【正文】 帶有濁度的原水經(jīng)過泵的升壓后通過濾層，因此進水和出水之間有壓差，此壓差即為。壓力式通過過濾器是油田水處理中使用最為普遍的過濾設(shè)備。懸浮物的絮凝特性， 電位等取藥取決于表面性質(zhì)，??因此，顆粒表面性質(zhì)時影響過濾效率的主要因素。降低溫度，對過濾不利。（5）溫度。（4）濃度。（3）密度。（2）形狀。粒度越大，通過篩濾去除越易。??2. 懸浮顆粒的影響（2）粒度。濾料表面不帶電荷或者帶有與懸浮顆粒表面電荷相反的電荷有利于懸浮顆粒在其表面上吸附或接觸凝聚。濾床越厚，濾液越清，操作周期越長。但角形濾料的孔隙率取決于粒徑及其分布，一般為 ~.較小的孔隙率會產(chǎn)生較高的水頭損失和過濾效率，而較大的孔隙率提供較大的納污空間和較長的過濾時間，但懸浮物容易穿透。（3）孔隙率。（2）形狀。1. 濾料的影響（1）粒度。反洗效果主要取決于沖洗強度和時間。3. 脫落機理通過用水進行反沖洗，又是先用或者同時用壓縮空氣進行輔助表面沖洗，濾層膨脹到一定高度，濾料處于流化狀態(tài)。（4）分子引力。懸浮顆粒細小，具有很強的趨附趨勢，吸附作用也可能通過絮凝劑的甲殼作用實現(xiàn)。懸浮顆粒和濾料顆粒帶異號電荷相吸，反之，則相斥。（2）靜電引力。在原水中投加混凝劑，壓縮懸浮顆粒和濾料顆粒表面的雙電層后，但尚未生成微絮凝體時，立即進行過濾。2. 附著機理由上述遷移過程而與濾料接觸的懸浮顆粒，附著在濾料表面上不再脫離，就是附著過程。由于濾層中的空隙和懸浮顆粒的形狀時極不規(guī)則的，在不均勻的剪切流場中，顆粒受到不平衡的作用不斷地轉(zhuǎn)動而偏離流線。對于微小的懸浮顆粒，由于布朗運動而擴散到濾料表面。此時，濾層中的每個小隙孔起著一個淺層沉淀池的作用。在凈重力的作用下，顆粒偏離流線沉淀到濾料表面上。（4）沉淀。（3）慣性。隨流線流動的小顆粒，在流線匯聚的與材料表面接觸。但是當懸浮物濃度過高時，很多顆粒有可能同時到達一個空隙，相互拱接而被機械截留。根據(jù)幾何學分析，三個直徑為 的球形濾料相切時形成的空隙，可以通過直徑最大為 ，即 77m 的球形懸浮物。比濾層空隙大的顆粒被機械篩分，截留于過濾表面上，然后這些被截留的顆粒形成空隙更小的濾餅層，使過濾水頭增加，甚至發(fā)生堵塞。懸浮顆粒脫離流線而與濾料接觸的過程，就是遷移過程。從性質(zhì)上說，一般可分為物理作用和化學作用。過濾不但能去除水中的懸浮物和膠體物質(zhì)，而且還可以去除細菌、藻類、病毒、油類、鐵和錳的氧化物、放射性顆粒、在預處理中加入的化學藥劑、重金屬以及很多其他物質(zhì)。當濾層中截留的雜質(zhì)過多時，濾層中空隙被堵，水流的阻力增大，過濾速度變小。過濾用的設(shè)備成為過濾器或過濾池。為區(qū)別上述三類表面或淺層過濾過程，將這類過濾稱之為深層過濾，簡稱過濾。采用顆粒狀濾料， 石英砂、無煙煤等。其主要設(shè)備有反滲透，超過濾和電滲析等。采用特別的半透膜作為介質(zhì)，在一定的推動力（如壓力、電場力等）下進行過濾。采用成型濾材，如濾布、濾片、燒結(jié)濾管、蜂房濾芯等，也可在過濾介質(zhì)上預先突破上一層助濾劑（如硅藻土）形成空隙細小的濾餅，用以去除粒徑細微的顆粒。過濾介質(zhì)為柵條或者濾網(wǎng)，用以去除毒打的懸浮物，雜草、紙漿等。過濾時，含懸浮物的水流過具有一定孔隙率的過濾介質(zhì)，水中的懸浮物被截留在介質(zhì)表面或內(nèi)部而除去。為提高氣浮除油效率，氣浮之前還需要加入混凝劑，將乳化油破乳成纖維分散油的疏水狀態(tài)，以便于氣泡黏附。浮選劑通常為極性或非極性的表面活性劑。一般來講，疏水性物質(zhì)易被氣泡黏附，親水性物質(zhì)不易被氣浮。實現(xiàn)氣浮法分離的必要條件有兩個：第一，必須向水中提供足夠數(shù)量的細微氣泡，氣泡理想大小為 15~30 m；第二，必須使目的物成??懸浮狀態(tài)或者具有疏水性質(zhì)，從而附著于氣泡上浮升。氣浮法廣泛應用于：①分離回收含油污水中的懸浮油和乳化油；②分離地面水中的細小懸浮物、藻類及微絮體；③回收工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)，如造紙廠廢水中的紙漿纖維及填料等；④分離回收一份子或者離子狀態(tài)存在的目的物，如表面活性劑和金屬離子；⑤代替二次沉淀池，分離和濃縮剩余活性污泥，特別適用于那些易于產(chǎn)生污泥膨脹的生化處理工藝中。在油田污水處理中，為了加快沉降速度，提高沉降效果，普遍采用斜管（板）沉降罐，其原理與前面所述的斜板除油相同，即“淺池理論” 。污水經(jīng)過混凝處理，使水中較小的顆粒凝聚并進一步形成絮凝狀沉淀物（俗稱礬花） ，再依靠其自身重力作用，由水中沉降分離出來，這種沉淀稱為混凝沉淀。這種沉淀只在含泥沙量大的原水進行預沉淀時采用。從另一角度來講，沉淀又可分為自然沉降沉淀和混凝沉淀兩種：（1）自然沉降沉淀。（4）壓縮沉淀。當水中懸浮物濃度較高時，每個顆粒下沉都受到周圍其他顆粒的干擾，顆粒相互牽扯形成王章的“絮毯”整體下沉，在顆粒群與澄清水層之間存在明顯的界面。（2）絮凝沉淀，當水中懸浮物濃度不高但有絮凝性時，再沉淀過程中，顆粒相互凝聚，其粒徑和質(zhì)量增大，沉淀速度加快。顆粒在沉淀過程中呈離散狀態(tài)，互不干擾，其形狀、尺寸、密度等均不改變，下沉速度恒定。根據(jù)水中懸浮物的密度、濃度及凝聚性，沉淀可分為四種基本類型。上浮法主要用于分離水中較輕的懸浮物，如油等，也可以讓懸浮物粘附氣泡，使其密度小與水，再用上浮法除去。通過收集沉淀物和浮渣可使水獲得凈化。第二節(jié) 沉淀沉淀與上浮是利用水中懸浮顆粒與水的密度差來進行分離的基本方法。一般應在單因素試驗的基礎(chǔ)上采用正交設(shè)計等數(shù)理統(tǒng)計法進行多因素重復試驗。為確定最佳的工藝條件，一般情況下，可以用燒杯攪拌法進行混凝的模擬試驗。而到了反應階段，既要創(chuàng)造足夠的碰撞機會和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長機會，又要防止生成的小絮體被打碎。攪拌強度常用速度梯度 G 來表示。3. 水里條件的影響。一般而言，當無機混凝劑與有機混凝劑并用時，先投加無機混凝劑，再投加有機混凝劑。（3）混凝劑投加順序。對于任何污水的混凝處理，都存在最佳混凝劑和最佳投藥量的問題，應通過實驗確定。（2）混凝劑投加量。很多情況下，將無機混凝劑與高分子混凝劑并用，可明顯提高混凝效果，擴大應用范圍?；炷齽┑倪x擇主要取決于膠體和細微懸浮物的性質(zhì)、濃度。（1）混凝劑種類、投加量和投加順序都對混凝效果產(chǎn)生影響。另外，氯、螯合物、水溶性高分子物質(zhì)和表面活性物質(zhì)都不利于混凝。如除硫、磷化合物以外的其他各種無機金屬鹽，均能壓縮膠體粒子的擴散層厚度，促進膠體絮凝，且濃度越高，促進能力越強，并可使混凝范圍擴大。（4）共存雜質(zhì)。另外，水溫低，水的黏度大，水中膠粒的布朗運動強度減弱，彼此碰撞的機會減少，不易凝聚。（3）水溫。以鐵鹽和鋁鹽混凝劑為例，pH 值不同，生成水解產(chǎn)物不同，混凝效果也不同。在混凝過程中，都有一個相對最佳的 pH 值的存在，使混凝反應速度最快，絮體溶解度最小。水中如果存在大量的有機質(zhì)，他們會吸附到膠粒表面，使膠粒反而鄭家穩(wěn)定性，混凝效果就差。這樣又會增加藥劑費用。當水中濁度較高時，混凝劑投加量要控制適當，使其恰好產(chǎn)生吸附架橋作用，達到混凝效果。當水中濁度較低時，顆粒細小而均一，投加的混凝劑量又少時，緊靠混凝劑與懸浮微粒之間相互接觸，很難達到預期的混凝目的，必須投加大量的混凝劑，形成絮凝體沉淀物，依靠卷掃作用除去微粒。（1）濁度。（二）影響混凝的因素影響混凝效果的因素包括污水水質(zhì)、混凝劑的性質(zhì)及水力條件。此時，高分子長鏈像各膠粒間的橋梁，將膠粒連接在一起，這種作用成為粘結(jié)架橋作用，它使膠粒間形成絮體，最終沉降下來，從而從水中除去這些膠體雜質(zhì)。同時又進一步形成絮體，這是因為膠粒對高分子物質(zhì)有強烈的吸附作用。當 電位將為零時，溶膠最不穩(wěn)定，也就是凝聚作用??最劇烈。這是，膠體之間的排斥作用減弱，水溶液體系的穩(wěn)定性變差。當擴散層厚度減小時， 電位也隨之降低。2. 電解質(zhì)對雙電層的作用機理膠團總反離子吸附層的厚度一般很薄，只有單層和數(shù)層的離子，而反離子擴散層卻要厚得多，其厚度與水中的離子強度有關(guān)，離子強度越大，厚度越小。其中能同膠核一起運動的部分反離子，由于靠近膠核，吸附較牢，稱為反離子吸附層（又稱緊密層） ；而另一部分離子距膠核稍遠，不隨膠核一起運動，稱為反離子擴散層。電位離子同膠核結(jié)合緊密，很難分開；而反離子只是由靜電引力與膠核相結(jié)合，因此較松散。這樣，在膠核與周圍水溶液的相間界面區(qū)域形成了雙電層。由于同性相斥，使膠體微粒相互不能凝聚而保持沉降穩(wěn)定性。電位離子又是膠核表層部分電離而成的，有時是被膠核從水中吸附來的。這些微粒不溶于周圍的水中而構(gòu)成水溶膠粒子的核心，成為膠核。 （一）混凝的基本原理1. 水溶膠和雙電層機理水溶膠中的膠體物質(zhì)就是上述的一些雜志。由此可以看出，國際標準化組織關(guān)于水質(zhì)詞匯規(guī)定的術(shù)語和定義把傳統(tǒng)的水處理理論中的凝聚劑和絮凝劑統(tǒng)稱為絮凝劑。絮凝體。ISO 6107—1《水質(zhì)詞匯—第一部分》對有關(guān)水的絮凝規(guī)定的標準屬于和定義如下：絮凝（作用） 。能引起膠粒凝聚的藥劑成為凝聚劑，能引起膠粒產(chǎn)生粘結(jié)架橋而發(fā)生絮凝作用的藥劑稱為絮凝劑。因此，必須添加混凝劑，以破壞溶膠的穩(wěn)定性，使細小的膠體微粒凝聚再如絮凝成較大的顆粒而沉淀。天然水中出含泥沙以外，通常還含有顆粒很細的塵土、腐殖質(zhì)以及菌藻等微生物。因乳化油占有的比例大一些，所以也可以吧此種乳化物成為乳化油。第四章 其它常用處理方法第一節(jié) 混凝油田油污水中包括一定量在 10μ m 以下的定量的乳化油。由于相對密度相近，單純靠油、水相對密度差(30kg/m 3)很難將油去除。 3)試運情況 該浮選機用于遼河油田某站稠油污水處理。32)工作原理 浮選機的電機帶動星形轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子附近由于離心力的作用產(chǎn)生負壓區(qū)。每套離心引氣浮選裝置形成一個浮選室，室與室之間上部設(shè)有高出水面的檔板，下部有通水孔以便串聯(lián)氣浮?，F(xiàn)以遼河油田引進的 84 型機為例。 空氣量可按過量 25%設(shè)計，以留有余地。 (2)加氣量計算。 靜態(tài)型吸氣效率低（約 60%） ，一般用在泵前加氣，動態(tài)型吸氣效率較好（約 90%） ，一般用在泵后加氣。靜態(tài)型又分為反向式（縱隔板式） 、花板式及迂回式（橫隔板式） ；動態(tài)型有填充式及渦輪式。刮板間距一般采用 4m，刮板速度為 。一次浮選的混凝劑用量為 40～80mg／L，二次浮選為 20—40mg/L。 (7)當投加混凝劑時，在浮選池前面應設(shè)反應室，反應時間不少于 l0min，反應室與分離室合建在一起。單格寬度當采用人工排除浮渣時不大于 3 m；當采用機械排渣時應與刮板尺寸相配合。 (6)矩型浮選池的水平流速一般為 4~l0mm/s。 (3)高度與直徑之比為 2～4。2)加壓氣浮設(shè)計數(shù)據(jù) (1)浮選溶氣罐的壓力為 ～0. 6MPa，一級浮選采用較小值，二級浮選采用較大值。其工藝流程示意圖 3—44(3)部分回流加壓氣浮（泵前加氣） 。 (2)全流加壓氣?。ū煤蠹託猓?。溶氣罐內(nèi)壓力為 0．3～0．6M Pa，空氣（或其他氣體）有一定溶解度，經(jīng)減壓閥減壓后水中氣體呈微小氣泡型式在氣浮池內(nèi)釋放出來并攜油及懸浮物上浮去除。1. 加壓溶氣氣浮1）工藝流程 加壓溶氣氣浮工藝有三種：（1）全流加壓氣?。ū们拔鼩猓??！?）+w?y?yx代入式（3——97）得： = + （ + cos ）W?wx?ywxy?? = （1cos ） （3——98）W?wy??式中 ——水與顆粒之間的界面張力，N/m；wx?——水與氣之間的界面張力，N/m；y——氣與顆粒之間的界面張力，N/m。當氣泡與顆粒 x 共存在于水中時，在未粘附之前，在顆粒 x 和氣泡單位面積上的界面能各為 1 和 1，這時單位面wx?wy?積上界面能之和為 W = + （J/m ）1wx?y2 如前所述，因界面能有力求減少的趨勢，當顆粒粘附在氣泡上時，界面能便少了。稱? ?疏水性物質(zhì)容易被氣泡粘附， 90176。但并非所有的物質(zhì)都能粘附到氣泡上，這取決該物質(zhì)的潤濕性，即被水潤濕的程度。同樣界面能也等于o界面張力乘界面面積，界面能也有減至最小的趨勢，所以水中油呈圓球形。2表面能是儲存在液體表面的位能，有力圖減少到最小的趨勢，在兩種互相不溶的液體（如含油污水中的油和水）接觸所產(chǎn)生的界面之間也產(chǎn)生界面張力。 二、氣浮基本原理 由物理學基本概念得知，各種液體都有表面能，其表達式為： W= (3 05)S??式中，W— —表面能， J； ——表面張力，N/m。中原油田文二聯(lián)、勝利油田 10青海某油田等含油污水處理站都是從美國全套引進的處理設(shè)施，也都采用了葉輪浮選機。蘇聯(lián)給水排水設(shè)計作的油田含油污水處理定型設(shè)計中采用了葉輪浮選技術(shù)。經(jīng) 1986 年投產(chǎn)試運除油效率可達 %，出水含油為 mg/L,除油效果是好的。 由于隨著石油開發(fā)業(yè)的發(fā)展，各老油田原油含水率大幅度地增加，油田含油污水處理基建工程量也相應的增加，需要提高單位體積構(gòu)筑物的處理能力及減少占地面積，加之低滲透油層所需注水水質(zhì)標準越來越嚴，因此需要采用除油效率較高、停留時間短的浮選除油技術(shù)。 后發(fā)展起來的煉油化工污水處理廣泛地應用了氣浮除油技術(shù)。除油效率%。大慶油田設(shè)計院在 1963年～1965 年期間曾在東油庫污水站用自制的葉輪浮選機進行過浮選試驗，浮選池容積為 。2．氣浮技術(shù)發(fā)展的趨勢 氣浮法除油技術(shù)是隨著石油工業(yè)的發(fā)展逐漸發(fā)展起來的