高密度沉淀净水工艺是集絮凝、沉淀、污泥浓缩于一体的新型水处理技术,具有占地面积小,处理效率高的优点,已得到广泛应用。目前,国内采用高效沉淀池工艺的水厂有50多座,总供水量超过1500万m3/d,已建项目大多是借鉴了国外高密度沉淀池的形式,并在参考机械搅拌絮凝和斜管沉淀工艺经验基础上开展设计的,国家没有相应的设计规范。沉淀池的结构设计更多是满足工艺流程需要,在絮凝和沉淀水力条件上考虑较少。本文以扬州市第一水厂改扩建工程中采用的机械絮凝斜管沉淀池为对象,采用数值模拟和中试研究相结合的方法,对沉淀池的颗粒浓度和流场进行模拟,提出了优化设计的改进措施,中试研究明确了各项运行参数。主要得出以下结论：(1)通过对沉淀区污泥颗粒浓度场的数值模拟,结果表明最佳颗粒密度为1050kg/m3,过高的颗粒密度会加剧异重流现象,过小则影响沉淀效率。(2)对不同进水口高度以及在沉淀区前增设配水槽效果进行模拟。在保持沉淀区进水口宽度不变,当进水口高度为1.2m,即进水速度为0.024m/s时,流场分布更加均匀；在沉淀区前增设配水槽,可使进水沿池宽方向分布均匀,提高了水流稳定性,更有利于颗粒沉降和污泥浓缩。(3)研发了水量为2000m3/d的中试装置,通过烧杯实验和中试试验,对混凝剂投加量、助凝剂投加量、污泥回流比等控制参数进行了优化试验,探索针对第一水厂原水条件下的最佳运行参数。结果表明,当PAC投加30mg/L、PAM投加0.1mg/L、污泥回流比为4%时,沉淀池出水水质最好,出水浊度基本都低于1NTU；在机械絮凝斜管沉淀池连续稳定运行一段时间后,可以适当降低混凝剂投加量至20-25mg/L,出水仍可达到预期效果。