一、斜管沉淀池的原理及特色
依據淺池原理，在沉淀池有用容積必定的條件下。沉淀池面積越大，沉淀池的沉積功率就越高，與沉積時刻沒有聯系；沉淀池越淺，沉積時刻就越短。式沉淀池的沉積區是由一系列平行的斜板或斜管把水流分隔成薄層，體現了淺池原理。
斜板斜管沉淀池的特色是:
(1)使用了層流原理，水流在板間或管內活動，水力半徑很小，所以雷諾數較低，一般情況下，雷諾數Re在200左右，水流出現層流狀況，對沉積極為有利，斜管內水流的弗勞德數約在1*10^-3~1*10^-4之間，水流呈穩定狀況。
(2)添加了沉淀池的面積，使沉積功率進步。當然，因為斜板的詳細安置、進出水的影響及板或管內流態的影響等，處理才能不可能抵達理論倍數。實踐進步的沉積功率與理論沉積功率比稱為有用系數。
(3)縮短了顆粒沉積間隔，使沉積時刻大大縮短。
(4)斜板或內絮狀顆粒的再凝聚，促進了顆粒進一步長大，進步了沉積功率。
二、沉淀池的結構
斜管斜板式沉淀池的結構與一般沉淀池相同，是由進口、沉積區、出口與集泥區四個部分組成，只是在沉積區設置有許多斜管或斜板。
在斜板斜管沉淀池中，依照水流流過斜板的方向，可分為上向流、下向流平和向流三種。水流由下向上經過斜管或斜板，沉積物由上向下，它們的方向正好相反，這種方法稱作上向流(也稱異向流)。水流向下經過斜管或斜板與沉積
物的流向相同，這種方法稱作下向流(也稱同向流)。水流以水平方向活動的方法，稱為平向流(也稱橫向流，僅適用于斜板)。現在，電廠的水處理中多選用上向流，多以斜管作為組件組成斜管沉淀池。
1.進水區
水流從水平方向進入沉淀池，進水區主要有穿孔墻，縫隙墻和下向流斜管進水等方法，使水流在池寬方向上布水均勻，其要求和規劃安置與平流式沉淀池相同。為了使上向流斜管均勻出水，需要在斜管以下堅持必定的配水區高度，并使進口斷面處的水流速度不大于0.02-0.05m/s。
2.斜板斜管的傾斜角
斜板與水平方向的夾角稱為傾斜角，傾斜角a越小，截留速度u0越小，沉降作用越好，但為使污泥能主動滑下排泥曉暢，a值不能太小，對上向流斜板、斜管沉淀池，a一般不小于55°-60°。對下向流斜板、斜管沉淀池因排泥比較容易，一般不小于30°-40°。
3.斜板斜管的形狀與原料
為了充分使用沉淀池的有限容積，斜板、斜管都規劃成截面為密集形的幾許圖形，其中有正方形、長方形、正六邊形和波紋形等。為了便于設備，一般將幾個或幾百個斜管組成一個全體，作為一個設備組件，然后在沉積區安放幾個或幾十個這樣的組件。
斜板斜管的材料要求輕質、堅牢、無、價廉。現在運用較多的有紙質蜂窩、薄塑料板等。能夠用浸漬紙制成，并用酚醛樹脂固化定形，一般做成正六邊形，內切圓直徑為25mm。塑料板一般用厚0.4mm的硬聚氯乙烯板熱壓成形。
4.斜板的長度與距離
斜板斜管的長度越長，沉降功率越高。但斜板斜管過長，制作和設備都比較困難，并且長度添加到必定程度后，再添加長度對沉降功率的進步卻是有限的。如果長度過短，進口過渡段(進口過渡段指水流由斜管進口端的紊流過渡到層流的區段)長度所占的份額添加，有用沉降區的長度相應削減，斜管過渡段的長度大約為100-200mm。
依據經歷，上向流斜板長度一般為0.8-1.0m，不宜小于0.5m，下向流為2.5m左右。在截面速度不變的情況下，斜板距離或管徑越小，管內流速越大，外表負荷也就越高，因而池體體積能夠相應削減，但斜板距離或管徑過小，加工困難，并且易于阻塞。現在在給水處理中選用的上向流沉淀池，斜板距離或管徑大致為50-150mm，下向流斜板沉淀池的斜板距離為35mm。
5.出水區
為了確保斜板斜管出水均勻，出水這中集水設備的安置也很重要。集水設備由集水支管和集水總渠組成。集水支槽有帶孔眼的集水槽、三角鋸齒堰、薄型堰和穿孔管等方法。
斜管出口到集水孔的高度(即清水區高度)與集水支管之間的距離有關，應滿意下式：h≥√3/2L
式中：h為清水區高度，m；L為集水支管之間的距離，M。一般L的值為1.2-1.8m，所以h為1.0-1.5m。
6.顆粒的沉降速度u0
斜板間內的水流速度與平流式沉淀池的水平流速根本適當，一般為10-20mm/s。當選用混凝處理時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為例，剖析沉積區斜管尺度問題，下向流斜管斜板沉淀池原理與此相同，不多敘說。
為了剖析便利，取上向流斜管為矩形，斜管的縱剖面如
設斜管的傾斜角為a，斜管的長度為A，斷面高度為d，寬為w，斜管內水流平均流速為v，顆粒的沉降速度為u0。
設固體顆粒從斜管的A點進入抵達B點沉于管底，該顆粒的沉降速度既為它的截留速度。
以u0及v為兩頭所構成的三角形和以d/cosa及(L+d/sinacosa)為兩頭的三角形是類似的，所以得下列份額聯系:v/u0=L+d/sinacosa/d/cosa
由上式能夠推導出沉積單元長度:L=(v/u0-1/sina)d/cosa
沉積單元的斷面面積為dw，則單元所經過的流量q應為:q=vdw
由上式解出v代入式，得出q和u0的下列聯系：q=dwu0(Lcosa/d+1/sina)=u0(Lwcosa+dw/sina)
上式中Lw實踐是沉積單元頂邊的面積，Lwcosa是這個面積在水平方向的投影，能夠用Af來表明。Af能夠看作是為整個沉積單元外壁的面積在水平方向的投影(設壁厚為零，所以兩側壁的水平投影面積為零)。dw是沉積單元的斷面面積，dw/sina表明這個面積在水平方向的投影，可用A代表，A相同解釋為斷面的投影面積。這樣上式可改寫成簡略方法:q=u0(Af+A)
這個斜管單元的外表負荷應表明為:
外表負荷=q/A=vdw/A=u0(Af+A)/A
上式是對斜管沉淀池優于平流沉淀池的詳細闡明:在平流沉淀池中，外表負荷僅為u0，斜管沉積的外表負荷為它的(Af+A)/A倍。適當于斜管把沉積區的面積A變成(Af+A)來使用。因而，當傾角越小，即(Af+A)越大，斜管的功率越高，但為了沉泥的下滑，傾角不能太小。
四、斜管沉淀池的經歷數據
當選用現成斜管組件產品時，因為沉積單元的長度L、內徑d和傾角a已斷定。因而，規劃時可依據表3-2的斜板斜管經歷數據和沉積物的下滑速度選用。
上向流和下向流斜板斜管經驗數據 表3-2
|
項目 |
斜板斜管流速 v(mm/s) |
沉降速度 u0(mm/s) |
斜板斜管傾斜角 a(°) |
斜板斜管長度 (m) |
斜板斜管斷面高度 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參考表
絮狀物的下滑速度 表3-3
|
氫氧化鋁絮凝物的大小 |
下滑速度(mm/s) |
氫氧化鋁絮凝物的大小 |
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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