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[摘 要]浅池理论原理发展形成的斜管沉淀池获得广泛的应用，效果一般均较普通平流式沉淀池提高3～5倍，因而它在生产实践中取得了较好效果。[关键字]斜管沉淀池；浅池理论
中图分类号：TU991.23 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）08-0181-01
1.引言
近几年来城市给水事业蓬勃发展，由浅池理论原理发展形成的斜管沉淀池也获得较为广泛的应用。我国在1965年开始进行澄清池分离区加斜板的实验，1968年又在福州水厂做了斜管除沙的试验，1972年第一座生产性的上向流斜管沉淀池正式投入使用。随着理论研究的不断深入和生产实践的不断总结积累，斜管沉淀技术正在不断发展。
2.浅池理论原理
设斜管沉淀池池长为L，池中水平流速为V，颗粒沉速为u0，在理想状态下，L/H=V/ u0。可见L与V值不变时，池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板，将H分成3层，每层层深为H/3，在u0与v不变的条件下，只需L/3，就可以将u0的颗粒去除。也即总容积可减少到原来的1/3。如果池长不变，由于池深为H/3，则水平流速可正加的3v，仍能将沉速为u0的颗粒除去，也即处理能力提高倍。同时将沉淀池分成n层就可以把处理能力提高n倍。这就是20世纪初，哈真（Hazen）提出的浅池理论。
3.斜管沉淀池设计原理
特点：在沉淀池的有效容积一定的条件下，增加沉淀面积，可使颗粒去除率提高。根据这一理论，过去增加把普通平流式陈定尺改建成多层多格的池子，使沉淀面积增加。但由于拍你问题没有得到解决，因此无法推广。为解决排泥问题，斜板和斜管沉淀池发展起来，浅池理论才得到实际应用。
为斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行。
管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。根据其相互运动方向分为逆（异）向流、同向流和测向流三种不同分离方式。每两块平行斜板间（或平行管内）相当于一个很浅的沉淀池。
其优点是：
第一，利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力。
第二，缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间。
第三，增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。
第四，去除率高，停留时间短，占地面积小。
这种类型沉淀池的过流率可达36m3/（m2.h），比一般沉淀池的处理能力高出7～10倍，是一种新型高效沉淀设备。并已定型用于生产实践。
为了创造理想的层流条件，提高去除率，需要控制雷偌数Re= ，斜管由于湿周p长，故Re可控制在200以下。远小于层流界限500。又從佛劳德数Fr= 可知，由于P长，W小，Fr数可达10-3-10-4。
异向流斜管沉淀池的水力计算可归纳为如下三种：
3.1分离粒径法
原理：废水中的悬浮物在重力作用下与水分离，实质是悬浮物的比重大于废水的比重时沉降，小于它时上浮。
废水中悬浮物沉降和上浮的速度（u），是废水处理设计中对沉降分离设备（如沉淀池）、上浮分离设备（如上浮池、隔油池）要求的主要依据，一般可用斯托克斯公式表示。
较小的球形悬浮颗粒在静水中的沉降速度可用斯托克斯公式计算。但废水中悬浮物质并非都是球形，而且在沉降过程中其形状、大小和比重常常发生变化，沉降速度也随之变化。
在实际工作中，常用试验方法来测定悬浮物的沉降特性，即先测定废水中悬浮物含量，再把废水搅拌均匀，注入一系列圆柱形容器内，经t1、t2、t3……tn时间后，分别在水深h处取出水样，测定悬浮物含量，从而求得不同沉淀时间的沉淀效率。
公式：
可分离颗粒的粒径dp可表示为：
式中a为颗粒沉速变化的加速度，即a=du/dt
上诉三种方法，各有不足之处，在目前还没有更完善的斜管沉淀池计算方法之前，认为分离粒径可作为斜管沉淀计算的出发点。
4.斜管沉淀池的流态设计
对斜管沉淀池进行设计需要以下参数：
4.1截留速度
斜管沉淀池在布置方面的差别，将影响设计截留速度值的取用。一般规模较大的斜管沉淀池，由于其进水分配和出水收集不容易保证均匀。斜管沉淀池在布置方面的差别，将影响设计截留速度值的取用。而设计时宜选用＼指标低于规模较小的斜管沉淀池。目前在异向流斜管沉淀池设计中，截留速度一般为0.15～0.40mm/s。
4.2管径与管距
目前国内异向流斜管沉淀池的断面几乎采用正六角行，一般用内切直径作为管径。目前用于给水处理的异向流斜管沉淀池的管径为25～35mm。
4.3斜管长度
斜管长度一般不宜小于50cm，斜管的长度取决于斜管的加工和沉淀池的池深。
4.4倾角
异向流倾角需要保持45～60°
4.5上升流速或表面符合率
异向流流速8.3～14mm/s.
4.6雷偌数（Re）
一般平流式沉淀池中的雷偌数（Re）常在104上，而水流属于紊流。斜管沉淀池则由于湿周增加，水力半径降低，而雷偌数（Re）明显减少，以致完全有条件控制在层流条件下（Re数小于500）。
4.7佛劳德数
在平流式沉淀池中，Fr值大致为10-5的数量级。斜管沉淀池由于水力半径减少和水流速度提高的提高，Fr数一般在10-3-10-4 的范围内，因而水流稳定性明显增加。
5.结语
在平流式沉淀池中或在原有平流式沉淀池中加斜板后，效果一般均较普通平流式沉淀池提高3～5倍，因而它在生产实践中取得了较好效果。特别湿对散性颗粒的去除效果更为显著。
作者简介：任柏铭（1989-），青海人，长安大学环境科学与工程学院，主修：市政工程。
中图分类号：TU991.23 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）08-0181-01
1.引言
近几年来城市给水事业蓬勃发展，由浅池理论原理发展形成的斜管沉淀池也获得较为广泛的应用。我国在1965年开始进行澄清池分离区加斜板的实验，1968年又在福州水厂做了斜管除沙的试验，1972年第一座生产性的上向流斜管沉淀池正式投入使用。随着理论研究的不断深入和生产实践的不断总结积累，斜管沉淀技术正在不断发展。
2.浅池理论原理
设斜管沉淀池池长为L，池中水平流速为V，颗粒沉速为u0，在理想状态下，L/H=V/ u0。可见L与V值不变时，池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板，将H分成3层，每层层深为H/3，在u0与v不变的条件下，只需L/3，就可以将u0的颗粒去除。也即总容积可减少到原来的1/3。如果池长不变，由于池深为H/3，则水平流速可正加的3v，仍能将沉速为u0的颗粒除去，也即处理能力提高倍。同时将沉淀池分成n层就可以把处理能力提高n倍。这就是20世纪初，哈真（Hazen）提出的浅池理论。
3.斜管沉淀池设计原理
特点：在沉淀池的有效容积一定的条件下，增加沉淀面积，可使颗粒去除率提高。根据这一理论，过去增加把普通平流式陈定尺改建成多层多格的池子，使沉淀面积增加。但由于拍你问题没有得到解决，因此无法推广。为解决排泥问题，斜板和斜管沉淀池发展起来，浅池理论才得到实际应用。
为斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行。
管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。根据其相互运动方向分为逆（异）向流、同向流和测向流三种不同分离方式。每两块平行斜板间（或平行管内）相当于一个很浅的沉淀池。
其优点是：
第一，利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力。
第二，缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间。
第三，增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。
第四，去除率高，停留时间短，占地面积小。
这种类型沉淀池的过流率可达36m3/（m2.h），比一般沉淀池的处理能力高出7～10倍，是一种新型高效沉淀设备。并已定型用于生产实践。
为了创造理想的层流条件，提高去除率，需要控制雷偌数Re= ，斜管由于湿周p长，故Re可控制在200以下。远小于层流界限500。又從佛劳德数Fr= 可知，由于P长，W小，Fr数可达10-3-10-4。
异向流斜管沉淀池的水力计算可归纳为如下三种：
3.1分离粒径法
原理：废水中的悬浮物在重力作用下与水分离，实质是悬浮物的比重大于废水的比重时沉降，小于它时上浮。
废水中悬浮物沉降和上浮的速度（u），是废水处理设计中对沉降分离设备（如沉淀池）、上浮分离设备（如上浮池、隔油池）要求的主要依据，一般可用斯托克斯公式表示。
较小的球形悬浮颗粒在静水中的沉降速度可用斯托克斯公式计算。但废水中悬浮物质并非都是球形，而且在沉降过程中其形状、大小和比重常常发生变化，沉降速度也随之变化。
在实际工作中，常用试验方法来测定悬浮物的沉降特性，即先测定废水中悬浮物含量，再把废水搅拌均匀，注入一系列圆柱形容器内，经t1、t2、t3……tn时间后，分别在水深h处取出水样，测定悬浮物含量，从而求得不同沉淀时间的沉淀效率。
公式：
可分离颗粒的粒径dp可表示为：
式中a为颗粒沉速变化的加速度，即a=du/dt
上诉三种方法，各有不足之处，在目前还没有更完善的斜管沉淀池计算方法之前，认为分离粒径可作为斜管沉淀计算的出发点。
4.斜管沉淀池的流态设计
对斜管沉淀池进行设计需要以下参数：
4.1截留速度
斜管沉淀池在布置方面的差别，将影响设计截留速度值的取用。一般规模较大的斜管沉淀池，由于其进水分配和出水收集不容易保证均匀。斜管沉淀池在布置方面的差别，将影响设计截留速度值的取用。而设计时宜选用＼指标低于规模较小的斜管沉淀池。目前在异向流斜管沉淀池设计中，截留速度一般为0.15～0.40mm/s。
4.2管径与管距
目前国内异向流斜管沉淀池的断面几乎采用正六角行，一般用内切直径作为管径。目前用于给水处理的异向流斜管沉淀池的管径为25～35mm。
4.3斜管长度
斜管长度一般不宜小于50cm，斜管的长度取决于斜管的加工和沉淀池的池深。
4.4倾角
异向流倾角需要保持45～60°
4.5上升流速或表面符合率
异向流流速8.3～14mm/s.
4.6雷偌数（Re）
一般平流式沉淀池中的雷偌数（Re）常在104上，而水流属于紊流。斜管沉淀池则由于湿周增加，水力半径降低，而雷偌数（Re）明显减少，以致完全有条件控制在层流条件下（Re数小于500）。
4.7佛劳德数
在平流式沉淀池中，Fr值大致为10-5的数量级。斜管沉淀池由于水力半径减少和水流速度提高的提高，Fr数一般在10-3-10-4 的范围内，因而水流稳定性明显增加。
5.结语
在平流式沉淀池中或在原有平流式沉淀池中加斜板后，效果一般均较普通平流式沉淀池提高3～5倍，因而它在生产实践中取得了较好效果。特别湿对散性颗粒的去除效果更为显著。
作者简介：任柏铭（1989-），青海人，长安大学环境科学与工程学院，主修：市政工程。