借助重力分離水和懸浮物的方法。密度大於水的顆粒將在水中向下沉降，從而與水分離。同時，密度小於水的將上浮，也與水分離。

　　顆粒沉速　細小的單個球形顆粒的沉速(u)可用斯托克斯公式計算

式中 d為顆粒直徑， ρS、 ρ分別為顆粒和水的密度， g為重力加速度，μ為水的動力粘滯系數。公式表達瞭影響顆粒沉速的因素，可據以計算粒徑較小、水相對於顆粒的流態為層流的顆粒（例如直徑為0.1～0.001毫米）的粘土顆粒的沉速。當顆粒較大、水相對於顆粒的流態為紊流時，上式不再適用，但是影響顆粒沉速的因素基本不變。

　　顆粒沉淀規律　顆粒的沉淀規律與顆粒的性質和濃度有關。無粘結性的顆粒（稱離散顆粒，如砂），相碰時不會結合，各自保持原有形態，因此，沉速不變。有粘結性的顆粒（如氫氧化鋁的膠態沉淀），相碰時相互結合，失去原有形態，沉速改變。當懸浮顆粒的濃度很低時，顆粒的沉淀不相互影響，稱自由沉淀。當懸浮顆粒濃度高時，顆粒相距甚近，沉淀相互影響，稱幹擾沉淀。懸浮物達到某一高濃度時（如活性污泥法中的混合液），顆粒常成層沉淀，出現污泥面(與清水的分界面)，每一泥層中的顆粒等速沉降，沉速為泥層濃度的函數。與混凝連用的沉淀稱為混凝沉淀，否則稱為自然沉淀。

　　沉淀效率　就離散顆粒的自由沉淀而言，常用的各型沉淀池的工作效率決定於池的水平面積，而和池水的深度無關，即容積相同的沉淀池，愈淺沉淀效率愈高；此即所謂淺池原理。通過沉淀池的水流流量和池的水平面積的比值稱為表面負荷率，可以作為反映沉淀效率的參數，該值愈小，沉淀效率愈高。

　　沉淀池　適用於混凝沉淀和自然沉淀。按水流情況可分平流式、豎流式和輻射式。平流池多為長方形，水流循水平方向流動；豎流池可為圓形或方形，水流從下向上流動；輻射池是中心深四周淺的圓池，原水一般從池中心進入，沿輻射方向（徑向）向池周流動；在水流流動過程中，懸浮顆粒逐漸沉到池底。沉積下來的污泥可用各種排泥設施排除。排泥設施與池的大小和形狀有關。方形池的底部可設泥鬥，鬥底接排泥管。長方形池和圓形池常采用刮泥機或吸泥機。

　　斜管斜板沉淀池，根據淺池原理開發的一種沉淀池。在沉淀池的沉淀區內放置傾角為60°的斜管或斜板(斜管管徑約25～40毫米，長為800～1000毫米。斜板間距約100毫米)。因沉淀區分隔為許多區，沉淀面積和沉淀效率顯著增加；同時，沉到管底或板面上的污泥將自動滑離沉淀區，解決瞭除泥問題。池型分三種：在斜管或斜板間水與污泥異向流動（水流從下向上），稱為異向流，應用最廣；水與污泥同向流動（水流從上向下），稱同向流；水流水平向流過斜板間隙，稱為橫向流。沉淀池的進出口佈置應使水流均勻分佈，沉淀池的進口和出口大多采用堰口和淹沒孔口。圓池的進口常在池中心，而在池周出水。因池周很大，故用鋸齒形堰口，以提高堰口水頭，促使水流均勻。圓池也有池周進水，池中心出水的。活性污泥法的後沉淀池因進池的廢水與活性污泥混合液重於出流廢水，可以把進出口都做在池周上，進口在下，出口在上。

　　沉砂池　用於自然沉淀。分離水流中易沉和有磨損作用顆粒的沉淀池。池的構造比較簡單，平面常為長方形，進出口一般沒有控流設施。池底沉砂用水力或抓鬥清除。廢水處理時，為瞭使沉砂比較清潔易於處置，常沿池底設曝氣管系，用壓縮空氣不斷攪動沉砂，使沉砂上的有機物漂入水中，稱曝氣沉砂池。也有采用其他措施使沉砂少帶有機污泥的。

　　澄清池　水的混凝沉淀法中，集混和、絮凝、沉淀三個作用於一起的處理構築物。有多種類型，共同的特點是池的泥水分離室內有一個懸浮在水中的絮體區。加瞭混凝劑的渾水自下而上地通過絮體區時得到澄清。與分別采用絮凝池和沉淀池的組合相比，池的容積和占地面積都較小。

　　在中國通用的澄清池有三種形式，即機械攪拌澄清池、水力循環澄清池和脈沖澄清池。機械攪拌澄清池采用較多(見圖)池面呈圓形。在池的中心豎軸線上設有繞立軸轉動的雙層葉輪，上層為閉式泵輪有揚水作用，下層為開式槳片隻有攪拌作用。來水從三角形環狀槽流入下層反應室（稱第一反應室），迅速與室中原有液體混合，經泵輪提升，混合液流入上層反應室（稱第二反應室）。然後通過窗口和導流板進入泥水分離區，一部分通過傘形板與池壁間形成的縫道回入反應室，另一部分（流量與來水量相等）通過懸浮絮體區與絮體分離，從設在池面上的輻射形集水槽和環形匯水槽流出池外。

　　在分離室底部，用板隔出一、二小室。室內液體處在靜置狀態，其中泥渣得以濃縮，定時排放以保持分離室中絮花濃度處在適用狀態(3～10克/升，由經驗決定)。（見彩圖）

直徑為100米的輻流式沉淀池