颗粒的沉降速率必须大于或等于沉降池的溢流率。
Vs=h/t0=h/(V/Q)=hQ/(lw h)=Q/(lw) 而(lw)即为沉淀池的表面积（As） A 这表明平流式沉淀池的去除效果
h
与池的深度无关。
Vl Vs
l
平流式沉淀池的去除效果为什么与深度无关？
当颗粒沉降速率Vs大于或等于溢流率V0时，去除该颗 粒所需的沉淀池颗粒仅为h/2，如果深度较大时则沉降
沉降速率为V0/4的颗粒，有1/4的比例会被去除。在沉
淀池中溢流率设计值为V0，沉降速率为Vs时，颗粒的
去除率P为：
A
P = Vs/V0。
Vl
h
V0/2
理想沉淀池
中部分颗粒 h 去除情况示 意图
V0/2
V0
l
Example 1
一平流式沉淀池，其溢流率为17m3/(d.m2)，希望去除沉 降速率分别为0.1mm/s, 0.2mm/s和1mm/s的颗粒。试计算 在理想沉淀池中不同沉降速率颗粒的去除率。
溢流率（overflow rate）：水的上升速率 ，有 时也称为表面负荷率，单位为m3/(d • m2)，表 示单位面积上的流量（ m3/d）。可以看成每天 每平方米的沉淀池表面积上所流经的水量，与 负荷类似。与液体速率相同（m/s）。
理想的平流式沉淀池符合以下三个假设：
① 颗粒与水流的流速均匀地分布在沉淀池截面上；
典型的堰溢流率
絮体类型 轻铝盐絮体(低浊度水) 重铝盐絮体(高浊度水) 石灰软化产生的重絮体
堰溢流率/[m3/d.m2] 143~179 179~268 268~322
2.6.2 沉淀原理
表面积As
沉淀区设计需要了解两个
液体
重要参数：絮体沉降速率
V0
Vs
Vs 和 沉 降 池 运 行 的 设 计 速 率 V0 。 颗 粒 向 下 沉 降 的 同 时，水流垂直地上升。
第二章 水处理
2.6 沉淀 （1）概述
在沉淀池（或叫澄清池）中，在一定时间内沉淀下来的颗 粒可以被去除。沉淀池通常为矩形或圆形，水流可以是辐 流式或上流式。尽管沉淀池的形式不同，但是其设计上一 般分成四个区域：进水区、沉淀区、出水区和污泥储存区。
设置进水区的目的是使水流均匀分布，且使悬浮颗粒通过 截面进入沉淀区。进水区包括一系列进水管和挡板。挡板 设置在沉淀池1m以下并延伸到池底。在挡板系统后面，水 流依进水构造的不同，呈现不同的流动形式，在某些点水 流呈均匀分布且水的流速减慢到沉淀区的设计流速。在这 些点，进水区终止，沉淀区开始。
平流式沉淀池
上流式沉淀池
导流板
穿孔挡板
出水堰
Q
沉淀区
进水区 污泥区
出水区
出水区 沉淀区 进水区
Q 污泥区
圆形沉淀池污泥收集系统的照片
圆形沉淀池污泥收集系统的示意图
设计良好的挡板系统，进水区就在沉淀池的长 度方向上延伸约1.5米，进水区设计是否合理对 去除效率有很大影响。
如果进水区的设计不合理，进水流速将无法降 低到沉淀区的设计流速。进水区的长度不能加 到沉淀区的设计长度中去，两者的长度必须分 开设计。
② 颗粒均匀分布，沉速不变，等速下沉，水平分 速等于v；
③ 任何颗粒只要接触到池底就认为被去除。
理想的平流式沉淀池中颗粒去除情况
假设一颗粒在A点，若要将其从水中去除，则该颗粒需 要有足够大的沉降速度，以确保在水流通过沉淀池的 停留时间内能够到达沉淀池的底部，即沉降速度至少 应该等于沉淀池的深度除以停留时间：Vs=h/t0。
V0 = Q/As 颗粒从沉降池底部去除而
V1
Vs
不会随出水流走的条件： 沉淀颗粒 Vs > V0。设计中需要确定
颗Hale Waihona Puke 的沉降速率，并将溢流速Q，颗粒+液体
流率设定为较低的数值。
上流式沉淀池中的沉降情况 V1-水流速率；Vs-颗粒的最终沉降速率
对于上流式沉降池， V0 = 50% ~ 70% Vs。
2.6.3 Vs的确定方法
在设计理想沉淀池时，首先需要确定欲被去除颗粒的沉 降速率（ Vs），然后设定溢流率（ V0）的值小于或等于 Vs。对于不同类型的颗粒，其沉降速率的确定方法不同。 颗粒的沉淀类型通常氛围以下三种： ① I型沉淀：颗粒以一定的沉降速率独立地沉淀。这些颗 粒在沉淀过程中互不干扰，其形状、尺寸和质量均不会 改变，下降速率也不改变。即颗粒以单一的形态沉降且 在沉降期间不会发生絮凝或被其它颗粒粘附，例如沙与 砾石的沉淀。常见于沉沙池、预沉池中。 ② II型沉淀：沉淀过程中颗粒会发生絮凝作用，其形状、 尺寸和质量会不断地改变，下降速率也会变化。常见于 铝、铁的混凝过程、初级沉淀池等。
Solution： 转换单位： V0 = 17m3/(d.m2) = 0.2mm/s； （1）Vs = 0.1mm/s < V0，去除率P = 0.1/0.2 =50% （2）Vs = 0.2mm/s = V0，去除率P = 100%（理想情况下） （3） Vs = 1mm/s > V0，去除率P = 100%,，所有颗粒可 以被轻易地除去。
速率等于V0的颗粒将无法完全去除。不过在较低深度 处进入沉淀池的颗粒，可以到达底部，所以会发生部
分去除的现象。
A Vl
h/2
Vs
l
A 2h
Vl Vs
l
平流式沉淀池部分去除发生的原因？
与上流式沉淀池不同，在平流式沉淀池中Vs<V0的颗粒 仍有部分能够去除。例如，沉降速率为V0/2的颗粒均 匀地进入沉降区，将有50%的颗粒会被去除。同样，
污泥储存区的构造和深度取决于清泥方式、清 泥频率和估计的污泥量等参数。所有这些参数 都可以估算。
如果沉淀池足够长，则储存深度可由池的底部 深度提供，否则必须在进水末端设置污泥斗。
在沉淀池内水流回经过很大的面积。流速缓慢。如果 澄清水的输出管道设置在沉淀池的末端，所有的水将 会冲进管道，在沉淀池内形成较高流速，从而导致已 经沉淀的絮体上升，并混入出水中。絮体洗出的现象 称为“冲洗”（scouring）。产生的原因之一是出水区 的设计不合理。较理想的方式是设计一系列水槽，以 提供较大的面积使水流通过，并减少沉淀池中靠近出 水区水流的速度。这些水槽称为堰（weirs）。在堰的 后面再将水流导入中央处的渠或管道，输送沉淀后的 出水。与轻颗粒相比，重颗粒所需要的堰较短。