【正文】 油珠粒徑分布。 1)原理 90um 以下的油珠上浮符合斯托克斯定律（stokes）： (21)18udpg2ow）（? 式中 u——某一油珠上升速度，m／s； g——重力加速座， ／s 2 p——污水密度，kg/m ，3 p。——油珠粒徑，m u ——污水動(dòng)力粘度，為溫度函數(shù)，Pa s 或 kg/ ?m ，1pa = 1kg/ (m s)。）u18pgow）（K由式(2 2)可知，只要設(shè)法測(cè)出油珠上浮速度 u， 便可求出 d。 2)測(cè)試及計(jì)算方法 實(shí)際測(cè)試油珠粒徑分布時(shí)，可用 500ml 特制的筒形分液漏斗（見(jiàn)圖 21）進(jìn)行。假設(shè)分液漏斗內(nèi)體積 V1 的污水，其相應(yīng)的高度為 H。若1c直徑 do 的油珠從分禳漏斗底部上升至 Ho 處需要的時(shí)間為 t，則大于直徑 d。因此 c ，為直徑等于1或小于 do 的油珠構(gòu)成的含油量。的油珠構(gòu)成的含油量占該水樣平均含油量的百分比。? 由以上論述可知，H o/t 便是油珠上浮速度 ，則? u18dgtu2wo）（ ?? 2ow）（? rootg18d）（ ?H? 測(cè)試時(shí)可根據(jù)式( 25)及(2 6)先給定 Ho、t 求出相應(yīng)的 t，或先給定 Ho，t 求出相應(yīng)的 d。使用式(25)及 2—6)時(shí)其量綱見(jiàn)式( 21)。 前三個(gè)個(gè)條件可按下列方法滿足：在試驗(yàn)過(guò)程中，首先將污水樣搖勻可以保障油珠分布比較均勻|；在測(cè)油珠粒徑時(shí)取的浮升高度比較低（一般為 15cm 左右）可以減少碰撞。 2．顯微鏡法 1)原理 含油污水樣品用丙三醇（甘油）周定后，使油珠在測(cè)試過(guò)程中不再碰撞聚結(jié)，再用顯微鏡觀察便可看引水中油球的形狀和大小。取 l 滴水樣(約 0. 05mL)置于計(jì)數(shù)扳中，蓋上蓋玻片，在已選定的顯微鏡倍數(shù)下觀察計(jì)數(shù)。 4)計(jì)數(shù)方法 一般用 25 個(gè)大格16 個(gè)小格=400 個(gè)小格的計(jì)數(shù)板。 5)測(cè)試結(jié)果計(jì)算 油珠個(gè)數(shù)可按下式計(jì)算： （27）2048n??N 式中 N單位體積內(nèi)油珠個(gè)數(shù)，個(gè)/ml； n——80 個(gè)小格內(nèi)油珠個(gè)數(shù)，個(gè)； 400——計(jì)數(shù)板小格總數(shù)； 200——(1 滴)變?yōu)?1ml 換算系數(shù) 6)各種油珠的體積 把油珠作為圓球計(jì)算即． (2—8) 3od61v??式中 v——某一油珠的體積d。m? 三、污水中雜質(zhì)分散度的劃分 1．水中雜質(zhì)的劃分方法 1)膠體化學(xué)劃分法；該法按水中雜質(zhì)粒徑大小劃分為三種雜質(zhì)。 2)給水處理中雜質(zhì)的劃分 水中主要含有泥砂，從水處理的角度按雜質(zhì)粒徑的大小劃分為四種體系：大于 100 叫上顆粒泥砂；l ?~100 的雜質(zhì)叫懸浮物，其中 ~1 的微粒雖不是膠體但也有布m?310m朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象；它是給水處理的主要對(duì)象小于 1 的微粒叫真溶310液，主要由分子和離子組成2．污水中油珠拉徑的劃分 目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的油珠粒徑劃分方法。 2)分散油 粒徑為 100~l0 ，污水中此部分油珠尚未形成水化m?膜，還有相互碰撞變大的可能，靠油、水相對(duì)密度差可以上浮去除。 3)乳化油 粒徑為 ，具有一定的穩(wěn)定性，單純用靜止m10~5?沉降法無(wú)法去除，必須加混凝劑。 4)溶解油 其粒徑小于 1 ，一般原水中此部分油僅占總含油m3?景的 以下，在處理過(guò)程中也有一定比例的去除，但不作為污水處%1理的主要對(duì)象。四、處理工藝的選擇 由于各油田（或區(qū)塊）原水的物理及化學(xué)性質(zhì)差異較大，要求注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一，因此處理工藝也不可能相同。為選擇最合理的處理工藝一般要進(jìn)行水質(zhì)分析及必要的試驗(yàn)。處理工藝選擇一般按如下步驟進(jìn)行： 1．水質(zhì)分析及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)原水進(jìn)行水質(zhì)全分析，并按本章方法進(jìn)行油珠粒徑分布測(cè)試。當(dāng)尚未制定出本油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可按 “碎眉巖油藏注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”確定將要設(shè)計(jì)的污水處理站凈化水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 2．小型試驗(yàn) 首先進(jìn)行室內(nèi)靜態(tài)自然沉降試驗(yàn)，以確定自然除油效率。進(jìn)行殺菌、緩蝕、各種藥劑配伍性綜臺(tái)室內(nèi)試驗(yàn)。 對(duì)于老油田水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)未改變，也不準(zhǔn)備采用新型處理構(gòu)筑物時(shí)，只進(jìn)行如上兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)便可確定處理工藝。根據(jù)污水處理的特點(diǎn)，模擬試驗(yàn)的基本方法為； (1)試驗(yàn)要在有原水的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。 (2)試驗(yàn)水量一般為 ～ 3/h，要求計(jì)量準(zhǔn)確，一般計(jì)量相對(duì)誤差要低于 5%，要用直觀的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，必要時(shí)同時(shí)設(shè)累計(jì)流量計(jì)。 (4)各單體構(gòu)筑物之間的連接管線盡量用便于拆卸的膠管連接，以便改變實(shí)驗(yàn)流程。因此各單體構(gòu)筑物都要設(shè)溢流管。 (6)各單體構(gòu)筑物進(jìn)、出口都設(shè)取樣口及壓差測(cè)試裝置。每項(xiàng)試驗(yàn)至少要進(jìn)行 7 天，每天至少取 5～6 組數(shù)據(jù)。第二節(jié) 工藝流程目前國(guó)內(nèi)外打油田含油污水處理采用的處彈構(gòu)筑物主要有：沉砂池、平流式隔油池（美國(guó)稱 API 隔油池） 、斜板隔油池（美國(guó)稱CPI 隔油池 )、自然除油罐（池） 、混凝沉降罐（池） 、撇油罐（相當(dāng)于自然除油罐） 、粗?；蓿ㄒ卜Q聚結(jié)罐） 、壓力沉降罐、浮選罐單閥濾罐、組合式處理裝置和精濾器等多種，采用的附屬設(shè)施主要有；各種緩沖罐（池） 、回收水罐（池） 、反沖洗水罐（池） 、污油罐（池）．各種永處理藥劑投配系統(tǒng)、各種水泵和油水計(jì)量設(shè)施等口根據(jù)原水及凈化水水質(zhì)要求出處理構(gòu)筑物及附屬設(shè)施可以組成若干種處理工藝流程。一、國(guó)內(nèi)常用流程工藝流程簡(jiǎn)介重力式流程自然（或斜板）除油—混凝沉降—壓力（或重力）過(guò)濾流程。該流程處理過(guò)程 脫水轉(zhuǎn)油站來(lái)的原水，經(jīng)自然收油初步沉降后，加入混凝劑進(jìn)行混凝沉降，再經(jīng)過(guò)緩沖、提升、進(jìn)行壓力過(guò)濾，濾后水加殺菌劑，得到合格的凈化水，外輸用于回注?；厥盏挠退突卦图斚到y(tǒng)或者用作原料。? 對(duì)原水含油量、水量變化波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)? 自然除油回收油品好? 投加凈化劑混凝沉降后凈化效果好 若處理規(guī)模較大時(shí)：? 壓力濾罐數(shù)量較多、操作量大? 處理工藝自動(dòng)化程度稍低 當(dāng)對(duì)凈化水質(zhì)要求較低，且處理規(guī)模較大時(shí)，可采用重力式單閥濾罐提高處理能力。 壓力式流程是 20 世紀(jì) 80 年代后期和 90 年代初發(fā)展起來(lái)的。流程處理過(guò)程 脫水站來(lái)的原水，若壓力較高，可進(jìn)旋流除油器 ；若壓力適中，可進(jìn)接收罐除油，為提高沉降凈化效果，在壓力沉降之前增加一級(jí)聚結(jié)（亦稱粗粒化） ，使油珠粒徑變大，易于沉降分離。根據(jù)對(duì)凈化水質(zhì)的要求，可設(shè)置一級(jí)過(guò)濾和二級(jí)過(guò)濾凈化。? 適應(yīng)水質(zhì)、水量波動(dòng)能力稍低于重力式流程? 流程系統(tǒng)機(jī)械化、自動(dòng)化水平稍高于重力式流程，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制工作量大大降低? 可充分利用原水來(lái)水水壓，減少系統(tǒng)二次提升。 浮選式流程主要是借鑒 20 世紀(jì) 80 年代末、90 年代初從國(guó)外引進(jìn)污水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)各油田生產(chǎn)實(shí)際需要發(fā)展起來(lái)的。流程特點(diǎn)? 處理效率高；? 設(shè)備組裝化、自動(dòng)化程度高，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制工作量??；廣泛用于海上采油平臺(tái)；陸上油田，尤其是稠油污水處理中有較多應(yīng)用。四、開(kāi)式生化處理流程 隔油—浮選—生化降解—沉降—吸附過(guò)濾流程。流程處理過(guò)程 原水經(jīng)過(guò)平流隔油池除油沉降，再經(jīng)過(guò)溶氣氣浮池凈化，然后進(jìn)入曝氣池、一級(jí)、二級(jí)生物降解池和沉降池，最后提升經(jīng)砂濾或吸附過(guò)濾達(dá)標(biāo)外排。應(yīng)注意的是：少部分油田污水水溫過(guò)高，若直接外排，將引起受納水體生態(tài)平衡的破壞—排放前淋水降溫；少部分礦化度高的油田污水，進(jìn)行除鹽軟化，降低含鹽量，以免引起受納水體鹽堿化。給水排水設(shè)計(jì)院定型設(shè)計(jì)流程示于圖 2 11，當(dāng)原水含油 3000mg/L 以下時(shí)，凈化水含油為 10 ~25mg/L，機(jī)械雜質(zhì) 10~ 20mg/L，含鐵量2. 5mg／L。2．美國(guó)污水處理流程美國(guó)對(duì)注水水質(zhì)要求很?chē)?yán)，除對(duì)水中油、懸浮物和含鐵指標(biāo)要求根嚴(yán)外，還要求脫氧或密閉、殺菌、化學(xué)防垢及緩蝕等。 圖 3 1 立式除油罐結(jié)構(gòu)圖1進(jìn)水管；2 中心筒；0 一配水管；4 集水干管；S 一集水總干管；6出水箱；7 出水管；8 集油槽；9出油管 由原油脫水系統(tǒng)排出的含油污水經(jīng)進(jìn)水管流入罐內(nèi)中心筒（混凝除油時(shí)為旋流反應(yīng)筒） ，經(jīng)配水管流入沉降區(qū)。在此過(guò)程中，一部分小油粒由于自身在靜水中上浮速度不同及水流速度梯度的推動(dòng)，不斷碰撞聚結(jié)成大油粒而上浮，無(wú)上浮能力的部分小油粒隨水進(jìn)入集水管，經(jīng)出水系統(tǒng)流出除油罐。 立式除油罐之所以具有很高的去除率，取決于罐內(nèi)特定的油水運(yùn)動(dòng)過(guò)程。上向流速度推動(dòng)浮升過(guò)程圖 3—2 罐內(nèi)油水運(yùn)動(dòng)示意圖如圖 32 所示，除油罐配水管向上開(kāi)口。對(duì)任何一條選定的流線都可以找出點(diǎn) A，A 點(diǎn)的流速方向是水平的，A 點(diǎn)以前的水流具有垂直向上的分速度，A 點(diǎn)以后的水流轉(zhuǎn)為向下流動(dòng)。為了研究上的方便，可人為規(guī)定以通過(guò)管口的水平面為界，平面以上稱之為上向流區(qū)，平畫(huà)以下稱之為下向流區(qū)。在上向流區(qū)，油粒除了因自身的上浮力（因油水相對(duì)密度差所致）所獲得的在靜水審的上浮速度外，還受水流向上垂直分速度 v 上的推動(dòng)。uz上式中 ——油粒在動(dòng)水中的實(shí)際上浮速度，39。上 由式（31）可知，上向流區(qū)油粒的浮升速度比在靜水中快得多。配水管口與油層底面的距離目前控制為不大于0. 2m,，所以，油粒浮升的距離很短，在水流向上垂直分速度 V 上的推動(dòng)下能很快上浮至油層。既然水流向上垂直分速度有推動(dòng)油粒迅速上浮的作用，那么是否可隨意加大水從管口的出流速度以增 V 上值來(lái)提高上向流區(qū)的除油效率，事實(shí)并非完全如此。一般來(lái)說(shuō)，水流速度愈大，夾帶能力愈強(qiáng)！轉(zhuǎn)入下向流區(qū)的油粒顆粒愈大，數(shù)量愈多。還需要說(shuō)明的是配水管管口出流速度不只與上向流區(qū)除油過(guò)程有關(guān)，也與立式除油罐的配水均勻性有關(guān)。總之，問(wèn)題是復(fù)雜的，需要認(rèn)真研究如何提高除油罐整體除油效率的途徑。重力分離法處理含油污水，是根據(jù)油和水的密度不同，利用油和水的密度差使油上浮，達(dá)到油水分離的目的。這種理論忽略了紊流、進(jìn)出口水流的不均勻性、油珠顆粒上浮中的絮凝等因素，認(rèn)為油珠顆粒是在理想的狀態(tài)下進(jìn)行重力分離的，即假定： (1)過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的水流速度相等，且油珠顆粒上浮時(shí)的水平分速度等于水流速度。 (3)油珠顆粒上浮到水面即被去除。 這里的分離效率是以大于浮升速度 u 的油珠顆粒去除率來(lái)表示的，也就是除油效率。浮升速度 u 可用斯托克斯公式計(jì)算：u= （ – ）?18w?o2Dd 式中 u——油珠顆粒的浮升速度，m/s； g——重力加速度，m/s2 μ——污水的動(dòng)力粘度，Pa．s， ——污水的密度，kg/m3w? ——油的密度，kg/m3o——油珠顆粒直徑，mDd 由斯托克斯公式可知，若污水中的油珠顆粒直徑、污水密度，油的密度和水溫一定時(shí)，則油珠顆粒的浮升速度亦為定值，除油效率與油珠顆粒的浮升速度成正比，與表面負(fù)荷率成反比。在其他條件相同時(shí)，除油設(shè)備的分離度越小，油珠顆粒上浮到表面所需要的時(shí)間就越短，這就是所謂的“淺池理論件” 。 在理論上，加設(shè)斜板不論其角度如何，其去除效率提高的倍數(shù)，相當(dāng)于斜板總水平投影面積比不加斜板的水面面積所增加的倍數(shù)。這是因?yàn)榇嬖谥卑宓木唧w布置、進(jìn)出水流的影響、板間流態(tài)的干擾和積油等因素，但是，由于斜板的存在，增大了濕周，縮小了水力半徑，因而雷諾數(shù)(Re)較小，逸就創(chuàng)造了層流條件，水流較平穩(wěn)，同時(shí)弗勞德數(shù)(Fr)較大，更有利于油水分離，這就是斜板除油所以成為高效設(shè)備的道理。 1．立式斜板除油罐立式斜板除油罐的結(jié)構(gòu)型式與普通立式除油罐基本相同，其主要區(qū)別是在普通除油罐中心反應(yīng)筒外的分離區(qū)一定部位加設(shè)了斜板組，如圖 3 19 所示。分離后的污水在下部集水區(qū)流入集水管，匯集后的污水白中心柱管上部流出除油罐。第三節(jié) 氣浮法（浮選）除油除懸浮物一、概述 氣浮就是在含油污水中通入空氣（或天然氣）或設(shè)法使水中產(chǎn)生氣體，有時(shí)還需要加入浮選劑或混凝劑，使污水中顆粒為 0. 25~25μm 的乳化油和分散油或水中懸浮顆粒粘附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面上并加以回收，從而達(dá)到含油污水除油除懸浮物的目的。我國(guó)早在 60 年代就開(kāi)始研究及應(yīng)用該技術(shù)，1963 年哈爾濱建工學(xué)院在對(duì)齊齊哈爾鋼廠煤氣發(fā)生站含酚廢水進(jìn)行預(yù)處理除油研究中就曾用過(guò)射流浮選，試驗(yàn)除油效率為 80%左右。該試驗(yàn)獲得了滿意的結(jié)果，當(dāng)浮選池2水深為 、投加 100mg/L 硫酸亞鐵(FeSO 4．7H 0)，水在浮選池2停留時(shí)間為 30min，可使進(jìn)口含油為 20315mg/L 的電，脫水器排出水（水溫 50℃左右）經(jīng)浮選后含油量降至 60. 3mg/L。后因混凝除油也有比較好的效果，又考慮葉輪浮選機(jī)當(dāng)時(shí)無(wú)定型產(chǎn)品等原因未工業(yè)化，因而，石油開(kāi)發(fā)業(yè)含油污水處理實(shí)施的是混凝除油的技術(shù)路線。其浮選方式以溶氣浮選為主，一般處理流程為平流隔油—溶氣浮選—生物曝氣，處理后水可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，該流程即為“老三套” 。1984 年大港油田羊二莊污水處理設(shè)計(jì)中采用了廊坊管道局機(jī)修廠生產(chǎn)的仿美（WEMCO 公司）四級(jí)葉輪浮選機(jī)。 目前國(guó)外在油田含油污水處理中廣泛應(yīng)用了氣浮除油技術(shù)。美國(guó)在油田含油污水處理工藝中大部分都用葉輪浮選法。所以