E= Q/A
式中： E — 油珠颗粒的分离效率； u — 油珠颗粒的上浮速度； Q/A — 表面负荷率； Q — 处理流量； A — 除油设备水平工作面积。 浮升速度u可用斯托克斯公式计算： u = 18 g m ( r r ) d
2
p
w
o
••••• •
（式2-2-2）
式中： u — 油珠颗粒的浮升速度，m/s； g — 重力加速度，m/s2； — 污水的动力粘度，Pa.s； w — 污水的密度，kg/m3； o — 油的密度，kg/m3；
2. 斜板板组工艺计算
(1) 斜板板组水力计算 根据含油污水油珠运动规律：当某一粒径的油珠P，处于斜板中某一位置 时，它具有上浮速度V0，轴向速度V。由此可建立质点P的y方向与x方向瞬时合 成速度u、v的方程式，即：
+ C1 y =ud t + C2 x=vd t
••••••••• • 2-2-4） （式 ••••••••• • 2-2-5） （式
7--溢流管 8--集油槽 9--出油管 10--排污管
二、斜板（管）除油罐
1. 原理
斜板（管）除油是目前最常用的高效除油方法之一，它同样属于物理法除 油范畴。斜板（管）除油的基本原理是“浅层沉淀”，又称“浅池理论”，通俗 的讲，若将水深为H的除油设备分隔为n个水深为H/n的分离池，而当分离池的长 度为原除油分离区长度的1/n时，便可处理与原来的分离区同样的水量，并达到 完全相同的效果。为了让浮升到斜板（管）上部的油珠便于流动和排除，把这些 浅的分离池倾斜一定角度（通常为45°~ 60°），超过污油流动的休止角。这就 形成了所谓的斜板（管）除油罐。 假设除油设备的高度为H，油珠颗粒分离时间为t，则表面负荷率可表示 为Q/A=H/t，将其代入分离效率公式，可得：
四、气浮除油（除悬浮物）
1. 基本原理
气浮就是在含油污水中通入空气（或天然气）设法使水中产生微细气泡，有 时还需加入浮选剂或混凝剂，使污水中颗粒为0.25~25m的乳化油和分散油或水中 悬浮颗粒粘附在气泡上，随气体一起上浮到水面并加以回收，从而达到含油污水除 油除悬浮物的目的。 由物理学基本概念得知，各种液体都有表面能，其表达式为：
u = Kd 02
••••••••• • 2-2-34） （式
可以看出，油珠上浮速度与油珠粒径平方成正比。如果在污水沉降之前设 法使油珠粒径增大，则可大大增大油珠上浮速度，进而使污水在沉降罐中向下 流速（v）加大，这样便可提高除油罐效率。有关学者经过大量研究，采用粗粒 化法（也称聚结）可达到增大油珠粒径的目的。以上便是粗粒化除油的理论依 据。
谢谢！
W =s S
•••••••••••• • • 2-2-35） （式
式中： W — 表面能，J；s — 表面张力，N/m；S — 液体表面面积，m2。
同样界面能也等于界面张力乘界面面积，界面能也有减小至最小的趋势，所 以水中油呈圆球形。当把空气通入含有分散油的污水中，形成大量微小气泡，油 粒同样具有粘附到气泡上的趋势以减少其界面能。 为使污水中有些亲水性的悬浮物用气浮法分离，则应在水中加入一定量的浮 选剂使悬浮物表面变为疏水性物质，使其易于粘附在气泡上去除。浮选剂是由极 性-非极性分子组成，为表面活性物质，例如含油污水中的环烷酸及脂肪酸都可起 浮选剂作用。有时水中乳化油含量较高时，气浮之前还需加混凝剂进行破乳，使 水中油呈分散油状态以便于气泡粘附易于用气浮法分离。
2. 装置结构
自然除油设施一般兼有调储功能，油水分离效率不够高，通常 工艺结构采用下向流设置。如图2-2-1所示，立式容器上部设收油构件， 中上部设配水构件，中下部设集水构件，底部设排污构件。
8 7 3
1--进水管 2--中心反应筒 3--配水管 4--集水管 5--中心管柱 6--出水管
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油田污水处理PPT
——陈刚
1. 基本原理
• 一、自然除油
自然除油是属于物理法除油范畴，是一种重 力分离技术。重力分离法处理含油污水， 是根据油和水的密度不同，利用油和水的 密度差使油上浮，达到油水分离的目的。 含油污水在这种重力分离池中的分离效率 为： u • • • • • • • • • • • •（式2-2-1）
••••• • 2-2-6） （式
• （式 2-2-7）
三、粗粒化（聚结）除油
1. 粗化（聚结）除油机理
所谓粗粒化，就是使含油污水通过一个装有填充物（也叫粗粒化材料）的 装置，在污水流经填充物时，使油珠由小变大的过程。经过粗粒化后的污水，其 含油量及污油性质并不变化，只是更容易用重力分离法将油除去。粗粒化处理的 对象主要是水中的分散油，粗粒化除油是粗粒化及相应的沉降过程的总称。油珠 浮升符合斯托克斯公式（式2-2-2），该式这表明，对温度一定的特定污水而言， 其动力粘滞系数、污水密度、污油密度和重力加速度都是一定值，上式可简化为：
油膜到水相中仍形成油珠，该油珠粒径比聚结前的 油珠粒径要大，从而达到粗粒化的目的。
“碰撞聚结” 理论建立在疏油材料基础上。
无论由粒状的或是纤维状的粗粒化材料组成的粗粒
化床，其空隙均构成互相连续的通道，尤如无数根
直径很小交错分布的微管。当含油污水流经该床时，
由于粗粒化材料是疏油的，两个或多个油珠有可能
“润湿聚结” 理论建立在亲油性粗粒化材料的
基础上。当含油污水流经由亲油性材料组成的粗粒
化床时，分散油珠便在材料表面润湿附着，这样材 料表面几乎全被油包住，再流来的油珠也更容易润 湿附着在上面，因而附着的油珠不断聚结扩大并形 成油膜。由于浮力和反向水流冲击作用，油膜开始
脱落，于是材料表面得到一定程度的更新。脱落的
E =
u u ut = = Q / A H /t H
• • • •（式 • 2-2-3）
从（式2-2-3）可见，重力分离除油设备的除油效率是其分离高度的函数， 减小除油设备的分离高度，可以提高除油效率。在其他条件相同时，除油设备的 分离高度越小，油珠颗粒上浮到表面所需要的时间就越短，因此在油水分离设备 中加设斜板，增加分离设备的工作表面积，缩小分离高度，从而可提高油珠颗粒 的去除效率。
同时与管壁碰撞或互相碰撞。其冲量足可以使它们 合并成为一个较大的油珠，从而达到粗粒化的目的。
2. 粗粒化材料（聚结板材）的选择
国内各油田目前工业化的粗粒化装置大多是用粒状材料，各种材料性能可见 表2-2-3。 粗粒化材料物性表 表2-2-3
材料名称 聚丙烯 无烟煤 陶粒 石英砂 蛇纹石 润湿角 738’ 1318’ 7242’ 9930’ 729’ 相对密度 0.91 1.60 1.50 2.66 2.52 水温44C； 介质为净化后含油污水 润湿剂为原油 润湿角测定条件
粗粒化材料选择原则为：耐油性能好，不能被油溶解或溶涨；具有一定 的机械强度，且不易磨损；不易板结，冲洗方便；一般主张用亲油性材料； 尽量采用相对密度大于1的材料；货源充足，加工、运输方便，价格便宜；粒 径3~5mm为宜。
对于聚结板材通常可采用聚氯乙烯、聚丙烯塑料、玻璃钢、普通碳钢和 不锈钢等。具体选用哪种材质的聚结板，要根据处理水质特性和生产实际需 要来确定。一般说来，聚丙烯和玻璃钢塑料聚结板属湿润聚结范畴；纯聚丙 烯板材，当吸油接近饱和时纤维周围会产生油水界面引起的分子膜状薄油膜， 吸油趋于平衡，影响聚结效果。玻璃钢材质吸油时对油水界面引起的分子膜 状薄油膜影响较小，吸油功能可保持良好，但板材加工难度较大。碳钢和不 锈钢聚结板材属碰撞聚结范畴，板材表面经过特殊处理后，亲水性能良好。 不锈钢板聚结效果优于碳钢板，其运行寿命也大于碳钢板，但不锈钢板造价 远高于碳钢板。
0
从图2-2-2可知，油珠P在y方向的瞬时 合速度为：u=V0cosα；在x方向的瞬时合速度 为：v=V-V0sinα，将上式代入式2-2-4、式22-5中即得油珠P的运动方程，它适于各种计 算方法，其运动方程式如下：
0
α
α
+ c2 • t x=( V - V0 sina )d
+ c1 t y = V0 cosa d