9.4 混凝、沉淀和澄清
9.4.1 沉淀池或澄清池类型应根据原水水质、设计生产能力、处理后水质要求，并考虑原水水温变化、制水均匀程度以及是否连续运转等因素，结合当地条件通过技术经济比较确定。
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9.4.1 随着净水技术的发展，沉淀和澄清构筑物的类型越来越多，各地均有不少经验。在不同情况下，各类池型有其各自的适用范围。正确选择沉淀池、澄清池型式，不仅对保证出水水质、降低工程造价，而且对投产后长期运行管理等方面均有重大影响。设计时应根据原水水质、处理水量和水质要求等主要因素，并考虑水质、水温和水量的变化以及是否间歇运行等情况，结合当地成熟经验和管理水平等条件，通过技术经济比较确定。
9.4.2 沉淀池和澄清池的个数或能够单独排空的分格数不应小于2个。
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9.4.2 在运行过程中，有时需要停池清洗或检修，为不致造成水厂停产，故规定沉淀池和澄清池的个数或能够单独排空的分格数不应少于2个。
9.4.3 设计沉淀池和澄清池时，应考虑均匀配水和集水。
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9.4.3 沉淀池和澄清池的均匀配水和均匀集水，对于减少短流，提高处理效果有很大影响。因此，设计中应注意配水和集水的均匀。对于大直径的圆形澄清池，为达到集水均匀，还应考虑设置辐射槽集水的措施。
9.4.4 沉淀池积泥区和澄清池沉泥浓缩室(斗)的容积，应根据进出水的悬浮物含量、处理水量、加药量、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。
9.4.5 沉淀池和澄清池应采用机械化排泥装置。有条件时，可对机械化排泥装置实施自动化控制。
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9.4.5 沉淀池或澄清池沉泥的及时排除对提高出水水质有较大影响。当沉淀池或澄清池排泥较频繁时，若采用人工开启阀门，不仅劳动强度较大，而排泥效果不稳定，故应采用机械化排泥装置。平流沉淀池和斜管沉淀池一般常可采用机械吸泥机或刮泥机；澄清池则可采用底部转盘式机械刮泥装置。
考虑到沉淀池或澄清池排泥方式和各地原水水质变化特点不一，排泥时机与规律的掌握需要一定的条件，故规定有条件时可对机械化排泥装置实施自动控制。
9.4.6 澄清池絮凝区应设取样装置。
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9.4.6 为保持澄清池的正常运行，澄清池需经常检测沉渣的沉降比，为此规定了澄清池絮凝区应设取样装置。
9.4.7 沉淀池宜采用穿孔墙配水，穿孔墙孔口流速不宜大于0.1m/s。
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9.4.7 沉淀池进水与出水均匀与否是影响沉淀效率的重要因素之一。为使进水能达到在整个水流断面上配水均匀，一般宜采用穿孔墙，但应避免絮粒在通过穿孔墙处破碎。穿孔墙过孔流速不应超过絮凝池末端流速，一般在0.1m/s以下。
9.4.8 沉淀池和澄清池宜采用集水槽集水，集水槽溢流率不宜大于250m3/(m·d)。
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9.4.8 根据实践经验，沉淀池和澄清池出水一般采用穿孔出水槽或溢流堰形式的齿形出水槽。近年来，国内新建平流沉淀池出水堰溢流率一般均不超过300m3/（m·d），部分在250m3/（m·d）以下。为了不致因溢流率过高而使絮粒被出水水流带出，并进一步降低沉淀池和澄清池出水浊度，提高其出水浊度的稳定性，因此将溢流率降低至250m3/（m·d）。
9.4.9 混合设备应根据所采用的混凝剂品种，使药剂与水进行恰当的急剧、充分混合。
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9.4.9 混合是指投入的混凝剂被迅速均匀地分布于整个水体的过程。在混合阶段中胶体颗粒间的排斥力被消除或其亲水性被破坏，使颗粒具有相互接触而吸附的性能。据有关资料显示，对金属盐混凝剂普遍采用急剧、快速的混合方法，而对高分子聚合物的混合则不宜过分急剧。故本条规定“使药剂与水进行恰当的急剧、充分混合”。
9.4.10 混合方式的选择应考虑处理水量、水质变化，可采用机械混合或水力混合。
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9.4.10 给水工程中常用的混合方式有水泵混合、管式混合、机械混合以及管道静态混合器等，其中水泵混合可视为机械混合的一种特殊形式，管式混合和管道静态混合器属水力混合方式。目前国内应用较多的混合方式为管道静态混合器混合和机械混合。水力混合效果与处理水量变化关系密切，故选择混合方式时还应考虑水量变化的因素。
一般混合搅拌池的G值取500s-1~1000s-1。当管道流速为1.0m/s~1.5m/s、分节数为2段~3段时，管式静态混合器的水头损失约为0.5m~1.5m。
9.4.11 絮凝池应与沉淀池合建。
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9.4.11 为使完成絮凝过程所形成的絮粒不致破碎，应将絮凝池与沉淀池合建成一个整体构筑物。
9.4.12 絮凝池形式和絮凝时间应根据原水水质情况和相似条件下的运行经验或通过试验确定。
9.4.13 隔板絮凝池宜符合下列规定：
1 絮凝时间宜为20min～30min；
2 絮凝池廊道的流速应由大到小渐变，起端流速宜为0.5m/s～0.6m/s，末端流速宜为0.2m/s～0.3m/s；
3 隔板间净距宜大于0.5m；
4 絮凝池内宜有排泥设施。
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9.4.13 隔板絮凝池的设计指标受原水浊度、水温、被去除物质的类别和浓度的影响。根据多年来水厂的运行经验，宜采用絮凝时间为20min~30min，起端流速为0.5m/s~0.6m/s，末端流速为0.2m/s~0.3m/s，故本条对絮凝时间和廊道的流速做了相应规定。为便于施工和清洗检修，规定了隔板净距宜大于0.5m。
9.4.14 机械絮凝池应符合下列规定：
1 絮凝时间宜为15min～20min，低温低浊水处理絮凝时间宜为20min～30min；
2 池内宜设3级～4级搅拌机；
3 搅拌机的转速应根据桨板边缘处的线速度通过计算确定，线速度宜自第一级的0.5m/s逐渐变小至末级的0.2m/s；
4 池内宜设防止水体短流的设施；
5 絮凝池内应有放空设施。
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9.4.14 实践证明，机械絮凝池絮凝效果较隔板絮凝池为佳，故絮凝时间可适当减少。根据各地水厂运行经验，机械絮凝时间宜为15min~20min。
9.4.15 折板絮凝池应符合下列规定：
1 絮凝时间宜为15min～20min，第一段和第二段絮凝时间宜大于5min；低温低浊水处理絮凝时间宜为20min～30min；
2 絮凝过程中的速度应逐段降低，分段数不宜小于三段，第一段流速宜为0.25m/s～0.35m/s，第二段流速宜为0.15m/s～0.25m/s，第三段流速宜为0.10m/s～0.15m/s；
3 折板夹角宜采用90°～120°；
4 第三段宜采用直板；
5 絮凝池内应有排泥设施。
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9.4.15 折板絮凝池是在隔板絮凝池基础上发展起来的，目前已得到广泛应用。各地根据不同情况采用了平流折板、竖流折板、竖流波纹板等型式，以采用竖流折板较多。竖流折板又分同步、异步两种形式。经过多年来的运转证明，折板絮凝具有对水量和水质变化的适应性较强、投药量少、絮凝效率高、停留时间短、能量消耗省等特点，是一种高效絮凝工艺。
9.4.16 栅条(网格)絮凝池应符合下列规定：
1 絮凝池宜采用多格竖流式。
2 絮凝时间宜为12min～20min；处理低温低浊水时，絮凝时间可延长至20min～30min；处理高浊水时，絮凝时间可采用10min～15min。
3 絮凝池竖井流速、过栅(过网)和过孔流速应逐段递减，分段数宜分三段，流速宜符合下列规定：
1)竖井平均流速：前段和中段宜为0.14m/s～0.12m/s，末段宜为0.14m/s～0.10m/s；
2)过栅(过网)流速：前段宜为0.30m/s～0.25m/s，中段宜为0.25m/s～0.22m/s，末端不宜安放栅条(网格)；
3)竖井之间孔洞流速：前段宜为0.30m/s～0.20m/s，中段宜为0.20m/s～0.15m/s，末段宜为0.14m/s～0.10m/s；
4)用于处理高浊水时，过网眼流速宜控制在0.6m/s～0.2m/s，并宜自前到末递减。
4 絮凝池宜布置成2组或多组并联形式。
5 絮凝池内应有排泥设施。
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9.4.16 本条是关于栅条（网格）絮凝池设计参数的有关规定。
1 据调查，已投产的栅条（网格）絮凝池均为多格竖流式，故规定“宜采用多格竖流式”。
2 根据调查，目前应用的栅条（网格）絮凝池的絮凝时间一般均在12min~20min。
3 关于竖井流速、过栅（过网）和过孔流速，均根据国内水厂栅条（网格）絮凝池采用的设计参数和运行情况做了规定。
4 栅条（网格）絮凝池每组的设计水量宜小于25000m3/d，当处理水量较大时，宜采用多组并联形式。
5 栅条（网格）絮凝池内竖井平均流速较低，难免沉泥，故应考虑排泥设施。
9.4.17 平流沉淀池的沉淀时间和水平流速宜通过试验或参照相似条件下的水厂运行经验确定，沉淀时间可为1.5h～3.0h，低温低浊水处理沉淀时间宜为2.5h～3.5h，水平流速可采用10mm/s～25mm/s。
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9.4.17 沉淀时间是平流沉淀池设计中的一项主要指标，它不仅影响造价，而且对出厂水质和投药量也有较大影啊。根据实际调查，我国现采用的沉淀时间大多低于3h，出水水质均能符合进入滤池的要求。近年来，由于出厂水质的需要进一步提高，在平流沉淀池设计中，采用的停留时间一般都大于1.5h。据此，条文中规定平流沉淀池沉淀时间可为1.5h~3.0h。调查情况见表10。
设计大型平流沉淀池时，为满足长宽比的要求，水平流速可采用高值。处理低温低浊水时，水平流速可采用低值。
9.4.18 平流沉淀池水流应避免过多转折。
9.4.19 平流沉淀池的有效水深可采用3.0m～3.5m。沉淀池的每格宽度(数值等同于导流墙间距)宜为3m～8m，不应大于15m；长度与宽度之比不应小于4，长度与深度之比不应小于10。
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9.4.19 沉淀池的形状对沉淀效果有很大影响，一般宜做成狭长形。根据浅层沉淀原理，在相同沉淀时间的条件下，池子越深，沉淀池截留悬浮物的效率越低。但池子过浅，易使池内沉泥带起，并给处理构筑物的高程布置带来困难，故需采用恰当。根据各地水厂的实际情况及目前采用的设计数据，平流沉淀池池深一般均小于4m。据此，本条对沉淀池池深规定可采用3.0m~3.5m。br />
为改善沉淀池中水流条件，平流沉淀池宜布置成狭长的形式，为此，需对水池的长度与宽度的比例以及长度与深度的比例做出规定。本条将平流沉淀池每格宽度做适当限制，规定为“宜为3m~8m，不应大于15m”。并规定了“长度与宽度之比不应小于4m，长度与深度之比不应小于10m”。
9.4.20 斜管沉淀池清水区液面负荷宜通过试验或参照相似条件下的水厂确定，可采用5.0m3/(m2·h)～9.0m3/(m2·h)，低温低浊水处理液面负荷可采用3.6m3/(m2·h)～7.2m3/(m2·h)。
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9.4.20 液面负荷值与原水水质、出水浊度、水温、药剂品种、投药量以及选用的斜管直径、长度等有关。
9.4.21 斜管管径宜为25mm～40mm，斜长宜为1.0m，倾角宜为60°。
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9.4.21 斜管沉淀池斜管的常用形式有正六边形、山形、矩形及正方形等，而以正六边形斜管最为普遍。条文中的斜管管径是指正六边形的内切圆直径或矩形、正方形的高。据调查，国内上向流斜管的管径一般为25mm~40mm。据此，本条规定了相应数值。
据调查，全国各水厂的上向流斜管沉淀池斜管的斜长多采用1m；考虑能使沉泥自然滑下，斜管倾角大多采用60°。据此，本条规定了相应数值。
9.4.22 斜管沉淀池的清水区保护高度不宜小于1.2m，底部配水区高度不宜小于2.0m。
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9.4.22 斜管沉淀池的集水多采用集水槽或集水管，其间距一般为1.5m~2.0m。为使整个斜管区的出水达到均匀，清水区的保护高度不宜小于1.2m。
斜管以下底部配水区的高度需满足进入斜管区的水量达到均匀，并考虑排泥设施检修的可能。据调查，其高度一般在1.5m~1.7m。考虑检修维护的方便，本条规定“底部配水区高度不宜小于2.0m”。
9.4.23 侧向流斜板沉淀池的设计宜符合下列规定：
1 斜板沉淀区的设计颗粒沉降速度、液面负荷宜通过试验或参照相似条件下的水厂运行经验确定，无数据时，设计颗粒沉降速度可采用0.16mm/s～0.30mm/s，清水区液面负荷可采用6.0m3/(m2·h)～12.0m3/(m2·h)，低温低浊水宜采用下限值；
2 斜板板距宜采用80mm～100mm；
3 斜板倾斜角度宜采用60°；
4 单层斜板板长不宜大于1.0m。
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9.4.23 本条是关于侧向流斜板沉淀池设计时应符合的规定。
1 颗粒沉降速度和液面负荷是斜板沉淀池设计的主要参数，它们的设计取值与原水的水质、水温及其絮粒的性质、药剂品种等因素有关，根据长春、吉林等地水厂的设计经验，其颗粒沉降速度一般为0.16mm/s~0.3mm/s；液面负荷为6.m3/（㎡·h）~12m3/（㎡·h）。低温低浊水宜取低值。
2 条文中的板距是指两块斜板间的垂直间距。据调查，国内侧向流斜板沉淀池的板距一般采用80mm~100mm，常用100mm。
3 为了使斜板上的沉泥能自然而连续地向池底滑落，斜板倾角大多采用60°。
4 为了保证斜板的强度及便于安装和维护，单层斜板长度不宜大于1.0m。
9.4.24 高速澄清池的设计应符合下列规定：
1 高速澄清池应同时投加混凝剂和高分子助凝剂。沉淀区宜设置斜管，清水区液面负荷应根据原水水质和出水要求，按类似条件下的运行经验确定，有条件时应试验验证，可采用12m3/(m2·h)～25m3/(m2·h)；用于高浊度水处理时可采用7.2m3/(m2·h)～15.0m3/(m2·h)；
2 斜管管径宜为30mm～60mm，斜长宜为0.6m～1.0m，倾角为60°；
3 斜管区上部清水区保护高度不宜小于1.0m，底部配水区高度不宜小于1.5m，污泥浓缩区高度不宜小于2.0m；
4 斜管下部的分离区宜每隔30cm～50cm设取样管；
5 絮凝区提升循环的水量应可调节，宜为设计流量的5倍～10倍；
6 污泥回流量应可调节，宜为高速澄清池设计水量的3％～5％。
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9.4.24 本条是关于高速澄清池设计时应符合的规定。
1 由于高速澄清池同时投加了混凝剂和高分子助凝剂，其絮凝效果明显强于传统澄清池，所形成的絮粒沉速较高，因此其分离区的上升流速可达到普通斜管澄清池的2倍~5倍，但用于高浊度水处理时，应视原水水质条件和出水要求确定分离区的上升流速，当原水含砂量大、出水水质要求较高时应适当降低上升流速。
2 斜管要求与普通斜管沉淀池类似，也可与国外引进工艺所采用的类似。
3 清水区及配水区布置要求与普通斜管沉淀池类似。斜管上部清水区高度应保证集水区出水的均匀性，此高度还与集水槽布置的间距有关。配水区高度保证配水均匀性及不对下部污泥浓缩区造成干扰。部分现有工程清水区保护高度小于1.0m，但从控制出水水质目标考虑，建议留有一定余地。
4 分离区对污泥浓度控制要求较高，取样管的设置可协助污泥浓度计控制池内污泥泥面不影响斜管区的分离。
5 絮凝提升设备应采取变频措施，按水量不同可调。
6 根据现有运行情况调查，一般设计污泥回流量按3%~5%已可满足运行需要，实际生产中往往可通过变频协调运行。
9.4.25 机械搅拌澄清池清水区的液面负荷应按相似条件下的运行经验确定，可采用2.9m3/(m2·h)～3.6m3/(m2·h)。低温低浊时，液面负荷宜采用较低值，且宜加设斜管。
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9.4.25 考虑到生活饮用水水质标准的提高，为降低滤池负荷，保证出水水质，本条定为“机械搅拌澄清池清水区的液面负荷，应按相似条件下的运行经验确定，可采用2.9m3/（㎡·h）~3.6m3/（㎡·h）”。低温低浊度时宜采用低值。
9.4.26 水在机械搅拌澄清池中的总停留时间可采用1.2h～1.5h。
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9.4.26 根据我国实际运行经验，条文规定水在机械搅拌澄清池中的总停留时间，可采用1.2h～1.5h。
9.4.27 搅拌叶轮提升流量可为进水流量的3倍～5倍，叶轮直径可为第二絮凝室内径的70％～80％，并应设调整叶轮转速和开启度的装置。
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9.4.27 搅拌叶轮提升流量即第一絮凝室的回流量，对循环泥渣的形成关系较大。条文参照国外资料及国内实践经验确定“搅拌叶轮提升流量可为进水流量的3倍~5倍”。
9.4.28 机械搅拌澄清池是否设置机械刮泥装置，应根据水池直径、底坡、进水悬浮物含量及其颗粒组成等因素确定。
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9.4.28 机械搅拌澄清池是否设置机械刮泥装置，主要取决于池子直径大小和进水悬浮物含量及其颗粒组成等因素，设计时应根据上述因素通过分析确定。
对于澄清池直径较小（一般在15m以内），原水悬浮物含量又不太高，并将池底做成不小于45°的斜坡时，可考虑不设置机械刮泥装置。但当原水悬浮物含量较高时，为确保排泥通畅，一般应设置机械刮泥装置。对原水悬浮物含量虽不高，但因池子直径较大，为了降低池深宜将池子底部坡度减小，并增设机械刮泥装置来防止池底积泥，以确保出水水质的稳定性。
9.4.29 脉冲澄清池清水区的液面负荷，应按相似条件下的运行经验确定，可采用2.5m3/(m2·h)～3.2m3/(m2·h)。
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9.4.29 根据对各地脉冲澄清池运行经验的调查表明，由于其对水量、水质变化的适应性较差，液面负荷不宜过高，一般以低于3.6m3/（m2·h）为宜。此外，近十多年来，除上海罗泾水厂引进并已投运的20000m2/d、包头画匠营子一期引进并已投运的300000m2/d和天津凌庄水厂已引进并正在建设的300000m2/d法国超脉冲澄清池，国内大中型水厂几乎均未采用脉冲澄清池，可借鉴的实践经验较少。因此液面负荷的指标可采用2.5m3/（m2·h）~3.2m3/（m2·h）。同样，考虑到低温低浊水的絮体沉速低，液面负荷的指标宜选用低值。
9.4.30 脉冲周期可采用30s～40s，充放时间比应为3:1～4:1。
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9.4.30 脉冲澄清池的脉冲发生器有真空式、S形虹吸式、钟罩式、浮筒切门式、皮膜式和脉冲阀切门式等形式，后三种形式脉冲效果不佳。
脉冲周期及其充放时间比的控制，对脉冲澄清池的正常运行有重要作用。由于目前一般采用的脉冲发生器不能根据进水量自动地调整脉冲周期和充放比，因而当进水量小于设计水量时，常造成池底积泥，当进水量大于设计水量时，又造成出水水质不佳。故设计时应根据进水量的变化幅度选用适当指标。本条是根据国内调查资料，结合国外资料制定的。
9.4.31 脉冲澄清池的悬浮层高度和清水区高度，可分别采用1.5m和2.0m。
9.4.32 脉冲澄清池应采用穿孔管配水，上设人字形稳流板。
9.4.33 虹吸式脉冲澄清池的配水总管，应设排气装置。
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9.4.33 虹吸式脉冲澄清池易在放水过程中将空气带入配水系统，若不排除，将导致配水不均匀和搅乱悬浮层。据此，本条规定配水总管应设排气装置。
9.4.34 气浮池宜用于浑浊度小于100 NTU及含有藻类等密度小的悬浮物质的原水。
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9.4.34 根据气浮处理的特点，适用于处理低浊度原水。虽然有试验表明，气浮池处理浑浊度为200NTU~300NTU的原水也是可行的，但考虑到国内相关的生产性经验不多，故本条规定了“气浮池宜用于浑浊度小于100NTU”的原水。
9.4.35 接触室的上升流速可采用10mm/s～20mm/s，分离室的向下流速可采用1.5mm/s～2.0mm/s，分离室液面负荷可为5.4m3/(m2·h)～7.2m3/(m2·h)。
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9.4.35 气浮池接触室上升流速应以接触室内水流稳定，气泡对絮粒有足够的捕捉时间为准。根据各地调查资料，上升流速大多采用20mm/s。某些水厂的实践表明，当上升流速低，也会因接触室面积过大而使释放器的作用范围受影响，造成净水效果不好。
据资料分析，上升流速的下限以10mm/s为适宜。
又据各地调查资料，气浮池分离室向下流速采用2mm/s较多。据此，本条规定“可采用1.5mm/s~2.0mm/s，分离室液面负荷为5.4m3·/（m2·h）~7.2m3·/（m2·h）”。上限用于易处理的水质，下限用于难处理的水质。
9.4.36 气浮池的单格宽度不宜大于10m；池长不宜大于15m；有效水深可采用2.0m～3.0m。
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9.4.36 为考虑布气的均匀性及水流的稳定性，减少风对渣面的干扰，池的单格宽度不宜超过10m。
气浮池的泥渣上浮分离较快，一般在水平距离10m范围内即可完成。为防止池末端因无气泡顶托池面浮渣而造成浮渣下落，影响水质，故规定池长不宜超过15m。
据调查，各地水厂气浮池池深大多在2.0m~2.5m。实际测定在池深1m处的水质已符合要求，但为安全起见，条文中规定
“有效水深可采用2.0m~3.0m”。
9.4.37 溶气罐的压力及回流比应根据原水气浮试验情况或参照相似条件下的运行经验确定，溶气压力可采用0.2MPa～0.4MPa；回流比可采用5％～10％。溶气释放器的型号及个数应根据单个释放器在选定压力下的出流量及作用范围确定。
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9.4.37 国外资料中的溶气压力多采用0.4MPa~0.6MPa。根据我国的试验成果，提高溶气罐的溶气量及释放器的释气性能后，可适当降低溶气压力，以减少电耗。因此按国内试验及生产运行情况，规定溶气压力可采用0.2MPa~0.4MPa范围，回流比可采用5%~10%。
9.4.38 压力溶气罐的总高度可采用3.0m，罐内填料高度宜为1.0m～1.5m，罐的截面水力负荷可采用100m3/(m2·h)～150m3/(m2·h)。
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9.4.38 溶气罐铺设填料层对溶气效果有明显提高。但填料层厚度超过1m对提高溶气效率已作用不大。为考虑布水均匀，本条规定其高度宜为1.0m~1.5m。
根据试验资料，溶气罐的截面水力负荷一般以采用100m3/（m2·h）~150m3/（m2·h）为宜。
9.4.39 气浮池宜采用刮渣机排渣。刮渣机的行车速度不宜大于5m/min。
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9.4.39 由于采用刮渣机刮出的浮渣浓度较高，耗用水量少，设备也较简单，操作条件较好，故各地一般均采用刮渣机排渣。根据试验，刮渣机行车速度不宜过大，以免浮渣因扰动剧烈而落下，影响出水水质。据调查，以采用5m/min以下为宜。
9.4.40 多雨、多风地区的气浮池宜设棚。
9.4.41 气浮池出水宜采用穿孔管集水，穿孔管孔口流速不宜大于0.5m/s。
