斜板、斜管沉淀
沉淀过程的分析
设有水平沉淀池取其端面ABCD（见图2-3），做如下分析。
在A点，大于或等于沉速u0的颗粒愈水平流速v的合成速度的方向AD重合时，则这些颗粒都能被除掉；在E点若有颗粒沉速为U。u与v的合成速度的方向与ED线相重合，说明E点以下沉速为u的颗粒均能除掉，由于颗粒在断面上是均匀分布的，故颗粒去除率可用EC/AC来表示。
图2-3中池深AC以H表示，池长CD以L表示，若将池深分为四层，则颗粒沉淀深度减少至H/4，则池长可减少至L/4，即池体减少了3/4。若池长L不变，则水平流速可增加爱4倍。可见增加4倍水平方向的沉淀面积，水处理能力也增加4倍。在实际应用中，通常用倾斜放置的板或管构成沉淀单元，称为斜板、斜管沉淀。它可增加水平沉淀面积10倍甚至20倍以上，但由于进出口水流的影响，管内流态干扰以及沉泥干扰等原因，实际沉淀效率增高2~4倍。
斜板、斜管能增大沉淀能力的原因可归纳为以下几点：
① 沉淀距离减小，沉淀时间缩短，或者说是增加了沉淀面积。颗粒的去除率为颗粒的沉速与表面负荷率之比。采用斜板后沉淀面积的增加率为
α=L/D * cosθsinθ
式中，d为斜板间距，参见图2-5.当d=25mm,L=700mm,θ=30°时，α≈12，由于沉淀面积增大，表面负荷降低。
② 由于斜板斜管内的再凝聚作用，使絮状物变大，易于沉淀。增加斜板、斜管后形成上下流动的混合流，增大了上壁处的速度梯度，使GT值增大，有利于二次凝聚作用。斜板、斜管增加了水流通道中的润周，有利于水的搅拌。下降的絮状物依次同多边形宽水流通道中的上升流接触，原水中的浊度再次被下层絮状物吸附。
③ 斜板、斜管创造了层流沉淀条件。雷诺数（Re）500以下为层流区，雷诺数大于2000为紊流，上向流斜管沉淀雷诺数一般小于50，斜板沉淀池雷诺数一般也能小于500.
在工程应用中，把这种能增加沉淀效率的管或板斜放（称为斜板、斜管）以便于流动的排泥，一般取60°，称为斜板或斜管。所谓斜管，实际不是圆形管，而是正方形、正六边形（它们的水力半径是d/4，其中d为对边间距）。此外还可以包括长边比短边不大于2倍的长方形，而其他长方形则视为斜板。
斜板的雷诺数可用下式计算。
Re=Rv0/v=(d/4 * v0)/0.01=25v0d
式中，R为水力半径，cm；v为水运动粘滞系数，cm2/s，当水温为20℃时为0.01cm2/s；d为直径，cm；v0为流速，cm/s。
若取d=2.5~5cm,v0=4~8cm/s，Re均在100以下；其中d=2.5cm，v0=8.5mm/s，Re=50,可见水呈层流状态，由于斜管的效果比斜板好，而且便于安装，故工业水处理中多采用斜管，而且应用立方体的较多。这种立方体可用硬聚氯乙烯片制作，厚度为0.4~0.5mm，相对密度1.3~1.45。先把硬片压成多槽装的板，然后用粘合剂粘在一起，成为图2-4所示的形状。也可采用环氧玻璃钢材料或永酚醛树脂处理过的牛皮纸做成蜂窝体。
