傾斜板の原理
 上記図１のB1～B2に示す懸濁粒子であって、図２に示す理想的な定速沈降特性領域に適用した傾斜板の原理について説明する。
 図８に示すように沈殿池の分離面積A、傾斜板の面積So、その傾斜角θとし、界面沈降速度Vsとすると、t時間後に得られる沈殿池表面（qo）と傾斜板の下面（qt）に生成するそれぞれの清澄水量は次式で示される。

　　qo = A×Vst　　(9)
　　qt = Socosθ×Vst　　(10)

 式(9)および式(10)の関係より清澄液の総量（qo + qt）から、沈降開始後t時間後における普通の沈殿池の清澄液量に対する傾斜板付設の沈殿池の清澄液量の増加率は、次式で示される。

　　(qo + qt)/qo = 1 + Socosθ/A　　(11)

ここで、上記の傾斜板を平行・等間隔にn枚付設したときの増加率は、次式で示される。

　　(qo + qt)/(qo = 1 + nSocosθ/A　　　(12)

図８　傾斜板の基礎
θ：傾斜板の角度

 
傾斜板モデル
 式(12)から分かるように、付設する傾斜板の枚数が多いほど、その傾斜角θが緩やかなほど、沈殿池の清澄効率が向上することが理解できる。図９に示す普通池、傾斜板付設池（傾斜は板上部に沈積した粒子が自重により滑り落ちる角度θsdとする）および水平板付設（傾斜板と同じ枚数）池では、清澄液を得る効率（清澄速度）は(A)＜(B)＜(C)の順に高く（速く）なることが容易に理解できる。すなわち、傾斜板または平行板を沈殿池に設置する事により通常Hの沈降距離をｈsまたはhpまで短縮できる。このことは、ｈs/Hまたはhp/H倍沈降時間が短縮され、沈降面積をH/hsまたはH/hp倍拡げる事を意味する。
 ところが、沈殿池(C)では、板状に沈積した粒子（沈積汚泥）の排泥が困難である。このことから、板状上に沈積した汚泥が自重落下する沈殿池（B)のモデルが実用化されている。上水場での凝集沈殿池においては、一般的に、θsd = 60° とされている。
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図９　傾斜板のモデル
(A)普通の沈殿池、(B)平行傾斜板付設の沈殿池、(C)平行水平板付設の沈殿池

 
（２）傾斜板沈殿装置
傾斜板モジュール
 図10に傾斜板の組立（モジュール）事例を示す。沈殿粒子は各傾斜板の表面に沿って自重により下降（→）し、清澄液は各裏面に沿って上昇（→）する。各傾斜板の上端と下端にはスリットが設けてあり、上昇する清澄水流と下降する沈殿粒子流を整流して、混合や水の混合を防いでいる。この上昇流と下降流とを巧みに利用した構成を発明したのは宇野昌平氏であった。傾斜板上部の沈積粒子の下降流と傾斜板下部の清澄液の上昇流とをジグザグ構成によって完全に分離したことが特徴である。
 このような配列は、懸濁液濃度が高いとき（表１の界面沈降）に効果が発揮される。希薄懸濁液（表１の自由沈降）に対しては、上昇流と下降流とは明確に分離しないので、このようなモジュールは適用できない。また、このモジュールは、上昇流式沈殿池に採用すると、屈曲部で清澄液の上昇流と沈殿粒子の下降流が衝突して混合が起こり分離効果は半減する。

清澄液の集水方法の改善
 図10示すモジュールでは、清澄液と懸濁粒子液は逆方法に流れている。このため両液体の境界面では乱れが生じ分離効率が悪くなる。この欠点を改善したのが下記に述べるモジュールである。
 この方式は、図10のジグザグ構造の最上段のみを延長し、傾斜板裏面の清澄液流路の下端に集水装置を取り付けたモジュールの導入である。原水を上部より導入し、清澄液と粒子液の流れを同じ方向として、両液の混合を防ぐとともに、清澄液の下降流が沈殿粒子の下降流速度を促進するので、傾斜板の角度を緩やかにできるので、沈降面積（式(5)のSocosθ）を大きくすることができる。
 傾斜板モジュールの特徴は、傾斜板モジュールを多層に積み上げることができるとともに、上昇流方式だけでなく、図11に示すように傾斜板に沿って水平に原水を通水する方式（水平流方式）が採用できることにある。