Процесс осаждения частиц происходит по законам падения тел в среде, оказывающей сопротивление их движению. Следовательно, при осаждении концентрированной суспензии процесс происходит в солидарном режиме. Даже в грубых суспензиях, как правило, находится достаточное количество частиц, для которых Re<2. Таким образом, они имеют небольшую скорость осаждения, которую можно определить по закону Стокса. Таким образом, можно найти производительность отстойника, которая не зависит от его высоты, а зависит исключительно от поверхности отстойника и скорости осаждения частиц.

Однако использование закона Стокса возможно лишь в определенных пределах. В том случае, если происходит свободное осаждение частиц различной раздробленности, возникает несколько слоев. При этом размер частиц постепенно уменьшается. Тонкослойные отстойники способны значительно интенсифицировать процесс осаждения, а также в среднем на 25% увеличить эффект осветления и на 60% снизить площадь застройки под отстойник.

При осаждении частицы вначале движутся ускоренно, а потом сила сопротивления трения среды и сила тяжести уравновешиваются, и частицы приобретают постоянную скорость и осаждаются равномерно. Практически всегда скорость осаждения в жидкой среде определяется по числовому значению критерия Рейнольдса с предварительным нахождением значения критерия Архимеда.

Вначале осаждаются более крупные частицы, а мелкие частицы образуют муть, которая отстаивается намного медленней. В том случае, если суспензия имеет высокую концентрацию, возникает процесс поверхностного взаимодействия частиц.

Это значит, что разные частицы по величине осаждаются вместе. Осадки, которые образуются в процессе отстаивания, разделяются на два типа. Осадки, дающие грубые суспензии, имеют крупнозернистые взвешенные частицы, ложащиеся на дно плотными слоями. Следовательно, сливая верхние слои, можно отделять крупные частицы от мелких. Концентрация получаемых осадков зависят от величины частиц и структуры осадков. Предельной концентрацией осадка является такое содержание в нем твердых частиц, при котором осадок еще имеет возможность перемещаться по трубопроводу.

Данное разделение можно проводить в движущейся струе воды. Следовательно, данный процесс называют гидравлической классификацией. Различие в конструкции отстойников заключается в расположении входных и отводящих устройств и, следовательно, величины их пропускной способности.

Затем через водослив жидкость попадает в кольцевую полость между стенкой отстойника и струенаправляющей перегородкой. Тонкослойные пластинчатые отстойники включают в себя пакет наклонных полок. Вдоль их плоскости движется жидкость, при этом твёрдые частицы задерживаются на пластинах и скатываются в шламосборники.

В зависимости от типа загрязнений и поставленных задач наряду с классическими отстойниками используются сгустители и классификаторы, позволяющие интенсифицировать процессы очистки стоков. Сгустители рассчитываются по скорости осаждения наиболее мелкой взвеси в стоках, а расчет классификаторов ориентирован на вещества, которые должны быть отделены в первую очередь.

Для активизации процесса очистки отстойники оборудуются гребковыми мешалками непрерывного действия. За счет использования центробежной силы ускоряется осаждение взвеси. В аппаратах периодического действия суспензия заливается и остается в состоянии покоя определенное время, которое нужно для оседания частиц.

При 500>Re>2 значение коэффициента сопротивления ξ=18,5/(Re)0,6, а в случае 15000>Re>500 коэффициент сопротивление равен ζ=0,44. Эти частицы соединяются в группы, а мелкие частицы увлекаются более крупными. Следовательно, между осветленной жидкостью и осевшим осадком имеется хорошо выраженная граница. Осадок тонких суспензий выглядит иначе. Повышение концентрации суспензии возникает исключительно в нижней части отстойного аппарата.

Если нет особой разницы между осадком и осветленной жидкостью, то возникает переход от концентрированных слоев к менее концентрированным. В них возникает исключительно сгущение суспензии (увеличение концентрации). Иногда во время осаждения твердой фазы, происходит разделение ее на классы или группы зерен, имеющих одинаковую скорость осаждения.

При этом твердые частицы, находящиеся в сгущенном и осевшем слое, разделены между собой жидкостью. Осветление жидкости при свободном осаждении суспензий, которые имеют разный размер частиц, происходит постепенно. Конструктивные решения для сгустителей и классификаторов абсолютно идентичны – различия касаются методик расчета осаждения взвешенных частиц.