通過(guò)建立包括長(zhǎng)寬比、斜管管徑、配水區(qū)高度等多個(gè)因素的水力學(xué)方程，定量分析了上述因素對(duì)沉淀池運(yùn)行效果的影響，得出的結(jié)果表明沉淀池的高寬比的影響，增加配水區(qū)高度和沿池長(zhǎng)方向減小斜管管徑可以提高斜管沉淀池的布水均勻性，從而實(shí)現(xiàn)了 斜管沉淀池的優(yōu)化設(shè)計(jì)?？偠灾瑖?guó)內(nèi)對(duì)沉淀池的速度場(chǎng)、濃度場(chǎng)以及溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬研究已趨于成熟，但還沒(méi)有深入研究沉淀池的幾何尺寸、進(jìn)水懸浮物動(dòng)態(tài)變化情況下對(duì)沉淀效果的影響；并且對(duì)沉淀池的探討分析大部分還停留于二維模擬，關(guān)于三維模擬的研究。我國(guó)對(duì)沉淀池的多相流研究目前還處于探索階段，所選用的模型通常包括混合物兩相流模型和歐拉兩相流模型，在沉淀池?cái)?shù)值模擬研究中關(guān)于多相流模型大部分只有水體和懸浮物質(zhì)這兩相。

    在水處理工藝中，沉淀特性是指比重大于水的懸浮顆粒依靠重力的作用，從水中沉降分離的過(guò)程。根據(jù)懸浮顆粒的濃度和顆粒性質(zhì)的不同，沉淀又可分為分散顆粒自由沉淀、絮凝顆粒絮凝沉淀、擁擠沉淀和壓縮沉淀這四種基本形式。（1）分散顆粒自由沉淀 懸浮顆粒小于5000ｍｇ／Ｌ的天然河流水中泥砂顆粒一般具有自由沉淀的性質(zhì)。自由沉淀是指當(dāng)水中懸浮物濃度不高時(shí)，顆粒從水中下沉分離時(shí)彼此互不干擾，獨(dú)立完成各自的沉淀過(guò)程。懸浮顆粒呈離散狀態(tài)，其物理性質(zhì)（密度、尺寸、形狀等）及下沉速度均不發(fā)生變化，且顆粒在水中只受到本身的重力和水流的阻力作用。關(guān)于分散顆粒的自由沉淀的變化規(guī)律通常使用牛頓定律與斯托克斯公式來(lái)表達(dá)。

    絮凝顆粒絮凝沉淀又稱為干擾沉淀，天然水源水中細(xì)小粒徑的泥砂也會(huì)發(fā)生自然絮凝作用，形成絮凝顆粒的自由沉淀。經(jīng)過(guò)混凝后的懸浮顆粒具有一定絮凝性能，絮凝過(guò)程即兩懸浮顆粒相互碰撞后聚結(jié)，粒徑和質(zhì)量均逐漸增大，其沉降速度也隨水深增加而加快的沉淀過(guò)程。沉淀軌跡呈拋物線狀，但很難用規(guī)律的公式計(jì)算，這是由于4萬(wàn)方數(shù)據(jù) 蘭州屬溫帶大陸性氣候。年平均氣溫10.3℃。夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒，是的避暑勝地。年平均日照時(shí)數(shù)為2446小時(shí)，無(wú)霜期為180天，年平均降水量為327毫米，主要集中在6~9月。懸浮物顆粒的尺寸在不斷變化，沉速也隨之變化，故大都需要試驗(yàn)測(cè)定。擁擠沉淀又稱為分層沉淀，當(dāng)水中的懸浮顆粒濃度大于15000mg／Ｌ時(shí)，在下沉過(guò)程中互相干擾碰撞，最終形成一個(gè)整體并且共同向下沉淀的過(guò)程即為擁擠沉淀。該過(guò)程中懸浮物與水之間會(huì)出現(xiàn)明顯的固液分界面。擁擠沉淀在水處理過(guò)程中常?？梢?jiàn)。例如二次沉淀池下部污泥的沉淀過(guò)程以及濃縮池中污泥濃縮的初始階段。

    壓縮沉淀又為污泥濃縮，它是擁擠沉淀的繼續(xù)。當(dāng)濃度比較高的懸浮物顆粒在水中沉降時(shí)，顆粒與顆粒之間通常形成團(tuán)塊狀，呈現(xiàn)彼此接觸并依托的狀態(tài)，在重力作用下，下層顆粒受到上層顆粒的擠壓并擠出間隙水，使污泥得到濃縮的過(guò)程，該過(guò)程稱之為壓縮沉淀。懸浮物顆粒聚集在一起，與液體形成顯而易見(jiàn)的分界面，且粒群與液體分離的速 度非常緩慢。一般污泥的濃縮過(guò)程都存在著壓縮沉淀，該過(guò)程通常發(fā)生在沉淀池及濃縮池內(nèi)，如活性污泥在二次沉淀池污泥斗中的濃縮過(guò)程。理想沉淀池是簡(jiǎn)化了的沉淀池的模型，是沉淀池設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，它應(yīng)符合以下三個(gè)假定：（1）水中顆粒處于自由沉淀狀態(tài)，認(rèn)為顆粒在沉淀過(guò)程中互不干擾：（2）忽略懸浮顆粒之間的相互作用，即顆粒密度、形狀、大小保持不變，認(rèn)為沉降過(guò)程中顆粒下沉的速度是相同的；（3）忽略了水流對(duì)池底的沖刷作用，認(rèn)為顆粒沉到池底視為己去除。 依據(jù)上述假設(shè)條件，作出理想沉淀池的工作原理簡(jiǎn)圖.

    原水經(jīng)整流設(shè)施流入池內(nèi)，均勻分配于Ａ-ｃ截面，則其水平流速公式為： ｖ：ｊ生（1.1） ％曰 式中ｒ水平流速，ｍ／ｓ 曠流量，ｍ３／ｈ； 辦Ｄ一水流截面Ａ—Ｂ的高度，ｍ； 召一水流截面Ａ—Ｂ的寬度，ｍ。 蘭州是古絲綢之路上的重鎮(zhèn)，早在5000年前人類就在這里繁衍生息；西漢設(shè)立縣治，取“金城湯池”之意而稱金城；隋初改置蘭州總管府，始稱蘭州；自漢至唐、宋時(shí)期，隨著絲綢之路的開(kāi)通，出現(xiàn)了絲綢西去、天馬東來(lái)的盛況，蘭州逐漸成為絲綢之路重要的交通要道和商埠重鎮(zhèn)，聯(lián)系西域少數(shù)民族的重要都會(huì)和紐帶，是黃河文化、絲路文化、中原文化與西域文化的重要交匯地。懸浮顆粒在沉淀池里的沉降速度影響了沉淀池長(zhǎng)度與深度間的聯(lián)系，因而影響了沉淀池的優(yōu)化設(shè)計(jì)。然而這與真實(shí)的情況并不相符。顆粒沉速只是影響沉淀池去除效果的其中一個(gè)因素，還有其他原因例如由溫度差引起的對(duì)流、密度差引起的異重流、風(fēng)力和水力攪動(dòng)以及配水、池內(nèi)死角和水與池壁摩擦引起的滯流等不 規(guī)則運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，水流的斷面流速并不是均勻分布，懸浮顆粒沉淀效率容易受到水流狀態(tài)不穩(wěn)定的影響。綜上所述，對(duì)于沉淀池的尺寸優(yōu)化基于上述假定條件具有很大的經(jīng)驗(yàn)性、主觀性和任意性。所以，對(duì)沉淀池內(nèi)的流態(tài)和懸浮物濃度分布進(jìn)行研究具有十分重要的意義，能夠比較地確定沉淀池的尺寸以及沉淀的效率。

    沉淀池的種類按照液體在池中的運(yùn)動(dòng)與軌跡，通常可以分為以下五種：平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻射式沉淀池、氣浮池和斜管沉淀池。選擇正確的沉淀設(shè)施對(duì)于整個(gè)水處理工藝是否能運(yùn)行起到不容忽視的作用。平流沉淀池是較普遍的一種沉淀形式，也是水廠設(shè)計(jì)中應(yīng)用較早的沉淀構(gòu)筑物。它的用途大致可以歸為過(guò)濾操作前的沉淀處理以及預(yù)沉、終沉淀處理。

    蘭州，簡(jiǎn)稱“蘭”或“皋”，古稱金城，是甘肅省省會(huì)，國(guó)務(wù)院批復(fù)確定的中國(guó)西北地區(qū)重要的工業(yè)基地和綜合交通樞紐，西部地區(qū)重要的中心城市之一，絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶的重要節(jié)點(diǎn)城市。蘭州地處中國(guó)西北地區(qū)、甘肅省中部，位于中國(guó)大陸陸域版圖的幾何中心，是中國(guó)大西北鐵路、公路、航空的綜合交通樞紐，中國(guó)人民解放軍西部戰(zhàn)區(qū)陸軍機(jī)關(guān)駐地，也是新亞歐大陸橋中國(guó)段五大中心城市之一，西部重要的區(qū)域商貿(mào)中心和現(xiàn)代物流基地，享有“絲路重鎮(zhèn)”、“黃河明珠”、“西部夏宮”、“水車之都”、“瓜果名城”等美譽(yù)。