沉澱澄清技術

斜管沉澱池在推廣過程中不斷有所改進。 側向流(又稱橫向流)斜板沉澱池構造，是由多層斜板和骨架結構組成，在淺層池中按順水流方向布置，使水中固、液分離各行其道，以提高沉澱效果。 側向流斜板沉澱池是按淺層沉澱理論和同向流斜板沉澱特性。

遼寧萊特萊德環境工程有限公司
(1)機械攪拌澄清池
機械攪拌加速澄清池是將混合、絮凝和澄清工藝組建在一個池子內，並採用機械攪拌使活性泥渣呈循環回流方式，促使泥渣和原水接觸起絮凝作用，提高澄清的效果。主要由第一、二反應室和分離室組成。經投藥後的原水進入第一、二反應室後與回流泥渣接觸，結成大而重的絮凝體，在分離室內分離澄清後出流。機械攪拌裝置為變速電機帶動的葉輪和葉片，葉輪提升水流，葉片攪拌加速混凝反應。該池優點是，對水量、水質變化適應性較強，耗礬率低，淨化效率較高，而且運行管理方便。
中國市政工程中南設計院於1964年在武漢肉聯廠給水工程設計中首次開始套用這項技術，1965年投產後，獲得了滿意的成果。1963年北京市政設計院在北京水源六廠設計了大型機械攪拌加速澄清池，單池直徑為24m設計水量為32400 m3/d,1965年建成投產後效果良好，並編制了全國標準圖集。
1972年撫順市市政工程設計院作了改進，將三角配水槽改為蘑菇喇叭形進水口;改大池下部斜壁傾角、縮小池底直徑，以利排泥，改進攪拌葉輪為爪形，提高攪拌效果等。處理低溫低濁度水，效果一直穩定良好。以後，上海市政工程設計院、中國市政工程中南設計院在池型結構上均有改進。如上海嘉定水廠設計中在池中加設了斜板;漢口堤角水廠加設蜂窩斜管，都提高了水量。
中國市政工程西南設計院曾為瀘州天然氣工廠工程設計的直徑為36m的、單池水量為3650 m3/h的輻射式、機械攪拌加速澄清池，曾獲建設部70年代優秀設計一等獎。
(2)斜管沉澱池
斜管沉澱技術是根據美國哈真(Hazen)提出的“顆粒沉降速度與沉澱面積有關，而與池深無關”的淺層沉澱的原理，1945年由甘布(Camp)提出了層格沉澱池的方案，1964年漢遜(Hanson)發展為“斜管沉澱”的設計池型。1969年國內首先由中國市政工程中南設計院開始進行試驗研究，於1972年在武漢國棉一廠建成第一座規模2萬m3/d的斜管沉澱池。同時，上海市政工程設計院又在上海浦東水廠技術改造工程中進行生產性試驗，證明效果十分明顯。於是在全國給水水廠工程中被推廣套用。斜管材料，一般用聚苯乙烯塑膠或玻璃鋼等加工製成，斜管斷面多為六角形或山字形，內徑為25~35mm，管長為1m，安裝成傾角60°並做成1×1m塊體，並用支架撐裝在池內。斜管沉澱池設計上升流速採用2~3mm/s。為使池內水流的進、出水均勻，一般多採用中央底部進水渠對稱配水方式，而出水則採用淹沒式孔口集水槽或鋸齒形堰集水槽。斜管沉澱池單組面積不宜過大，以每組處理能力在5萬m3/d以下為宜，如果斜管沉澱池的表面負荷較大、且沉泥集中時，可採用往復式底部刮泥機或鏇轉式底部刮泥機進行連續排泥，以保證沉澱效果。
斜管沉澱池沉澱效率高、耗礬量低、投資省、占地少、管理方便，特別適用於舊廠挖潛改造工程。但還存在耐衝擊負荷較差，蜂窩斜管管材耐用性有待提高等缺點。
斜管沉澱池在推廣過程中不斷有所改進。在型式方面由異向流發展為同向流斜管沉澱池，側向流斜板沉澱池及翼片式斜板沉澱池以及加速澄清池、平流式沉澱池內加斜管(板)綜合沉澱池等多種型式;適用範圍也在不斷地擴大與提高，不僅適用於淨化中等濁度的原水水質，還能淨化高濁度及低溫、低濁度等原水。
(3)水力水鏇式綜合澄清池
水力、水鏇綜合澄清池是中國市政工程西北設計院為汛期能處理高濁度水，非汛期又能處理低濁度水而設計的一種新型澄清池，它的特點是把處理低濁度水有較好效果的水力循環澄清池，和處理高濁度水有較好效果的水鏇澄清池，取其兩池的各自優點，有機地結合為一池，使一池二用，較好地解決了高濁度水與低濁度水處理間的矛盾。
①根據水射器所需進水壓力和水鏇要求的進水壓力相同的特點，設定由池中部進水的高濁度水進水管;由底部進水的低濁度水進水管，以既解決泵房供水壓力不變的要求;也解決兩種水質進水管位置的不同需要，而且操作還比較簡便。
②把水力循環池斜壁45°與高濁度水泥渣濃縮室的泥渣崩塌角45°~50°兩者的相同特點統一起來，省去高濁度水的刮泥機，用斗式排泥代替。
③用壓蓋環、回流活門，調正高濁度水與低濁度水的不同反應時間和排泥的需要。
該池型在黃河支流大通河上，1975年投入運行後，經多年運轉和檢測，原水含沙量在60kg/ m3左右，都能正常供水，出水濁度仍在30°以下。原水含沙量30kg/ m3以下及低溫低濁水時，出水濁度可在20°以下。1985年評為甘肅省優秀設計。
(4)同向流斜板沉澱池
1970年瑞典首先研製出同向流斜板沉澱池(國外稱為蘭美拉)後，我國也於1972年由天津市自來水公司、北京市市政設計院進行試驗研究，很快在天津、北京、福州、南通、重慶等城市的設計、生產單位套用推廣，並根據不同原水水質條件進行改進與提高。這種池的原理，是原水進入斜板單體水和沉泥一同向下流，沉泥借自重而下滑進入下部集泥區，澄清後的水則經分離區，由上部集水系統導流出池外。其構造主要由斜板、集水槽以及分割斜板單元體的肋條組成，其基本參數為，斜板間流速為20~25mm，沉降速度為0.3~0.6mm/s，斜板傾角為30°~40°，斜板長為2.0~2.5m，滑泥板傾角為60°，斷面高度為35~50mm。這種同向流斜板沉澱池具有傾斜角度小、沉澱面較大，效率高，占地面積小，建設投資較低，且易於標準化、商品化等優點，同向流斜板沉澱池曾於1975年套用於北京田村淨水廠一期工程設計，單池能力為8.64萬m3/d，水源為團城湖水，1975年投產後，沉澱後出水濁度為5~7mg/1，沉澱效果良好。
為解決板間積泥及集水系統堵塞問題，天津市自來水公司研究成功管式集水同向流沉澱池，能保證沿板寬均勻集水，採用小阻力方式集水，既能節省水頭，又不擾動板間流態，使沉泥順利連續滑入集泥區，便於清洗。
(5)側向流斜板沉澱池
側向流(又稱橫向流)斜板沉澱池構造，是由多層斜板和骨架結構組成，在淺層池中按順水流方向布置，使水中固、液分離各行其道，以提高沉澱效果。我國於1975年曾由成都市自來水公司和中國市政工程西南設計院為探索側向流斜板沉澱池效果而進行過模型試驗研究，後來又研製成組合式側向流斜板型裝置，其液面負荷達80~40 m3/�・h並獲得專利。1976年北京市市政設計院，經過生產性試驗，將成果用於北京水八廠水源井除砂工程中。
1983年中國市政工程東北設計院在設計長春中日友好水廠淨水工藝中，根據日本提供的技術資料及該水廠原有淨水系統生產經驗，首次採用了側向流斜板沉澱池，設計規模為18萬m3/d，後來又先後於1988、1989及1990年相繼在吉林市三水廠、遼源水廠以及通化哈泥河水廠等工程設計中套用。
側向流斜板沉澱池是按淺層沉澱理論和同向流斜板沉澱特性。綜合發展出來的新型斜板沉澱池，能適應水質變化、耐衝擊負荷性能強、液面負荷高。它不需在斜板體上部設集水槽，更有利於舊有平流式沉澱池改造工程。
(6)氣浮分離池
氣浮淨水工藝技術，是加壓溶氣於水，使水中產生大量的微細而穩定的氣泡，與雜質絮粒相粘附，造成比重小於水的絮凝體，而上浮水面，以達到固、液分離的目的。氣浮池的優點是池形淺，結構簡單，單位面積產水量高，固液分離時間短，泥渣含水量低，耗能較低、操作簡易、適用於低溫低濁度的、含藻類及有機物質較多的、污染質和色度較高的或溶解氧化的特種水質淨化處理。
80年代初，同濟大學研製出Ts-78型低壓高壓溶氣釋放器的動力能耗比國外有較大的降低，其高效壓力溶氣罐的效率，表面負荷率、分離效果及池高等均達到國外先進技術水平。
氣浮水工藝套用中有氣浮、接觸過濾和氣浮、側向流斜沉澱、過濾兩種工藝流程。
(7)縱向集水梯形斜板沉澱池
1980年由北京市市設計院進行了模型試驗和生產性試驗，研究成果獲國家發明三等獎。
縱向集水梯形斜板沉澱池是沿斜板層間水流方向從兩側收集澄清水，採用縱向沿程集水方式，使沿程流量逐漸減少，沿程水流注速也不斷地降低，使更多的沉降速度小的顆粒雜質集於沉澱池內，提高了沉澱效率。
該池型構造主要由橫斷面呈梯形的斜板沉澱池是沿斜板層間水流方向從兩側收集澄清水，採用縱向沿程集水方式，使沿程流量逐漸減少，沿程水流流速也不斷地降低，使更多的沉降速度小的顆粒雜質集於沉澱池內，提高了沉澱效率。
該池型構造主要由橫斷面呈梯形的斜板體和縱向集水管組等構件組成的若干立體單元體及清水渠道、污泥濃縮室和排泥管組成。為防短流，採取在斜板組前、後採取封閉措施。這種沉澱池，解決了同向流板間積泥問題，簡化了構造，節省了材料，而且管理方便。有關設計參數為，斜板為2m、傾角為40°、斜板間距為38mm、集水管直徑為32mm、表面負荷率為25~50m3/�・h。適用於原水濁度<2000mg/1。1983年被北京市政設計院用於北京田村水廠二期工程。
(8)翼片斜板沉澱池
翼片斜板沉澱池又稱迷宮式斜板沉澱池，其構造原理是利用斜板上等間距鑲嵌鰭板所形成的渦流，快速分離流動水中的絮凝物。斜板上翼片，將水流分為主流層流區、漩渦區、環流區，以及泥渣滑落區等。在水流速度較快的主流層流區內，絮凝物的沉降，取決於重力的大小，而流體陰力和慣性力則妨礙絮凝物的沉降;在漩渦區，絮凝物卻受漩流波動的影響，而被輸送到環流區;在環流區，作用於絮凝物的重力、流體阻力及慣性力等，均有助於絮凝物的沉澱。水流鏇轉速度為主流層流區的20%~25%，水流狀態相對穩定，使該區內保持較高的分離率，因而翼片斜板沉澱池具有較高的沉澱效率，其表面負荷率可達10~14 m3/�・h。
中國市政工程東北設計院，於1985年在哈爾濱市自來水公司第四水廠擴建工程中套用，並通過生產性試驗研究獲得成功，後又於1988年在該市第三水廠改擴建工程中推廣套用，設計規模為30萬m3/d。其主要設計參數為，斜板和翼片間主流區流速為24.5mm/s，斜板間距為105mm，斜板傾角為60°，總高度為3.64m，水流停留時間為6.5min。斜板採取掛裝，方便拆卸和維修。該工程竣工投產後，效果良好。隨後在四川、雲南、廣西也得到套用。