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油田污水处理方法与流程第1页，共69页，编辑于2022年，星期日本章主要内容本章主要内容 油田污水中的污染物种类油田污水中的污染物种类 污染物的去除方法污染物的去除方法 注水水质和流程确定注水水质和流程确定 含油污水处理流程含油污水处理流程2第2页，共69页，编辑于2022年，星期日油田污水中有以下污染物油田污水中有以下污染物 微生物微生物 残余油残余油 SSSS 溶解气体溶解气体 溶解固体溶解固体12.1 12.1 油田污水中的污染物油田污水中的污染物3第3页，共69页，编辑于2022年，星期日微生物微生物微生物是一类形体微小、结构简单、必须借微生物是一类形体微小、结构简单、必须借助显微镜才能看清其真面目的生物。助显微镜才能看清其真面目的生物。水处理中的微生物：水处理中的微生物：藻类藻类algae;真菌类真菌类 fungi;细菌细菌bacteria 大小：大小：0.2-10m 细菌用杀菌剂或过滤除去细菌用杀菌剂或过滤除去 4第4页，共69页，编辑于2022年，星期日油田水中的主要微生物油田水中的主要微生物硫酸盐还原菌（硫酸盐还原菌（SRB）属于厌氧菌，在缺氧的条件下，能在将氧化硫属于厌氧菌，在缺氧的条件下，能在将氧化硫和硫化物还原成酸的过程中取得能量，将硫酸和硫化物还原成酸的过程中取得能量，将硫酸盐还原成酸，生成盐还原成酸，生成H2S。如去磺弧硫杆菌和斑去磺弧菌如去磺弧硫杆菌和斑去磺弧菌SOSO4 42-2-+10H+10H+8e+8e H H2 2S S+4+4H H2 2O+QO+Q这一反应能促进金属阳极氧化，同时生成的这一反应能促进金属阳极氧化，同时生成的这一反应能促进金属阳极氧化，同时生成的这一反应能促进金属阳极氧化，同时生成的H H H H2 2 2 2S S S S能继续能继续能继续能继续腐蚀金属，形成有臭味的黑色碳化铁沉淀物，阻塞腐蚀金属，形成有臭味的黑色碳化铁沉淀物，阻塞腐蚀金属，形成有臭味的黑色碳化铁沉淀物，阻塞腐蚀金属，形成有臭味的黑色碳化铁沉淀物，阻塞管道管道管道管道。5第5页，共69页，编辑于2022年，星期日油田水中的主要微生物油田水中的主要微生物铁细菌铁细菌属于好氧菌，在含有微量氧气的条件下，也能属于好氧菌，在含有微量氧气的条件下，也能生存。生存。2Fe2Fe2+2+1.50+1.502 2+x+xH H2 2O O FeFe2 20 03 3 xHxH2 2O O反应中的水合物积累，使管道被堵塞反应中的水合物积累，使管道被堵塞反应中的水合物积累，使管道被堵塞反应中的水合物积累，使管道被堵塞。铁锈会遮盖表面，形成氧浓差电池，阻碍缓蚀剂与铁锈会遮盖表面，形成氧浓差电池，阻碍缓蚀剂与铁锈会遮盖表面，形成氧浓差电池，阻碍缓蚀剂与铁锈会遮盖表面，形成氧浓差电池，阻碍缓蚀剂与金属表面作用生成保护膜。金属表面作用生成保护膜。金属表面作用生成保护膜。金属表面作用生成保护膜。钢铁表面的亚铁离子被除去，会加速腐蚀速度。钢铁表面的亚铁离子被除去，会加速腐蚀速度。钢铁表面的亚铁离子被除去，会加速腐蚀速度。钢铁表面的亚铁离子被除去，会加速腐蚀速度。6第6页，共69页，编辑于2022年，星期日油田水中的主要微生物油田水中的主要微生物粘泥形成菌粘泥形成菌水处理系统中最多水处理系统中最多 的一类有害细菌，能够产生一的一类有害细菌，能够产生一种胶状的、粘性的或粘泥状的、附着力很强的种胶状的、粘性的或粘泥状的、附着力很强的沉积物。沉积物。覆盖在金属表面，阻碍腐蚀剂、阻垢剂和杀菌剂与覆盖在金属表面，阻碍腐蚀剂、阻垢剂和杀菌剂与覆盖在金属表面，阻碍腐蚀剂、阻垢剂和杀菌剂与覆盖在金属表面，阻碍腐蚀剂、阻垢剂和杀菌剂与金属表面作用，并使金属表面形成差异腐蚀电池而金属表面作用，并使金属表面形成差异腐蚀电池而金属表面作用，并使金属表面形成差异腐蚀电池而金属表面作用，并使金属表面形成差异腐蚀电池而发生沉积物下腐蚀。发生沉积物下腐蚀。发生沉积物下腐蚀。发生沉积物下腐蚀。粘泥形成菌会使水中悬浮物和肉眼可见物大量增粘泥形成菌会使水中悬浮物和肉眼可见物大量增粘泥形成菌会使水中悬浮物和肉眼可见物大量增粘泥形成菌会使水中悬浮物和肉眼可见物大量增加，使水质大幅度下降。加，使水质大幅度下降。加，使水质大幅度下降。加，使水质大幅度下降。阻塞管道。阻塞管道。阻塞管道。阻塞管道。7第7页，共69页，编辑于2022年，星期日油田水中的主要微生物油田水中的主要微生物产生酸的细菌产生酸的细菌硝化细菌硝化细菌硝化细菌能把氨氧化成亚硝酸和硝酸。硝化细菌能把氨氧化成亚硝酸和硝酸。2NH2NH3 3+30+302 2=2HNO=2HNO2 2+2H+2H2 2O O2HNO2HNO2 2+0+02 2=2HNO=2HNO3 3使使pH下降，导致酸腐蚀性设备被腐蚀。下降，导致酸腐蚀性设备被腐蚀。硫细菌硫细菌好氧性细菌，能氧化硫和硫化物。以硫杆菌最为常见。硫好氧性细菌，能氧化硫和硫化物。以硫杆菌最为常见。硫好氧性细菌，能氧化硫和硫化物。以硫杆菌最为常见。硫好氧性细菌，能氧化硫和硫化物。以硫杆菌最为常见。硫细菌常和铁细菌共存，硫细菌产生的粘质膜也可能堵细菌常和铁细菌共存，硫细菌产生的粘质膜也可能堵细菌常和铁细菌共存，硫细菌产生的粘质膜也可能堵细菌常和铁细菌共存，硫细菌产生的粘质膜也可能堵塞管道并使水有臭气。塞管道并使水有臭气。塞管道并使水有臭气。塞管道并使水有臭气。8第8页，共69页，编辑于2022年，星期日残余油残余油 含油废水中油的存在状态，一般将其分为含油废水中油的存在状态，一般将其分为4 4类，类，即浮油、分散油、乳状油和溶解油。即浮油、分散油、乳状油和溶解油。浮油浮油浮油浮油：以连续相的形式漂浮于水面，形成油膜或油层；：以连续相的形式漂浮于水面，形成油膜或油层；：以连续相的形式漂浮于水面，形成油膜或油层；：以连续相的形式漂浮于水面，形成油膜或油层；分散油分散油分散油分散油：以微小的油滴悬浮于水中，不稳定，静置一段时间后：以微小的油滴悬浮于水中，不稳定，静置一段时间后：以微小的油滴悬浮于水中，不稳定，静置一段时间后：以微小的油滴悬浮于水中，不稳定，静置一段时间后通常变成浮油；通常变成浮油；通常变成浮油；通常变成浮油；乳化油乳化油乳化油乳化油：当污水中含有某种表面活性剂时或油水混合物经转数为：当污水中含有某种表面活性剂时或油水混合物经转数为：当污水中含有某种表面活性剂时或油水混合物经转数为：当污水中含有某种表面活性剂时或油水混合物经转数为3000r/min3000r/min3000r/min3000r/min左右的离心泵高速旋转后，油滴便成为稳定的乳化液分左右的离心泵高速旋转后，油滴便成为稳定的乳化液分左右的离心泵高速旋转后，油滴便成为稳定的乳化液分左右的离心泵高速旋转后，油滴便成为稳定的乳化液分散于水中，油滴粒径极小，静置难分离；散于水中，油滴粒径极小，静置难分离；散于水中，油滴粒径极小，静置难分离；散于水中，油滴粒径极小，静置难分离；溶解油溶解油溶解油溶解油：以一种化学方式溶解的微粒分散油，由于油品在水中溶解度：以一种化学方式溶解的微粒分散油，由于油品在水中溶解度：以一种化学方式溶解的微粒分散油，由于油品在水中溶解度：以一种化学方式溶解的微粒分散油，由于油品在水中溶解度很小，故一般含量在很小，故一般含量在很小，故一般含量在很小，故一般含量在0.5%0.5%0.5%0.5%以下。以下。以下。以下。9第9页，共69页，编辑于2022年，星期日残余油残余油 油在污水中的存在状态油在污水中的存在状态存在状态存在状态油珠的颗粒油珠的颗粒直径，直径，m特征特征浮油浮油100容易从水中分离，通常占容易从水中分离，通常占60%80%分散油分散油十几到几十十几到几十不易从不中分离不易从不中分离乳化油乳化油0.515，一，一般为般为67难于从水中分离，由于表面活性剂难于从水中分离，由于表面活性剂的存在，使乳化稳定性提高，阻碍的存在，使乳化稳定性提高，阻碍小油珠的聚并小油珠的聚并溶解油溶解油1（用显微（用显微镜观察不到）镜观察不到）呈溶液状态，通常含油污水中的溶呈溶液状态，通常含油污水中的溶解油很少，一般小于解油很少，一般小于10mg/L10第10页，共69页，编辑于2022年，星期日残余油的危害残余油的危害 细菌以原油中的某些组分为食物；细菌以原油中的某些组分为食物；原油强烈吸附在铁的硫化物和其它垢的沉淀物原油强烈吸附在铁的硫化物和其它垢的沉淀物上，使得其很难用酸处理除去；上，使得其很难用酸处理除去；原油降低注水井的水相相对渗透率（水相相原油降低注水井的水相相对渗透率（水相相对渗透率降低，注入相同体积的水需要更高的对渗透率降低，注入相同体积的水需要更高的注入压力）注入压力）11第11页，共69页，编辑于2022年，星期日悬浮固体悬浮固体有机物：藻类、细菌有机物：藻类、细菌有机物：藻类、细菌有机物：藻类、细菌 无机物：微小的粘土和砂粒或沉淀物（碳酸钙、铁的硫化无机物：微小的粘土和砂粒或沉淀物（碳酸钙、铁的硫化无机物：微小的粘土和砂粒或沉淀物（碳酸钙、铁的硫化无机物：微小的粘土和砂粒或沉淀物（碳酸钙、铁的硫化物或垢）物或垢）物或垢）物或垢）沉降和过滤的方法除去，防止对注水井的伤害。完全除去沉降和过滤的方法除去，防止对注水井的伤害。完全除去沉降和过滤的方法除去，防止对注水井的伤害。完全除去沉降和过滤的方法除去，防止对注水井的伤害。完全除去SSSS很难且昂贵（尤其是小于很难且昂贵（尤其是小于很难且昂贵（尤其是小于很难且昂贵（尤其是小于1 1 mm的颗粒）。基本原则是的颗粒）。基本原则是的颗粒）。基本原则是的颗粒）。基本原则是大于大于大于大于1/31/3油藏平均孔喉直径（由储层渗透率的平方根来估算）油藏平均孔喉直径（由储层渗透率的平方根来估算）油藏平均孔喉直径（由储层渗透率的平方根来估算）油藏平均孔喉直径（由储层渗透率的平方根来估算）的颗粒必须除去。的颗粒必须除去。的颗粒必须除去。的颗粒必须除去。油藏平均孔喉直径（油藏平均孔喉直径（油藏平均孔喉直径（油藏平均孔喉直径（mm）由储层渗透率（由储层渗透率（由储层渗透率（由储层渗透率（mdmd）的平方根来）的平方根来）的平方根来）的平方根来估算。如储层渗透率为估算。如储层渗透率为估算。如储层渗透率为估算。如储层渗透率为100md100md，则平均孔喉直径为，则平均孔喉直径为，则平均孔喉直径为，则平均孔喉直径为10m10m。因此，注入水中不含粒径大于因此，注入水中不含粒径大于因此，注入水中不含粒径大于因此，注入水中不含粒径大于3.3m3.3m的颗粒物质。的颗粒物质。的颗粒物质。的颗粒物质。12第12页，共69页，编辑于2022年，星期日 溶解气体有溶解气体有O2、CO2和和H2S。三种气体都增加。三种气体都增加腐蚀。腐蚀。O2 用除氧剂；水罐密封防止氧气进入。用除氧剂；水罐密封防止氧气进入。H2S 用氧气或二氧化硫氧化为用氧气或二氧化硫氧化为S；或次氯酸盐；或次氯酸盐氧化为硫酸盐。氧化为硫酸盐。CO2用惰性气体抽提，但成本较高。用惰性气体抽提，但成本较高。溶解气体溶解气体13第13页，共69页，编辑于2022年，星期日溶解固体溶解固体 阳离子阳离子 Na+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、Fe2+、Fe2+、Al3+阴离子阴离子 CO32-、HCO32-、SO42-、Cl-、Br-、I-、SiO32-14第14页，共69页，编辑于2022年，星期日12.2.1 12.2.1 细菌细菌 降低和控制水中的细菌主要依靠定期分批投降低和控制水中的细菌主要依靠定期分批投加适当的加适当的杀菌剂杀菌剂，以控制细菌的生长，尤其是对，以控制细菌的生长，尤其是对于细菌容易生长的过滤器，依靠过滤器反冲洗水于细菌容易生长的过滤器，依靠过滤器反冲洗水中加合适的杀菌剂能较好地清除细菌。中加合适的杀菌剂能较好地清除细菌。12.2 12.2 污染物的去除方法污染物的去除方法15第15页，共69页，编辑于2022年，星期日杀菌杀菌 地面水中多含有藻类、铁菌或硫酸盐还原菌地面水中多含有藻类、铁菌或硫酸盐还原菌和其它微生物等，注水时需将这些微生物除掉和其它微生物等，注水时需将这些微生物除掉以防止堵塞地层和腐蚀管柱。以防止堵塞地层和腐蚀管柱。防止微生物生长，最容易实行的方法是合理使用防止微生物生长，最容易实行的方法是合理使用化学药剂。化学药剂。油田常用的油田常用的杀菌剂杀菌剂有甲醛（福尔马林）、氯气、有甲醛（福尔马林）、氯气、次氯酸盐类、季胺盐类液体药剂、过氧乙酸、戊次氯酸盐类、季胺盐类液体药剂、过氧乙酸、戊二醛等。二醛等。一般交替使用两种以上的杀菌剂，以防细菌产一般交替使用两种以上的杀菌剂，以防细菌产生抗药性。生抗药性。16第16页，共69页，编辑于2022年，星期日杀菌机理可归纳为以下几点：杀菌机理可归纳为以下几点：杀菌机理可归纳为以下几点：杀菌机理可归纳为以下几点：A A A A 阻碍菌体的呼吸作用阻碍菌体的呼吸作用阻碍菌体的呼吸作用阻碍菌体的呼吸作用 细菌呼吸要消耗糖类、碳水化合物，以维持体内各种成分的合成。细菌呼吸要消耗糖类、碳水化合物，以维持体内各种成分的合成。这个过程主要靠一种酶，如果杀菌剂进入菌体，影响酶的活性，使能这个过程主要靠一种酶，如果杀菌剂进入菌体，影响酶的活性，使能量代谢中断或减少，呼吸就会停止而死亡。量代谢中断或减少，呼吸就会停止而死亡。B B B B 抑制蛋白质合成抑制蛋白质合成抑制蛋白质合成抑制蛋白质合成 蛋白质是生命的物质基础。当杀菌剂进入菌体后，能破坏蛋白质蛋白质是生命的物质基础。当杀菌剂进入菌体后，能破坏蛋白质的合成，或者破坏蛋白质的水膜或中和蛋白质的电荷，使蛋白质沉的合成，或者破坏蛋白质的水膜或中和蛋白质的电荷，使蛋白质沉淀而失去活性，达到抑制或致死的作用。淀而失去活性，达到抑制或致死的作用。17第17页，共69页，编辑于2022年，星期日C C 破坏细胞壁破坏细胞壁破坏细胞壁破坏细胞壁 细胞壁是细菌同外界进行新陈代谢，同时保持内外平衡的一种细胞壁是细菌同外界进行新陈代谢，同时保持内外平衡的一种起屏障作用的物质。能帮助离子或营养物质的吸收，并可阻挡起屏障作用的物质。能帮助离子或营养物质的吸收，并可阻挡某些大分子的进入和保留存在于细胞壁和细胞膜之间的蛋白质。某些大分子的进入和保留存在于细胞壁和细胞膜之间的蛋白质。细胞壁主要由肽聚糖组成，如果杀菌剂能溶化细胞壁，或者阻细胞壁主要由肽聚糖组成，如果杀菌剂能溶化细胞壁，或者阻止间质中的蛋白酶的作用，这样就破坏了细胞壁，也破坏了内止间质中的蛋白酶的作用，这样就破坏了细胞壁，也破坏了内外环境的平衡，达到杀死的目的。外环境的平衡，达到杀死的目的。D D 阻碍核酸的合成阻碍核酸的合成阻碍核酸的合成阻碍核酸的合成 核酸是生物体遗传的物质基础。杀菌剂加入，使核酸的特异结核酸是生物体遗传的物质基础。杀菌剂加入，使核酸的特异结构发生改变，可引发突变或使其原有活性的丧失或改变，从而构发生改变，可引发突变或使其原有活性的丧失或改变，从而破坏了菌体本身的生长和繁殖。破坏了菌体本身的生长和繁殖。18第18页，共69页，编辑于2022年，星期日（1 1）重力除油）重力除油 主要包括自然除油、斜板除油和水力旋流技术等。主要包括自然除油、斜板除油和水力旋流技术等。主要包括自然除油、斜板除油和水力旋流技术等。主要包括自然除油、斜板除油和水力旋流技术等。该技术对污水中的浮油、分散油和一定程度的乳化油该技术对污水中的浮油、分散油和一定程度的乳化油该技术对污水中的浮油、分散油和一定程度的乳化油该技术对污水中的浮油、分散油和一定程度的乳化油有很高的去除能力，且处理效果稳定、运行费用低、管理有很高的去除能力，且处理效果稳定、运行费用低、管理有很高的去除能力，且处理效果稳定、运行费用低、管理有很高的去除能力，且处理效果稳定、运行费用低、管理方便。方便。1 1）自然除油）自然除油 自然除油属于物理法除油范畴，是一种重力分离技术。自然除油属于物理法除油范畴，是一种重力分离技术。自然除油属于物理法除油范畴，是一种重力分离技术。自然除油属于物理法除油范畴，是一种重力分离技术。根据油水密度不同，利用油和水的密度差使油上浮，达根据油水密度不同，利用油和水的密度差使油上浮，达根据油水密度不同，利用油和水的密度差使油上浮，达根据油水密度不同，利用油和水的密度差使油上浮，达到油水分离的目的到油水分离的目的到油水分离的目的到油水分离的目的。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 19第19页，共69页，编辑于2022年，星期日 1 1）自然除油）自然除油 自然除油的设备有自然除油罐（立式除油自然除油的设备有自然除油罐（立式除油罐）和平流隔油池。罐）和平流隔油池。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 1-进水管；进水管；2-中心筒；中心筒；3-配水管；配水管；4-集水干管；集水干管；5-集水总干管；集水总干管；6-出水箱；出水箱；7-出水管；出水管；8-集油槽；集油槽；9-出油管。出油管。自然除油罐自然除油罐自然除油罐自然除油罐20第20页，共69页，编辑于2022年，星期日平流隔油池平流隔油池平流隔油池平流隔油池1 1）自然除油）自然除油 自然除油的设备有自然除油罐（立式除油自然除油的设备有自然除油罐（立式除油罐）和平流隔油池。罐）和平流隔油池。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 21第21页，共69页，编辑于2022年，星期日12.2.2 12.2.2 残余油残余油 2 2）斜板（管）除油）斜板（管）除油 目前最常用的高效除油方法之一，属物理法目前最常用的高效除油方法之一，属物理法除油范畴。除油范畴。基本原理是基本原理是“浅层沉淀浅层沉淀”，又称，又称“浅池理论浅池理论”。22第22页，共69页，编辑于2022年，星期日12.2.2 12.2.2 残余油残余油 3 3）旋流除油）旋流除油 水力旋流器是利用油水密度差，在液流调水力旋流器是利用油水密度差，在液流调整旋转时受到不等离心力的作用而实现油水整旋转时受到不等离心力的作用而实现油水分离。分离。23第23页，共69页，编辑于2022年，星期日（2 2）粗粒化除油）粗粒化除油 粗粒化，就是使含油污水通过一个装有填充物粗粒化，就是使含油污水通过一个装有填充物(也叫粗粒化材料也叫粗粒化材料)的装置，在污水流经填充物时，的装置，在污水流经填充物时，使油珠由小变大的过程。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。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粗粒化除油是粗粒化及相应的沉降过程的总称。的总称。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 24第24页，共69页，编辑于2022年，星期日（2 2）粗粒化除油）粗粒化除油 粗粒化的机理：粗粒化的机理：1 1）润湿聚结）润湿聚结 当污水流经由当污水流经由当污水流经由当污水流经由亲油材料亲油材料亲油材料亲油材料组成的粗粒化床时，分散油滴组成的粗粒化床时，分散油滴组成的粗粒化床时，分散油滴组成的粗粒化床时，分散油滴便在材料表面润湿附着，材料表面会不断地聚结油滴并便在材料表面润湿附着，材料表面会不断地聚结油滴并便在材料表面润湿附着，材料表面会不断地聚结油滴并便在材料表面润湿附着，材料表面会不断地聚结油滴并扩大形成油膜，油膜增长到一定程度，由于浮力和反向扩大形成油膜，油膜增长到一定程度，由于浮力和反向扩大形成油膜，油膜增长到一定程度，由于浮力和反向扩大形成油膜，油膜增长到一定程度，由于浮力和反向水流冲击作用，油膜开始脱落在水相中形成大粒径的油水流冲击作用，油膜开始脱落在水相中形成大粒径的油水流冲击作用，油膜开始脱落在水相中形成大粒径的油水流冲击作用，油膜开始脱落在水相中形成大粒径的油滴，并且材料表面会得到更新。滴，并且材料表面会得到更新。滴，并且材料表面会得到更新。滴，并且材料表面会得到更新。2 2）碰撞聚结）碰撞聚结 当含油污水流经由当含油污水流经由当含油污水流经由当含油污水流经由疏水材料疏水材料疏水材料疏水材料组成的粗粒床，多个油滴组成的粗粒床，多个油滴组成的粗粒床，多个油滴组成的粗粒床，多个油滴同时与管壁碰撞或互相碰撞时，其冲量足可以将它们合同时与管壁碰撞或互相碰撞时，其冲量足可以将它们合同时与管壁碰撞或互相碰撞时，其冲量足可以将它们合同时与管壁碰撞或互相碰撞时，其冲量足可以将它们合并为一个较大的油滴。并为一个较大的油滴。并为一个较大的油滴。并为一个较大的油滴。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 第25页，共69页，编辑于2022年，星期日（2 2）粗粒化除油）粗粒化除油 12.2.2 12.2.2 残余油残余油 粗粒化除油器工艺原理图粗粒化除油器工艺原理图1-进水口；进水口；2-出水口；出水口；3-粗粒化材料；粗粒化材料；4-蜂窝斜管；蜂窝斜管；5-排油口；排油口；6-排污口；排污口；7-维修入口；维修入口；8-拆装斜管入口拆装斜管入口第26页，共69页，编辑于2022年，星期日（3 3）过滤除油技术）过滤除油技术 12.2.2 12.2.2 残余油残余油 当含油污水通过粒状滤料床层，其中的悬浮物、当含油污水通过粒状滤料床层，其中的悬浮物、油分和胶体就被截留在滤料的表面和内部空隙中，油分和胶体就被截留在滤料的表面和内部空隙中，这种通过粒料介质层分离不溶性污染物的方法称为这种通过粒料介质层分离不溶性污染物的方法称为粒状介质过滤。粒状介质过滤。过滤的机理概括为过滤的机理概括为阻力截留阻力截留、重力沉降重力沉降和和接触絮凝接触絮凝三方面。三方面。27第27页，共69页，编辑于2022年，星期日（3 3）过滤除油技术）过滤除油技术 12.2.2 12.2.2 残余油残余油 1 1）阻力截留）阻力截留 当含油污水自上而下流过粒状介质时，粒径较大的当含油污水自上而下流过粒状介质时，粒径较大的悬浮颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中，随着时间的悬浮颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中，随着时间的推移，过滤的污水量增大，逐渐形成一层主要有被截留推移，过滤的污水量增大，逐渐形成一层主要有被截留的固体颗粒构成的滤膜，并由它起主要的过滤作用。这的固体颗粒构成的滤膜，并由它起主要的过滤作用。这种作用叫种作用叫阻力截留或筛滤作用阻力截留或筛滤作用。筛滤作用的强度，主要取决于表层滤料的最小粒径和筛滤作用的强度，主要取决于表层滤料的最小粒径和水中油滴及悬浮物的粒径，并与过滤速度有关。水中油滴及悬浮物的粒径，并与过滤速度有关。第28页，共69页，编辑于2022年，星期日（3 3）过滤除油技术）过滤除油技术 2 2）重力沉降）重力沉降 当污水通过滤料时，众多的滤料表面提供了巨大当污水通过滤料时，众多的滤料表面提供了巨大当污水通过滤料时，众多的滤料表面提供了巨大当污水通过滤料时，众多的滤料表面提供了巨大的沉降面积。据估计，的沉降面积。据估计，的沉降面积。据估计，的沉降面积。据估计，1m1m1m1m3 3 3 3粒径为粒径为粒径为粒径为0.5mm0.5mm0.5mm0.5mm的滤料中就拥有的滤料中就拥有的滤料中就拥有的滤料中就拥有4000m4000m4000m4000m2 2 2 2不受水力冲刷而可供悬浮物沉降的有效面积，形不受水力冲刷而可供悬浮物沉降的有效面积，形不受水力冲刷而可供悬浮物沉降的有效面积，形不受水力冲刷而可供悬浮物沉降的有效面积，形成无数的小成无数的小成无数的小成无数的小“沉淀池沉淀池沉淀池沉淀池”，悬浮物极易在此沉降下来。，悬浮物极易在此沉降下来。，悬浮物极易在此沉降下来。，悬浮物极易在此沉降下来。重力沉降强度主要与滤料直径和过滤速度有关。滤重力沉降强度主要与滤料直径和过滤速度有关。滤重力沉降强度主要与滤料直径和过滤速度有关。滤重力沉降强度主要与滤料直径和过滤速度有关。滤料越小，沉降面积越大；滤速越小，则水流平稳，有利料越小，沉降面积越大；滤速越小，则水流平稳，有利料越小，沉降面积越大；滤速越小，则水流平稳，有利料越小，沉降面积越大；滤速越小，则水流平稳，有利于油滴和悬浮物的分离。于油滴和悬浮物的分离。于油滴和悬浮物的分离。于油滴和悬浮物的分离。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 29第29页，共69页，编辑于2022年，星期日（3 3）过滤除油技术）过滤除油技术 3 3）接触絮凝）接触絮凝 由于滤料具有巨大的表面积，它与油分和悬浮物之由于滤料具有巨大的表面积，它与油分和悬浮物之由于滤料具有巨大的表面积，它与油分和悬浮物之由于滤料具有巨大的表面积，它与油分和悬浮物之间有明显的物理吸附作用。此外，砂粒在水中常带有表间有明显的物理吸附作用。此外，砂粒在水中常带有表间有明显的物理吸附作用。此外，砂粒在水中常带有表间有明显的物理吸附作用。此外，砂粒在水中常带有表面负电荷，能吸附带正电荷的铁铝胶体，从而在滤料表面负电荷，能吸附带正电荷的铁铝胶体，从而在滤料表面负电荷，能吸附带正电荷的铁铝胶体，从而在滤料表面负电荷，能吸附带正电荷的铁铝胶体，从而在滤料表面形成带正电荷的薄膜，并进而吸附带负电荷的油滴、面形成带正电荷的薄膜，并进而吸附带负电荷的油滴、面形成带正电荷的薄膜，并进而吸附带负电荷的油滴、面形成带正电荷的薄膜，并进而吸附带负电荷的油滴、粘土和胶体物质，在砂粒上发生接触絮凝。粘土和胶体物质，在砂粒上发生接触絮凝。粘土和胶体物质，在砂粒上发生接触絮凝。粘土和胶体物质，在砂粒上发生接触絮凝。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 30第30页，共69页，编辑于2022年，星期日（3 3）过滤除油技术）过滤除油技术 过滤的机理概括为过滤的机理概括为阻力截留、重力沉降和接触絮凝阻力截留、重力沉降和接触絮凝三方面。三方面。三种机理往往同时起作用，只是依条件不同而有主次之分。三种机理往往同时起作用，只是依条件不同而有主次之分。三种机理往往同时起作用，只是依条件不同而有主次之分。三种机理往往同时起作用，只是依条件不同而有主次之分。对粒径较大的悬浮颗粒和油滴，以阻力截留为主。对粒径较大的悬浮颗粒和油滴，以阻力截留为主。对粒径较大的悬浮颗粒和油滴，以阻力截留为主。对粒径较大的悬浮颗粒和油滴，以阻力截留为主。主要发生在滤料表层，称为表面过滤。主要发生在滤料表层，称为表面过滤。主要发生在滤料表层，称为表面过滤。主要发生在滤料表层，称为表面过滤。对于微细油滴和悬浮物，以发生在滤料深层的重力对于微细油滴和悬浮物，以发生在滤料深层的重力对于微细油滴和悬浮物，以发生在滤料深层的重力对于微细油滴和悬浮物，以发生在滤料深层的重力沉降和接触絮凝为主，称为深层过滤。沉降和接触絮凝为主，称为深层过滤。沉降和接触絮凝为主，称为深层过滤。沉降和接触絮凝为主，称为深层过滤。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 31第31页，共69页，编辑于2022年，星期日（4 4）气浮分离技术）气浮分离技术 气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体支粘附含油污气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体支粘附含油污水中的油滴和污染物，使其随气泡升到水面加以去除。水中的油滴和污染物，使其随气泡升到水面加以去除。气浮分离的对象是乳化油及疏水性细微固体悬浮物。气浮分离的对象是乳化油及疏水性细微固体悬浮物。目目前油水分离效率较高的技术。前油水分离效率较高的技术。与自然沉降法比，具有如下特点：与自然沉降法比，具有如下特点：占地面积小，节省基建成本；占地面积小，节省基建成本；占地面积小，节省基建成本；占地面积小，节省基建成本；气浮池具有预曝气作用，出水和浮渣都含有一定的氧，气浮池具有预曝气作用，出水和浮渣都含有一定的氧，气浮池具有预曝气作用，出水和浮渣都含有一定的氧，气浮池具有预曝气作用，出水和浮渣都含有一定的氧，有利于后续的处理或再用，泥渣不易腐化。有利于后续的处理或再用，泥渣不易腐化。有利于后续的处理或再用，泥渣不易腐化。有利于后续的处理或再用，泥渣不易腐化。对那些很难用沉降法处理的含油污水，气浮法处理效率高，对那些很难用沉降法处理的含油污水，气浮法处理效率高，对那些很难用沉降法处理的含油污水，气浮法处理效率高，对那些很难用沉降法处理的含油污水，气浮法处理效率高，出水水质好。出水水质好。出水水质好。出水水质好。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 32第32页，共69页，编辑于2022年，星期日（4 4）气浮分离技术）气浮分离技术 12.2.2 12.2.2 残余油残余油 溶解气浮选装置工艺示意图溶解气浮选装置工艺示意图33第33页，共69页，编辑于2022年，星期日（4 4）气浮分离技术）气浮分离技术 12.2.2 12.2.2 残余油残余油 旋转型分散气浮选装置横截面旋转型分散气浮选装置横截面34第34页，共69页，编辑于2022年，星期日（4 4）气浮分离技术）气浮分离技术 12.2.2 12.2.2 残余油残余油 喷射型分散气浮选装置横截面喷射型分散气浮选装置横截面35第35页，共69页，编辑于2022年，星期日（5 5）其它方法）其它方法 1）生物处理）生物处理 生物处理主要利用微生物对污水中的油分和一些生化性好生物处理主要利用微生物对污水中的油分和一些生化性好的有机成分进行氧化分解，但是污水中难生物降解性有机物质的有机成分进行氧化分解，但是污水中难生物降解性有机物质含量较高，单独生物处理很难实现污水含量较高，单独生物处理很难实现污水COD的达标排放。的达标排放。微生物降解原油的总反应过程如下：微生物降解原油的总反应过程如下：微生物微生物+石油烃类（碳源）石油烃类（碳源）+营养物（营养物（N，P等）等）+氧氧微生物微生物增殖增殖+H2O+CO2+氨及磷酸根。氨及磷酸根。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 36第36页，共69页，编辑于2022年，星期日（5 5）其它方法）其它方法 2）吸附法）吸附法 吸附法是利用亲油性材料，吸附污水中的溶解油及其吸附法是利用亲油性材料，吸附污水中的溶解油及其它溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭，可吸附污它溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭，可吸附污水中的分散油、乳化油和溶解油。水中的分散油、乳化油和溶解油。活性炭吸附容量有限，成本高，再生困难，一般只用活性炭吸附容量有限，成本高，再生困难，一般只用作含油污水多级处理的最后一级处理，出水含油质量浓度作含油污水多级处理的最后一级处理，出水含油质量浓度可降至可降至0.10.2mg/L。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 37第37页，共69页，编辑于2022年，星期日（5 5）其它方法）其它方法 3）混凝法）混凝法 混凝法是向含油污水中加入混凝剂，水解后形成带正混凝法是向含油污水中加入混凝剂，水解后形成带正电荷的胶团与带负电荷的乳化油产生电中和，经过治理后，电荷的胶团与带负电荷的乳化油产生电中和，经过治理后，油粒聚集，粒径变大，浮力也随之增大，导致油水分离。油粒聚集，粒径变大，浮力也随之增大，导致油水分离。适合于靠重力沉降不能分离的乳化状油滴。适合于靠重力沉降不能分离的乳化状油滴。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 38第38页，共69页，编辑于2022年，星期日（5 5）其它方法）其它方法 4）电化学法）电化学法 电化学法包括电解法、电火花法、电磁吸附分离法电化学法包括电解法、电火花法、电磁吸附分离法和电泳法。和电泳法。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 39第39页，共69页，编辑于2022年，星期日（5 5）其它方法）其它方法 4）电化学法）电化学法p电解法包括电解凝聚和电解气浮。电解法包括电解凝聚和电解气浮。电解凝聚电解凝聚是利用溶解性电极电解乳化含油污水，从溶是利用溶解性电极电解乳化含油污水，从溶解性阳极溶解出金属离子，金属离子发生水解作用生解性阳极溶解出金属离子，金属离子发生水解作用生成氢氧化物吸附凝聚污水中的成氢氧化物吸附凝聚污水中的乳化油和溶解油乳化油和溶解油，然后，然后沉淀除去油分。沉淀除去油分。电解气浮电解气浮 是利用不溶性电极电解含有是利用不溶性电极电解含有乳化油和溶解油乳化油和溶解油的的污水，利用电解分解作用和初生成的微小气泡的上浮污水，利用电解分解作用和初生成的微小气泡的上浮作用，使乳化油破坏，油珠附着于气泡上浮形成浮渣作用，使乳化油破坏，油珠附着于气泡上浮形成浮渣而除去。而除去。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 40第40页，共69页，编辑于2022年，星期日（5 5）其它方法）其它方法 4）电化学法）电化学法p电火花法电火花法是用交流电产生电火花把油氧化和分解从而实现去是用交流电产生电火花把油氧化和分解从而实现去除污水中除污水中乳化油和溶解油乳化油和溶解油的方法。的方法。p电磁吸附分离法电磁吸附分离法是使磁性颗粒与油是使磁性颗粒与油/水乳状液污水相掺混，水乳状液污水相掺混，在其吸附过程中，利用油珠的磁化效应，再通过磁性过滤装在其吸附过程中，利用油珠的磁化效应，再通过磁性过滤装置将油分去除。置将油分去除。p电泳法分离乳化油电泳法分离乳化油是利用污水中油珠表面所带的负电荷在是利用污水中油珠表面所带的负电荷在电场作用下定向移动从而实现油水分离。电场作用下定向移动从而实现油水分离。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 41第41页，共69页，编辑于2022年，星期日（5 5）其它方法）其它方法 5）膜分离法）膜分离法p膜分离法主要用于分离含油污水中处于稳定状态的乳化膜分离法主要用于分离含油污水中处于稳定状态的乳化油。油。p主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。p采用膜分离时必须先对含油污水进行预处理，降低进采用膜分离时必须先对含油污水进行预处理，降低进水的污染物含量，提高进水水质，使给水水质能够保水的污染物含量，提高进水水质，使给水水质能够保证膜元件的长期、稳定性能。证膜元件的长期、稳定性能。12.2.2 12.2.2 残余油残余油 42第42页，共69页，编辑于2022年，星期日12.2.3 SS（1 1）沉淀）沉淀 沉沉淀淀是是让让水水在在沉沉淀淀池池或或罐罐内内停停留留一一定定时时间间，使使其其所所含含悬悬浮浮固固体体颗颗粒粒靠靠重重力力沉沉降降下下来来，对对于于细细小小的的悬悬浮浮固固体体颗颗粒粒，常常需需要要足足够够的的时时间间才才能能沉沉淀淀下来。下来。在在水水中中加加入入混混(聚聚、絮絮)凝凝剂剂，通通过过中中和和表表面面电性而使水中固体悬浮物聚集，加速沉淀。电性而使水中固体悬浮物聚集，加速沉淀。43第43页，共69页，编辑于2022年，星期日（2 2）过滤过滤 过滤是用容器过滤是用容器(过滤设备过滤设备)除去水中悬浮物除去水中悬浮物和其它杂质的工艺过程。和其它杂质的工艺过程。过滤罐过滤罐(或池、器或池、器)自上而下装有滤料，自上而下装有滤料，支撑介质等。滤料一般为石英砂、大理石、支撑介质等。滤料一般为石英砂、大理石、无烟煤屑及硅藻土等，支撑介质常用砾石。无烟煤屑及硅藻土等，支撑介质常用砾石。水自上而下经过滤层、支撑层，而后从罐水自上而下经过滤层、支撑层，而后从罐底部排出清水。底部排出清水。44第44页，共69页，编辑于2022年，星期日12.2.4.溶解气体溶解气体 地地地地面面面面水水水水源源源源与与与与空空空空气气气气接接接接触触触触常常常常溶溶溶溶有有有有一一一一定定定定量量量量的的的的氧氧氧氧，有有有有的的的的水水水水源源源源水水水水中中中中还还还还含含含含有有有有碳碳碳碳酸酸酸酸气气气气和和和和硫硫硫硫化化化化氢氢氢氢气气气气体体体体，这这这这些些些些气气气气体体体体对对对对金金金金属属属属和和和和混混混混凝凝凝凝土土土土均均均均有有有有腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性，因因因因此此此此注注注注水水水水前前前前要要要要用用用用物物物物理理理理法法法法或或或或化化化化学学学学法法法法除除除除去去去去注注注注入入入入水水水水中中中中所所所所溶溶溶溶解解解解的的的的OO2 2 、COCO2 2 、HH2 2S S等气体。等气体。等气体。等气体。(1)(1)化学