备受到磨损而带来不正常的损耗；可减少在管道、渠道和导管中形成重沉积物；可减少消化池由于砂过分累积引起的清理频率。沉砂池最通常的位置是在条筛之后和初次沉淀池之前。根据需要也可以成为在离心机，换热器和高压隔膜泵之前处理单元。
①平流沉砂池。池矩形和正方形平流沉砂池已经应用多年。但是，由于人们偏爱曝气型的沉砂池，而使他们在新装置中的应用受到制限。具有代表性的平流沉砂池的设计数据列于表7-14。图7-1中所示方形平流沉砂池已应用了60年以上，进水用一系列的叶片或闸门分布在槽的截面，分布的水流呈直线流经槽并经溢流堰进入自由出口。在利用方形沉砂池的地方，通常至少采用两个单元。
图7-1 典型的正方形平流沉砂池 （a）示意图；（b）空池图像
表7-14 平流沉砂池的典型设计资料
项 目 停留时间 水平速度 去除颗粒的沉降速度 0.21mm(65目)颗粒 0.15mm（65目）颗粒 控制部位的水头损失，以水流通道深度的百分率表示 由于进水口和出水口的湍流而允许增加的长度 单 位 s m/s m/min m/min % % 范 围 45～90 0.25～0.4 1.0～1.3 0.6～0.9 30～40 25～50 典型值 60 0.3 1.15 0.75 36 30
②曝气沉砂池。在曝气沉砂池中，空气沿矩形槽的一侧引入，形成与通过池子的水流垂直的螺旋流。具有较快沉降速度的较重砂粒沉降到池底．较轻的，主要是有机颗粒呈悬浮状态流过池子。旋转和搅拌速度控制欲去除的给定相对密度的颗粒尺寸。如果速度过大，砂将被载带出沉砂池；如果太小，有机物质将与砂一道去除因为空气量是容易调节的。经过适当的调节，几乎可达到100%的去除率，而且砂可以被很好地洗净（未经洗净和含有有机物质的砂是一种臭味公害并能吸引昆虫）。
曝气沉砂池的额定设计是去除0.21mm直径或更大的沙粒，其停留时间在峰值小时流量下为2～5min。池的截面较小与活性污泥曝气池的旋转循环相似，砂斗约为0.9m深，并带倾斜度较大的侧边，其位置是在池侧空气扩散器之下。空气扩散器位于底部正常平面以上约0.45～0.6m处（参阅图7-2）。进水和出水挡板常用于水力学控制和改善除砂效率．曝气沉砂池的基本设计数据列于表7-15。
在工业废水排入集水系统的地域内，应该考虑挥发性有机化合物（VOCs）被曝气沉
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砂池内的搅拌空气带出的问题。放出大量VOC，会对处理厂的操作员的健康造成危害。VOC释放成为重要考虑因素的地方需要加盖，或采用非曝气式的沉砂池。
图7-2 曝气沉砂池的典型剖面
表7-15 曝气沉砂池的典型设计资料 项 目 高峰流量下的停留时间 尺寸 深 长 宽 宽—深比 长—宽比 单位长度的空气供应量 砂量 m m m 比值 比值 m3/m·min m3/103 m3 单 位 min 范 围 2～5 2～5 7.5～20 2.5～7 1：1～5：1 3：1～5：! 0.2～0.5 0.004～0.20 典型值 3 1.5：1 4：1 0.015 ③砂粒的分离和洗涤。从沉砂池取出的砂粒常常含有50%或更多的有机物，如果
不及时处理，会很快腐败。砂粒分离器和洗砂器可去除砂粒中所含的大部分有机物。其装置如图7-3。
图7-3 砂分离器和洗砂装置示意图
（2）沉淀池
①平流沉淀池。废水从池的一端进入，从另一端流出，水流在池内做水平运动，池平面形状呈长方形，可以是单格或多格串联。池的进口端底部，或沿池长方向，设有一个或多个贮泥斗，贮存沉积下的污泥（见图7-4）。
沉淀池的长宽比不小于4，颗粒密度较大时，可采用不小于3。有效水深不大于3米，通常在1～2.5m之间，超高取0.3m，污泥斗的斜壁与水平面的倾角不应小于45°，沉淀池的进口要保证沿池宽均匀布水，入口流速小于25mm/s。为保证不冲刷已有的底部沉积物，水的流入点应高出泥层面0.5m以上。
沉淀池应不少于两个，以便于在故障和检修时切换工作。
图7-4 设行车刮泥机的平流式沉淀池
②竖流沉淀池。竖流沉淀池水流方向与颗粒沉淀方向相反，其截留速度与水流上升速度相等。当颗粒发生自由沉淀时，其沉淀效果比在平流沉淀池中低得多。当颗粒具有絮
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凝性时，则上升的小颗粒和下沉的大颗粒之间相互接触、碰撞而絮凝，使粒径增大，沉速加快。另一方面，沉速等于水流上升速度的颗粒将在池中形成一悬浮层，对上升的小颗粒起拦截和过滤作用，因而沉淀效率将比平流沉淀池更高。
竖流沉淀池可以是圆形、方形或多边形，但大多数为圆形，直径（或边长）一般在8m以下，常介于4～7m之间。沉淀池的上部为圆筒形的沉淀区，下部为截头圆锥状的污泥区，二层之间是大约0.3m的缓冲层（图7-5）。
废水从进水槽进入池中心管，并从中心管的下部流出，经过反射板的阻拦向四周均匀分布，沿沉淀区的整个断面上升，处理后的废水由四周集水槽收集。当池的直径大于7m时，为集水均匀，还可设置辐射式的集水槽与池边环形集水槽相通。沉淀池贮泥斗倾角为45°～60°，污泥可借静水压力由排泥管排出，排泥管直径应不小于200mm，静水压力为1.5～2.0m。排泥管下端距池底不大于2.0m，管上端超出水面不少于0.4m。
要求池直径与沉淀区深度的比值不超过3： 为了保证水能均匀地自下而上垂直流动，1。在这种尺寸比例范围内，悬浮物颗粒能在下沉过程中相互碰撞、絮凝，提高表面负荷。但是，由于采用中心管布水，难以使水流分布均匀，所以竖流沉淀池一般应限制池直径。
竖流沉淀池中心管内流速对悬浮物的去除有很大影响。在无反射板时，中心管流速应不大于30mm/s，有反射板时，可提高到100mm/s。废水从反射板到喇叭口之间流出的速度不应大于40mm。中心管及喇叭口、反射板的构造与尺寸如图7-6所示。反射板底距污泥表面(缓冲区)为0.3m，池的超高0.3～0.5m。
图7-5 圆形竖流式沉淀池
图7-6 竖流式沉淀池中心管尺寸
③辐流式沉淀池。辐流式沉淀池是直径较大（20～30m）的圆池，最大直径达100m。中心深度为2.5～5.0m，周边深度为1.5～3.0m。池直径与有效水深之比不小于6，一般是6～10。废水从池中心进入，由于直径比深度大得多，水流呈辐射状向四周周边流动，沉淀后废水往四周集水槽排出。由于是辐射状流动，水流过水断面逐渐增大，水流速度逐步减小。
池中心处设中心管，废水从池底进入中心管，或用明槽自池的上部进入中心管，在中心管的周围常有穿孔障板围成的流入区，使废水能沿圆周方向均匀分布。辐流式沉淀池一般采用机械刮泥。刮泥机一般是一种桁架结构，绕中心旋转，刮泥刀安装在桁架上，可中心驱动或周边驱动。池底坡度为0.05，坡向中心泥斗，中心泥斗的坡度为0.12～0.16，如图7-7。
图7-7 中心进水周边出水辐流式沉淀池
3. 气浮
气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体去黏附废水中的污染物，使其视密度小于水而上浮到水面实现固液或液液分离的过程。在水处理中，气浮法广泛应用于下列方面：
分离地面水中的细小悬浮物、藻类及微絮体；
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回收工业废水中的有用物质；
代替二次沉淀池，分离和浓缩剩余活性污泥，特别适用于那些易于产生污泥膨胀的生化处理工艺中；
分离回收含油废水中的悬浮油和乳化油；
分离回收以分子或离子状态存在的目的物，如表面活性物质和金属离子。
（1）气浮法工艺特点
气浮与沉淀同属于利用悬浮颗粒与水的密度差而进行分离的方法，与沉淀法相比较，气浮法具有以下特点： ①由于气浮池的表面负荷有可能高达12m3/m2·h，水在池中停留时间只需10～20min，而且池深只需2m左右，故占地较少，节省基建投资。
②气浮池具有预曝气作用，出水和浮渣都含有一定量的氧，有利于后续处理或再用，泥渣不易腐化。
③对那些很难用沉淀法去除的低浊含藻水，气浮法处理效率高，甚至还可去除原水中的浮游生物，出水水质好。
④浮渣含水率低，一般在96%以下，比沉淀池污泥体积少2～10倍，这对污泥的后续处理有利，而且表面刮渣也比池底排泥方便。
⑤可以回收利用有用物质。
⑥气浮法所需药剂量比沉淀法节省。但是，气浮法电耗较大，处理每吨废水比沉淀法多耗电约0.02～0.04kW·h。 ⑦目前使用的溶气水减压释放器易堵塞，浮渣怕较大的风雨袭击。
若要用气浮法分离亲水性颗粒(如纸浆纤维、煤粒、重金属离子等)，必须投加合适的药剂，以改变颗粒的表面性质，这种药剂通常称为浮选剂。浮选剂大多数由极性-非极性分子所组成，其极性端含有亲水基团，而非极性端主要是烃链。在气浮过程中，浮选剂的极性基团能选择性地被亲水性物质所吸附，非极性端则朝向水，从而使亲水颗粒表面变为疏水表面。浮选剂的种类很多，如松香油、石油及煤油产品，脂肪酸及其盐类，表面活性剂等。对不同性质的废水应通过试验，选择合适的品种和投加量。
在实际应用中多数情况是使用浮选剂的，所以气浮池常被称作浮选池。 （2）气浮设备与流程
目前常用的气浮池均为敞式水池，与普通沉淀池构造基本相同，分平流式和竖流式两种。平流式气浮池的池深一般为1.5～2.Om，不超过2.5m，池深与池宽之比大于0.3。气浮池的表面负荷通常取5～10 m3/ m2·h。总停留时间为30～40min。
产生气浮法所需要的微气泡可以通过电解、分散空气和溶解空气再释放三种方法。而应用广泛的是加压溶气气浮工艺。加压溶气气浮是使空气在加压条件下溶于水中并呈饱和状态，然后使废水压力骤然降低到常压，这时溶解的空气便以微小的气泡从水中析出并进行气浮。用这种方法产生的气泡直径约为20～100μm，并且可人为地控制气泡与废水的接触时间，因而净化效果相对较好。
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加压溶气气浮按溶气水不同有全部进水加压和部分处理水加压等流程。全部进水加压溶气流程的系统配置如图7-8所示。全部原水由泵加压至0.3～0.5MPa，压入溶气罐，用空压机或射流器向溶气罐压入空气。溶气后的水汽混合物再通过减压阀或释放器进入气浮池进口处，析出气泡进行气浮。在分离区形成的浮渣用刮渣机撇除。这种流程的缺点是能耗高，溶气罐较大。若在气浮之前需经混凝处理时，则已形成的絮体势必在压缩和溶气过程中破碎，因此混凝剂耗量较多。当进水中悬浮物多时，易堵塞释放器。
部分处理水加压流程用于加压溶气的只占总水量的10～20%。因此在相同能耗的情况下，溶气压力可大大提高，形成的气泡更小，更均匀，且不会破坏废水中的絮凝体，处理后的水不易堵塞释放器。
图7-8 加压溶气气浮系统示意图
溶气罐是一个密封的耐压钢罐，罐上有水位计和压力表。空气与水在罐内混合、溶解。为了提高溶气量和速度，罐内常设若干隔板或填料。操作压力0.3～0.5MPa。供气方式可采用在水泵吸水管上吸入空气、在水泵压水管上设置射流器或采用空气压缩机供气。 溶气水经过减压释放装置，反复地受到收缩、扩散、碰撞、挤压、漩涡等作用，其压力能迅速消失，水中溶解的空气以极细的气泡释放出来。目前已有多种形式的减压释放装置在使用中，如针形阀、WRC喷嘴、TS型（或TJ型）释放器、普通截止阀。
4. 深层过滤
过滤是去除悬浮物，特别是去除浓度比较低的悬浊液中微小颗粒的一种有效方法。过滤时，含悬浮物的水流过具有一定孔隙率的过滤介质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去。根据所采用的过滤介质不同，可将广义的过滤分为下列几类（见表7-16）。
表7-16 过滤的类型
类 型 格筛过滤 微孔过滤 简 介 过滤介质为栅条或滤网，用以去除粗大的悬浮物，如杂草、破布、纤维、纸浆等，其典型设备有格栅、筛网和微滤机。 采用成型滤材，如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤芯等，也可在过滤介质上预先涂上一层助滤剂(如硅藻土)形成孔隙细小的滤饼，用以去除粒径细微的颗粒。其定型的商品设备很多。 膜过滤 采用特别的半透膜作过滤介质在一定的推动力下进行过滤，由于滤膜孔隙极小且具选择性，可以除去水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。其主要设备有反渗透、超过滤和电渗析等。 深层过滤 利用颗粒状滤料之间存在孔隙，当原水穿过一定深度的滤层，水中的悬浮物被截留。为区别于上述三类表面或浅层过滤过程，将这类过滤称之为深层过滤，简称过滤。 25
