流速，二者都影响沉淀效率。所以，平流式沉淀池每个廊道的长度与宽度之比不应小于4，长度与有效水深的比值不小于8。
平流式沉淀池的缓冲层高度一般为0.5m，缓冲层上缘至少
高出刮泥板0.3m，池底纵坡不宜小于0.01。沉淀时间为1.0〜2.0h；表面水力负荷为1.5〜3.0m3/(m2•h);污泥区容积不宜大于2天的污泥量；排泥管直径不应小于200mm; —般生活污水的每人每日污泥量为14〜27g，污泥含水率按95%〜97%计；另外，初沉池出水堰的最大负荷不宜大于2.9L/(m • s)，以保证沉淀效率。
平流式沉淀池的优点是沉淀效果好、对冲击负荷和温度的变 化适应能力强、易于施工，缺点是占地面积大、配水不易均匀 (易于出现短路和偏流）、排泥问题较多（采用链带式刮泥设备时，机件都位于水下，易腐蚀；采用多斗排泥时，每个贮泥斗需单独设排泥管各自排泥，操作工作量大，运行管理比较繁琐）。平流式沉淀池适用于地下水位较高和地质条件较差的地区，大、中、小型污水处理厂均可采用。
2. 辐流式沉淀池
辐流式沉淀池，是直径较大的圆形池，直径一般介于20〜30m，但变化幅度可为6〜60m，最大甚至可达100m，池中心深度约为2. 5〜5.0m，池周则约为1. 5〜3. 0m。 污水一般是从中心处流出按半径的方向向池周流动，流速由大向小变化，也有由周边进水、中心出水的形式和周边进水、周边出水的形式。但一般采用第一种方式的居多。
中心管设于池中心处，污水从池底的进水管进入中心管，在中心管周围为入流区，设由穿孔障板组成的整流板，使污水在池内得以均勻流动，入流速度应低于1m/s，整流板的开孔面积总和应为池断面积的10%〜20%。出流区一般采用三角堰或淹没式溢流孔，为防止浮渣随水流走，在出水堰内侧设浮渣挡板，淹没深度为0.3〜0.4m，同时设置浮渣的收集、排出设备。刮浮渣板安装在刮泥机桁架的一侧，并随桁架缓慢转动。
辐流式沉淀池多采用刮泥机进行刮泥，刮泥机由刮泥板和桁架组成，刮泥板固定在桁架的底部，桁架绕池中心缓慢旋转，将沉于池底的污泥推入池中心处的污泥斗中，污泥从污泥斗中借助静水压力排出池外，也可用污泥泵排泥，池底应具有0.05左右的坡度，污泥斗的坡度为0.12〜0.16。
刮泥机旋转速度一般为1〜3r/h，外周刮板速度不超过3m/min，一般采用1.5m/min。刮泥机的驱动方式有多种，一般采用中心传动或周边驱动。当池径小于20m时，一般采用中心驱动式的刮泥机，驱动装置设在池子中心走道板上，而当池径大20m时，则多采用周边驱动式的刮泥机，驱动装置设在桁架的外缘。另外，还有半桥和全桥之分。当池子直径较大时，为保证排泥的速度和不超过最大周边刮泥速度，一般采用全桥形式，即刮
板总长等于池子直径。当池子直径较小时，一般采用半桥即可满足排泥要求。
辐流式沉淀池适用范围广泛，城市污水及各种类型的工业废水都可以使用，一般适用于大型污水处理厂，有的国家规定，当污水量超过20000mVd时，才建议采用辐流式沉淀池。这种沉淀池的缺点是排泥设备庞大，维护困难，造价较高。
生活污水处理用辐流式沉淀池的流量，按最大时流量考虑，沉淀时间一般用1.5〜2. Oh。表面负荷值可定为2〜3.6m3/(m2 • h)。辐流式沉淀池的池径不宜小于16m，平均有效水深不大于4m，直径与水深比一般介于6〜12之间，采用机械刮泥时，生活污水处理用沉淀池缓冲层上缘应高出刮泥板0. 3m。污泥在贮泥斗中的停留时间一般设为4h。
辐流式沉淀池的优点是对大型污水处理厂比较经济适用、排泥设备已定型，运行效果好；缺点是排泥设备复杂，要求较高的运行管理水平，对施工质量要求高，池内水流不易均匀，流速不够稳定，沉淀效果较差。辐流式沉淀池适用于大型污水处理厂和地下水位较高的地区。
3. 竖流式沉淀池
竖流式沉淀池，其表面呈圆形，也有采用方形和多角形的。直径或边长一般在8m以下。沉淀池上部呈圆柱形的部分为沉淀区，下部呈截头圆锥状的部分为污泥区，在两区之间设有不小于0. 3m的缓冲层。
污水从中心管流入，由下部流出，通过反射板的阻拦向四周分布，然后沿沉淀区的整个断面上升，澄清后的出水由池四周溢出。出流区设在池周，采用自由堰或三角堰。当池径大于7m时，设置辐射式汇水槽。
竖流式沉淀池的直径与有效水深的比值应不大于3，因为如果比值过大，池内水流就可能变成辐射流，絮凝作用减少，竖流式沉淀池的优点就无法发挥。
竖流式沉淀池的优点是占地面积小，排泥容易，不需要机械刮泥设备，便于管理。其缺点是：池深大，施工难，造价高；对冲击负荷和温度变化的适应性较差，每个池的容量小，污水量大时不宜采用；水流分布不易均匀等。
竖流式沉淀池适用于中、小型污水处理厂，处理城市污水、生活污水及食品工业、肉类加工工业等工业废水，但水量不宜过
大。
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