一、斜管沉淀池的原理及特色
依据浅池原理，在沉淀池有用容积必定的条件下。沉淀池面积越大，沉淀池的沉积功率就越高，与沉积时刻没有联系；沉淀池越浅，沉积时刻就越短。式沉淀池的沉积区是由一系列平行的斜板或斜管把水流分隔成薄层，体现了浅池原理。
斜板斜管沉淀池的特色是:
(1)使用了层流原理，水流在板间或管内活动，水力半径很小，所以雷诺数较低，一般情况下，雷诺数Re在200左右，水流出现层流状况，对沉积极为有利，斜管内水流的弗劳德数约在1*10^-3~1*10^-4之间，水流呈稳定状况。
(2)添加了沉淀池的面积，使沉积功率进步。当然，因为斜板的详细安置、进出水的影响及板或管内流态的影响等，处理才能不可能抵达理论倍数。实践进步的沉积功率与理论沉积功率比称为有用系数。
(3)缩短了颗粒沉积间隔，使沉积时刻大大缩短。
(4)斜板或内絮状颗粒的再凝聚，促进了颗粒进一步长大，进步了沉积功率。
二、沉淀池的结构
斜管斜板式沉淀池的结构与一般沉淀池相同，是由进口、沉积区、出口与集泥区四个部分组成，只是在沉积区设置有许多斜管或斜板。
在斜板斜管沉淀池中，依照水流流过斜板的方向，可分为上向流、下向流平和向流三种。水流由下向上经过斜管或斜板，沉积物由上向下，它们的方向正好相反，这种方法称作上向流(也称异向流)。水流向下经过斜管或斜板与沉积
物的流向相同，这种方法称作下向流(也称同向流)。水流以水平方向活动的方法，称为平向流(也称横向流，仅适用于斜板)。现在，电厂的水处理中多选用上向流，多以斜管作为组件组成斜管沉淀池。
1.进水区
水流从水平方向进入沉淀池，进水区主要有穿孔墙，缝隙墙和下向流斜管进水等方法，使水流在池宽方向上布水均匀，其要求和规划安置与平流式沉淀池相同。为了使上向流斜管均匀出水，需要在斜管以下坚持必定的配水区高度，并使进口断面处的水流速度不大于0.02-0.05m/s。
2.斜板斜管的倾斜角
斜板与水平方向的夹角称为倾斜角，倾斜角a越小，截留速度u0越小，沉降作用越好，但为使污泥能主动滑下排泥晓畅，a值不能太小，对上向流斜板、斜管沉淀池，a一般不小于55°-60°。对下向流斜板、斜管沉淀池因排泥比较容易，一般不小于30°-40°。
3.斜板斜管的形状与原料
为了充分使用沉淀池的有限容积，斜板、斜管都规划成截面为密集形的几许图形，其中有正方形、长方形、正六边形和波纹形等。为了便于设备，一般将几个或几百个斜管组成一个全体，作为一个设备组件，然后在沉积区安放几个或几十个这样的组件。
斜板斜管的材料要求轻质、坚牢、无、价廉。现在运用较多的有纸质蜂窝、薄塑料板等。能够用浸渍纸制成，并用酚醛树脂固化定形，一般做成正六边形，内切圆直径为25mm。塑料板一般用厚0.4mm的硬聚氯乙烯板热压成形。
4.斜板的长度与距离
斜板斜管的长度越长，沉降功率越高。但斜板斜管过长，制作和设备都比较困难，并且长度添加到必定程度后，再添加长度对沉降功率的进步却是有限的。如果长度过短，进口过渡段(进口过渡段指水流由斜管进口端的紊流过渡到层流的区段)长度所占的份额添加，有用沉降区的长度相应削减，斜管过渡段的长度大约为100-200mm。
依据经历，上向流斜板长度一般为0.8-1.0m，不宜小于0.5m，下向流为2.5m左右。在截面速度不变的情况下，斜板距离或管径越小，管内流速越大，外表负荷也就越高，因而池体体积能够相应削减，但斜板距离或管径过小，加工困难，并且易于阻塞。现在在给水处理中选用的上向流沉淀池，斜板距离或管径大致为50-150mm，下向流斜板沉淀池的斜板距离为35mm。
5.出水区
为了确保斜板斜管出水均匀，出水这中集水设备的安置也很重要。集水设备由集水支管和集水总渠组成。集水支槽有带孔眼的集水槽、三角锯齿堰、薄型堰和穿孔管等方法。
斜管出口到集水孔的高度(即清水区高度)与集水支管之间的距离有关，应满意下式：h≥√3/2L
式中：h为清水区高度，m；L为集水支管之间的距离，M。一般L的值为1.2-1.8m，所以h为1.0-1.5m。
6.颗粒的沉降速度u0
斜板间内的水流速度与平流式沉淀池的水平流速根本适当，一般为10-20mm/s。当选用混凝处理时u0=0.3-0.6mm/s。
三、上向流斜管沉淀池的沉降剖析
以上向流斜管沉淀池为例，剖析沉积区斜管尺度问题，下向流斜管斜板沉淀池原理与此相同，不多叙说。
为了剖析便利，取上向流斜管为矩形，斜管的纵剖面如
设斜管的倾斜角为a，斜管的长度为A，断面高度为d，宽为w，斜管内水流平均流速为v，颗粒的沉降速度为u0。
设固体颗粒从斜管的A点进入抵达B点沉于管底，该颗粒的沉降速度既为它的截留速度。
以u0及v为两头所构成的三角形和以d/cosa及(L+d/sinacosa)为两头的三角形是类似的，所以得下列份额联系:v/u0=L+d/sinacosa/d/cosa
由上式能够推导出沉积单元长度:L=(v/u0-1/sina)d/cosa
沉积单元的断面面积为dw，则单元所经过的流量q应为:q=vdw
由上式解出v代入式，得出q和u0的下列联系：q=dwu0(Lcosa/d+1/sina)=u0(Lwcosa+dw/sina)
上式中Lw实践是沉积单元顶边的面积，Lwcosa是这个面积在水平方向的投影，能够用Af来表明。Af能够看作是为整个沉积单元外壁的面积在水平方向的投影(设壁厚为零，所以两侧壁的水平投影面积为零)。dw是沉积单元的断面面积，dw/sina表明这个面积在水平方向的投影，可用A代表，A相同解释为断面的投影面积。这样上式可改写成简略方法:q=u0(Af+A)
这个斜管单元的外表负荷应表明为:
外表负荷=q/A=vdw/A=u0(Af+A)/A
上式是对斜管沉淀池优于平流沉淀池的详细阐明:在平流沉淀池中，外表负荷仅为u0，斜管沉积的外表负荷为它的(Af+A)/A倍。适当于斜管把沉积区的面积A变成(Af+A)来使用。因而，当倾角越小，即(Af+A)越大，斜管的功率越高，但为了沉泥的下滑，倾角不能太小。
四、斜管沉淀池的经历数据
当选用现成斜管组件产品时，因为沉积单元的长度L、内径d和倾角a已断定。因而，规划时可依据表3-2的斜板斜管经历数据和沉积物的下滑速度选用。
上向流和下向流斜板斜管经验数据 表3-2
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项目 |
斜板斜管流速 v(mm/s) |
沉降速度 u0(mm/s) |
斜板斜管倾斜角 a(°) |
斜板斜管长度 (m) |
斜板斜管断面高度 d(m) |
|
上向流斜管 |
2-4 |
0.3-0.6 |
55-60 |
1.0-1.2 |
25-35 |
|
上向流斜板 |
3-4 |
0.3-0.6 |
55-60 |
1.0-1.2 |
35-50 |
|
下向流斜板 |
20-25 |
0.3-0.6 |
30-40 |
2.0-2.5 |
35-50 |
沉淀物的下滑速度可参考表
絮状物的下滑速度 表3-3
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氢氧化铝絮凝物的大小 |
下滑速度(mm/s) |
氢氧化铝絮凝物的大小 |
下滑速度(mm/s) |
|
大絮凝物 |
4.4 |
重新沉淀的分散絮凝物 |
1.4 |
|
中等大小絮凝物 |
3.0 |
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