一、高效沉淀池的原理

高效沉淀池主要的技术是载体絮凝技术，高效沉淀池是一种快速沉淀技术，高效沉淀池其特点是在混凝阶段投加高密度的不溶介质颗粒,利用介质的重力沉降及载体的吸附作用加快絮体的生长及沉淀。高效沉淀池应用在给水处理的混凝反应沉淀；污水除磷处理、深度处理，可以去除部分溶解性有机物、色度、难降解有机物、总磷，还用于污泥浓缩。

二、高效沉淀池具体形式如何

进水区沿沉淀池的宽度布置，长度方向上位于淹没进水堰和沉淀区前的挡墙之间，沿着整个池宽方向布置的浮渣收集器将浮渣从水中分离并排放。增强的沉淀区可以分离比重大的SS（大约占总SS含量的80%）直接沉淀在污泥回收区，减少通过斜管的污泥量。

沉淀的污泥沿着斜管下滑然后跌落到池底，污泥在池底被浓缩。刮泥机上的栅条可以提高污泥沉淀效果，刮泥机慢速旋转并把污泥连续地刮进中心集泥坑。浓缩污泥间断地被排出到污泥处理系统。

污泥循环采用专门的污泥泵，污泥的回流可以避免过量投加药剂而导致金属离子超标。循环部分沉淀的污泥可以在一定程度上形成一个絮凝体的污泥层（絮凝体接触层），增加反应区SS 浓度；有效地缓冲进水的水质、水量负荷变化；减少混凝剂的耗量；提高絮凝体的密度从而提高沉淀速度，以便进一步减少占地面积。

所有的污泥管道系统配有防止堵塞的系统，利用高压水来解决堵塞问题。

为了收集絮凝体，斜管具有较大的开口尺寸，倾角60°，斜管长度为1.0m，d=80mm。澄清水通过集水槽收集，集水槽的优点在于能避免浮渣的积累。为了有利于在小水量时水流的分配，集水槽上的出水采用矩形堰。

三、高效沉淀池如何设计

高效沉淀池结合了混凝反应池+斜管沉淀池，包括混合区，絮凝区、推流区、预沉淀区、沉淀区5个部分。

（1）工作原理主要是：

a. 混凝，絮凝

向水中加入混凝剂（通常是带水的硫酸铝/氯化铝等），混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结，【磷酸盐与PAC（药剂中的铝离子）结合生成不溶性固体】，通过絮凝剂PAM强化絮体吸附架桥作用，加快形成长链条，保证生成絮体的质量。搅拌机的使用使得反应区原水、混凝剂、絮凝剂和污泥快速均匀混合，达到快速凝聚的结果。

b. 斜管分离澄清

由于高效的沉淀作用，脱离开沉淀池污泥层的悬浮物浓度很低，因此可以采用斜管沉淀进行泥水分离，斜管也增大了沉淀面积，利用浅池沉淀原理【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。】减少水中悬浮颗粒沉降的路程，提高悬浮物去除率，也提高了水力负荷。

c. 污泥回流及外排

污泥回流比一般按照5%的Q，并设计变频电机，如果条件允许，选用剩余污泥外排泵与回流泵同样型号，互为备用。剩余污泥量为总去除的悬浮物量+加入药剂的总和，可采用间歇式排泥。剩余污泥浓度高，无需浓缩，可直接脱水。

（2）加药区设计要点

a. 加药快混区为正方形，配混合搅拌机（当然气搅拌也可以，曝气更有利于磷酸盐与混凝剂反应，提高除磷效率，节省单位投药量，还可以改善污泥沉降性能）。为节省用地，混合区和絮凝区合建共壁，通过管道或过水孔过流。机械搅拌速度梯度G【又称为剪率，在两界面之间流动时，由于材料之间摩擦力的存在，使流体内部与流体和界面接触处的流动速度发生差别，产生一个渐变的速度场，用于算功率】取300~500S^-1，停留时间宜小于2min；搅拌速度梯度G最大可取500~1000S^-1，相应的G约大，HRT越小。

b. 快混区有效水深可以取3.8~4.0m，最大为4.5m；

c. 下进上出时，加药管走池顶进混合区，在叶轮下部靠近进水口；上进下出时，药剂和污泥回流设置在混合区上部，实在水流都不符合下游絮凝区要求时，可以增加导墙；

d. 混凝区出水管与下游絮凝区的距离越近越好，最好用直线，如果采用管道连接，管内流速按0.8~1.0m/s设计，管道内HRT不宜超过2min；

e. PAC/PAM 管注意防冻。

（3）絮凝区设计要点

a. 絮凝区设计为正方形，流态为中心导流筒下部池底进水，经提升搅拌机，水从导流筒上部溢出，在絮凝区下部出水进入推流区，搅拌机位于导流筒中央；

b. 絮凝区HRT为8~12min，峰值HRT不超过10min，计算时不算污泥回流量，按Q。若水中SS浓度不高时，添加PAC时，峰值流量下停留6~8min,平均Q下来HRT不超过15min；给水处理时间比污水处理时大些，取6~10min,不超过15min，反应池污泥浓度0.2~10kg/m³；

c. 絮凝区池底标高与沉淀区同底，有效水深为5.5~6.5m，根据HRT和h有效水深测算；

d. 絮凝区内设提升式搅拌机，设备带导流筒；导流筒筒内回流量达到进水平均水量的10~11倍。设计流量按Q时，导流筒上升流速最高取0.65~0.70m/s；一般按0.4~0.5m/s。导流筒直径约为混凝反应区长边尺寸的0.4~0.5倍；

e.提升搅拌机的外边缘线速度为2.8~3.2m/s，一般取3.0m/s，应设计为可变速；

f. 絮凝区出水口设计为过流洞通到推流区，过流洞的流速为0.03~0.05m/s；

g. 可在池角设计集水坑，连接放空管和阀门井。

（4）沉淀区设计要点

a. 沉淀区主体L=(Q/（n·q·sinθ·k）)^0.5；

其中n—斜管结构利用系数75~90%，

q—表面负荷【上升速度】取12~15m/h，建议取8~12m/h；用地紧张时可通过增加载体如磁粉等，增加负荷；

θ—为斜管倾角60~75，一般斜管长为1m；

k—斜管面积利用系数，0.92~0.95；

b. 沉淀区进口速度为80m/h；

c. 固体负荷 给水处理取6kg/m²·h；污水处理取5~24kg/m²·h，一般取12；

d. 沉淀区斜管长按1m，直径50~80mm.

e. 沉淀池底部坡度按0.07；

f. 沉淀池水深设计可取5.5~6.5m，斜管上部水深按0.7~1.0m，斜管区底部缓冲高度按1.0m，超高按0.4~0.6m，浓缩污泥区按0.1~0.5m，一般取0.2m;

g. 斜管区出水采用集水槽方式。堰口负荷峰值流量不超过1.6~1.7L/（s·m），平均流量按1.2以下。

注意：集水槽内部流速v宜为0.8~1.2m/s，槽内水深H取0.5m，其余同沉淀池计算。如果是穿孔集水槽的话，计算也可以先用A=Q/V,算出面积A，再根据W=A/H，算出槽宽W，再通算出槽宽，X=W+2H，通过算出湿周X，最后通算出R=A/X。

h. 斜管填料如果设计自动冲洗，最好是用中水；

i. 池体不同高度设取样管 ，污泥回流管、剩余污泥管上设计污泥取样管；

j. 刮泥机需设计扭矩过载保护，低泥位报警；扭矩30N/m²,外缘速度按0.04m/s，最大不超过0.07m/s；

k. 污泥泵不要用渣浆泵，用螺杆泵，注意流出定子抽出的空间；

l. 污泥浓度：剩余污泥浓度一般为20~30g/L，排泥浓度按10~50g/L，加石灰到达100~200g/L；

m. 污泥量=SS泥量+（药剂投加量（mg/L）*1.73*水量）/1000；

n. 不用渣浆泵，用螺杆泵或干井式不堵塞泵；最好用剩余污泥泵与回流污泥泵尽量选同一型号的泵，互为备用。