二、理想沉淀池理论

理想沉淀池为矩形水池，基本结构如图2.4所示。经混凝的原水流入沉淀池后，沿进水区整个截面均匀分配，进入沉淀区，然后缓慢地流向出水区。水中的颗粒沉于池底，沉积的污泥连续或定期排出池外。

所谓理想沉淀池应符合下列三个假设：

①颗粒沉速不变，按沉降速度u₀下沉；

②同一水平断面上各点都按水平流速v流动；

③颗粒一经沉底，即认为被去除，不再浮起。

颗粒的水平流速（原水的水平流速）为

式中　v——水平流速，m/s；

Q——流量，m³/s；

h₀——水流界面的高度，m；

B——水流截面的宽度，m。

假设颗粒刚好被截留：

式中　L——沉淀区的长度，m；

h₀——水流界面的高度，m；

t——水在沉淀区的停留时间，s；

u₀——颗粒的截留沉降速度，m/s；

v——水平流速，m/s。

LB是沉淀池的表面积A，因此，称为“表面负荷”或“溢流率”，即：单位沉淀池表面积的产水量。上式表明：表面负荷在数值上等于截留沉降速度，但含义不同。

沉降速度u_i小于截留沉降速度u₀的颗粒，如从池顶开始下沉，则不能沉到池底。引平行线，得知只有在高度h_i内才能全部沉到池底。设原水中这种颗粒的浓度是c，进入沉淀池的这种颗粒的总量为Qc=h₀Bvc，同理在高度h_i以下进入沉淀池的颗粒总量为h_iBvc，则沉速为u_i的颗粒的去除率为：

则：，即

同理：

因此：，或者

公式反映下列两个问题：

①当去除率一定时，颗粒沉降速度u_i越大，表面负荷也越高，即产水量越大；或当产水量和表面积不变时，u_i越大则去除率越高。颗粒沉降速度u_i与凝聚效果有关，所以生产上一般均重视混凝工艺。

②颗粒沉降速度u_i一定时，增加沉淀池表面积可以提高去除率。