初次沉澱池

初次沉澱池是污水處理中第一次沉澱的構築物，主要用以降低污水中的懸浮固體濃度。用於一級處理的沉澱池，通稱初次沉澱池。初次沉澱池與二次沉澱池的區別在於初次沉澱池一般設置在污水處理廠的沉沙池後、曝氣池之前，而二次沉澱池一般設置在曝氣池之後、深度處理或排放之前。初次沉澱池是一級污水處理廠的主體構築物，或作為二級污水處理廠的預處理構築物設在生物處理構築物的前面。

按照池內水流方向的不同，初次沉澱池可分為平流式沉澱池、豎流式沉澱池、輻流式沉澱池和斜板斜管沉澱池。

平流式沉澱池

平流式沉澱池的工作原理與平流式沉沙池類似，池形呈長方形，由進水裝置、出水裝置、沉澱區、緩衝區、污泥區及排泥裝置等組成。廢水從平流式沉澱池的一端進人，從另一端流出，水流在池內做水平運動，池平面形狀呈長方形，可以是單格或多格串聯。池的進口端底部設污泥鬥，貯存沉積下來的污泥。 ^[1] 

進水區的作用是使人流廢水均勻分佈在進水截面上， 一般做法是控制人流流速並通過穿孔牆外加擋板布水。當進水穿孔牆為側面穿孔時，擋板宜為豎向；當進水穿孔槽為底部穿孔時，擋板宜為橫向，大致在1/2 池深處。

出口區一般採用溢流堪，以防止池內大塊漂浮物流出，堪前應加設擋板。溢流堪的設置對池內水流的均勻分佈影響極大，為了確保池內水流的均勻，應儘可能減少單位堪長的過流量，以減少池內向出口方向流動的行進流速。溢流堪大多采用鋸齒形堪，採用鋼板製成，易於加工及安裝，出水比平堪均勻。為適應水流的變化或掏築物的不均勻沉降，在堪口處需設置使堪板能上下移動的調整裝置。影響平流式沉澱池沉澱效果的因素有：

( 1 ）進水的慣性作用；

(2 ）出水堪產生的水流抽吸；

(3 ）較冷或較重的進水產生的異重流；

(4 ）風浪引起的短流；

(5 ）池內存在的導流壁和刮泥設施等。

豎流式沉澱池

豎流式沉澱池一般由進水管、集水槽、中心管、反射板、出水管和排泥管組成，廢水從進水管進入沉澱池的中心管，並從中心管的下部流出，經過反射板的阻攔向四周均勻分佈，沿沉澱區的整個斷面上升，處理後的廢水由四周集水槽收集，然後自出水管排出。集水槽一般採用自由堪或三角形鋸齒堰。為了避免漂浮物溢出池外，應在水面設置擋板。

豎流式沉澱池水流方向與顆粒沉澱方向相反，其截留速度與水流上升速度相等。當懸浮物發生自由沉澱時，其沉澱效果比在平流式沉澱池低很多；當懸浮物具有絮凝性時，則上升的小顆粒與下沉的大顆粒之間相互接觸、碰撞而絮凝，使懸浮物粒徑增大，沉速加快；另一方面，沉降速度等於水流上升速度的懸浮物將在池中形成一個懸浮層，對上升的小顆粒形成攔截和過濾的作用，因而沉澱效率將比平流式沉澱池更高。 ^{[2]  [1]} 

輻流式沉澱池

輻流式沉澱池亦稱輻射式沉澱池，一般為較大的圓池，直徑一般為20 ～30m ，最大直徑可達100m 。池的進、出口佈置基本上與豎流池相同，進口在中央，出口在周圍。但池徑與池深之比，輻流池比豎流池大許多倍。水流在池中呈水平方向向四周輻射流，由於過水斷面面積不斷變大，故池中的水流速度從池中心向池四周逐漸減慢。

輻流式沉澱池大多采用機械刮泥，尤其是在池直徑大於20m 時，幾乎都用機械刮泥。刮泥機將全池的沉積污泥收集到中心泥鬥，再借靜壓力或污泥泵排除。刮泥機一般都採用精架結構，繞中心旋轉，刮泥刀安裝在析架上，可中心驅動或周邊驅動。 ^[1] 

斜板斜管沉澱池

從理性沉澱池的特性分析可知，沉澱池的處理效率僅與顆粒沉澱速度和表面負荷有關，與池的深度無關。因此，若將沉澱池分為n 層淺池，每個淺池的流量和深度減少為原流量和池深的1/n ，但每個淺池表面積仍然與沉澱池的表面積相等，因此臨界沉速減少為原本的1/π ，沉澱效率大大提高， n 個淺池的總處理能力提高為原來的n 倍。斜板斜管沉澱池就是根據理想沉澱池原理，在沉澱池中加設斜板或蜂宵斜管以提高沉澱效率的一種新型沉澱池，它由斜板（管）沉澱區、進水配水區、清水出水區、緩衝區和污泥區組成。 ^{[1]  [3]} 

廢水經過格柵截留大尺寸的漂浮物和懸浮物，並經過沉沙池去除密度大於l.5g/c曠的懸浮顆粒後，仍存在許多密度稍小或顆粒尺寸較小的懸浮顆粒，這些顆粒的成分以有機物為主。如果這些物質直接進入生物處理環節會增加曝氣池的有機負荷，甚至影響微生物對有機物的氧化分解和硝化的效果，影響二次沉澱池的出水水質。

初次沉澱池的主要作用包括：

( 1 ）去除廢水中密度較大的固體懸浮顆粒，減輕後續處理設施的負荷；

(2 ）使細小的懸浮顆粒絮凝成較大的顆粒，強化了固液分離效果；

(3 ）對膠體物質有一定的吸附去除作用；

.(4 ）有些廢水處理工藝會將部分二次沉澱池的污泥迴流到初次沉澱池，通過二沉污泥的生物絮凝作用可吸附更多的溶解性和膠體態有機物，提高初次沉澱池的去除效率。 ^{[2]  [1]} 

由於廢水在初次沉澱池中的實際流動情況非常複雜，為便於介紹初次沉澱池的工作原理以及分析水中懸浮顆粒在初次沉澱池內的運動規律，水處理業界通常引人一個稱為“理想沉澱池”的重要概念。“理想沉澱池”的概念是由德國化學家Haen 和Camp 首先提出，他們將沉澱池劃分為進口區域、沉澱區域、出口區域、污泥區域等四個部分，並作了一些假定：

( 1 ）沉澱區域過水斷面上各點的水流速度均相等，為推流式水平流動；

(2 ）水流中的懸浮顆粒均勻分佈在整個過水斷面上，懸浮顆粒在沉澱區域勻速下沉；

(3 ）懸浮顆粒沉到池底即認為被除去。符合上述假定條件的沉澱池即為理想沉澱池。 ^{[1]  [2]}