工業油水分離器

隨着工業的迅猛發展和環保意識的加強，油水分離技術更受到人們的重視。含油污水分離可以達到一進二出的效果，進入的是含油污水。上出分離的油（如再分離水得到清潔的油）下出潔淨的水，即節能又環保。

油和水的結合是兩者不相溶液體的混合液體。水以極小的液滴分散於油中，稱“油包水”型（符號是W/O），水是分散相，油是連續相；我們這裏探討的是油以極小的液滴分散於水中，稱“水包油”型，（符號是O/W）此時油是分散相，水是連續相。 油在水中的形式可劃分為五種物理形態：

遊離態油（浮油）：油的粒度≥100μm，，以連續相的油膜漂浮在水面上，靜置後能較快上浮。約佔污水中油類的60% 。

分散態油：油的粒度10—100μm的細微油滴，在水中穩定性不高，靜置一段時間後相互結合形成浮油。

乳化態油：油的粒度小於10μm大部分是1—2μm。這種水包油的乳化狀態是很穩定的。

溶解態油：油的粒度比乳化態油滴還小，油在水中的溶解度是很低的一般只有5-10 mg/L。是真正溶解於水的油。

固體上的附着油：它是以固體為核而形成的，也就是説水中包着固體顆粒上的油。

油水分離的重力理論基礎：

油滴的浮升分離，對一定粒徑的油滴來説，根據Stokes（斯托克斯）定理，其脱除效率由下列公式（適用於遊離態油）表示：

ηi=(ρ-ρ。)g di2 A/18 μ Q

ηi一粒徑為di的油滴脱除效率

di一油滴粒徑，m

ρ，ρ。一水及油的密度，kg/m3

g一重力加速度，m/s

A 一浮升面積，m2

μ一水的粘度，Pa·s

Q一污水處理量，m3/s

從該定律公式中可以看到，要提高液粒的浮升效率，只有通過凝聚使顆粒聚合增加粒徑來實現，油滴粒徑越大，成平方的影響油滴脱除效率。所以要破乳聚結使油滴粗粒化。水油的密度差越大，則脱油效率也越高，也就是説油的密度差越大，油滴脱除效率越高，例如柴油就比植物油脱除效率高。

第一步是除浮油，重力分離利用油水兩相的密度差及油和水的不互溶性進行分離的。油滴從水中分離出來的油滴粒徑越大，越容易從水中分離出來；油滴粒徑越小，分離難度越，分離越難。 離心法:用油和水的密度差，液體在離心力的作用下進行分離。

當油含量很高時（3000～15300ppm） ，用油水旋流器，旋流管的分離效率可達99%以上（遊離狀態的油）。液流由直線轉變為高速旋轉運動，經分離錐後流道截面的逐漸縮小，液流速度逐漸增大形成螺旋流態，油受到的離心力小，聚結在中心區，從油出口排出.水受到的離心力大，聚集在旋流器四壁區，從尾管排除，實現了油水的分離。

刮油法:用親油的不鏽鋼帶或不鏽鋼圓盤把水中浮油帶出來颳走。

第二步要進行固液分離，把大於5μm 的固體顆粒從液體中除掉。因為固體顆粒上的水包油是無法破開的。我們在用較高精度的過濾器進行固體顆粒分離時發現也有破乳聚結的效果。

第三步要進行破乳聚結，用親油疏水的3—5μm細纖維濾層把乳化的水包油切開。破乳後的小油液滴很快接近纖維或接近已附着在纖維上的油滴，由於過濾是從內向外，從密到稀的擴散作用，小油滴和聚結材料碰撞，吸附在聚結材料表面逐漸增大。當吸附力小於水流牽引力時，這些聚結的大油滴從聚結材料上脱落。液體壓力把液滴從纖維表面釋放出來，到下一層間隙大的纖維上粘附增的更大。這樣的深層擴散多次形成了較大的油滴。實現了初步的聚結，也就是説油滴還不很大。水的混合層。當油層較厚時，油位控制器發出信號，打開排油閥排油。含有微量油的水流向下游流出。

第四步是進一步的聚結（粗粒化），我們採用多根親油的細長管，含小油滴的水油混合液從細管的下端向上流動。液體在管內流動時小油滴的碰撞，形成大油滴和粘附在親油的管壁上油滴流動較慢也形成大油滴，快速上升到上部小孔處流出時，由於比重差，水往下流，油往上聚集。這裏可以明顯的看到油層、水層和油水的混合層。

第五步是更精細的破乳聚結，親油疏水的纖維層要厚，組成是內密外疏，達到精細的破乳聚結目的。這裏的流速更要低，總效果含油量可以從5000ppm達到1-2ppm。過濾比可以達到β≥2000。

流速：流速是油水分離的重要參數， 流速越快，處理效果越差。油水分離的共同特點就是在低流速下工作。用親油疏水的3—5μm細纖維做的固液分離濾芯。流速 (通過濾材表面的速度)只有在0.03—0.05 M/min時效果最佳。在這種情況下，不但起到了固液分離的作用，還產生了破乳聚結作用。而且分離出的油也是清潔度非常高的。水中存在的懸浮物堵塞濾芯，流動通道變小，固液分離濾芯的堵塞，造成油滴與聚結材料碰撞機率降低影響液液分離的效果，所以在前面再加上一級固液分離的予過濾器，只為分離固體顆粒。這個固液分離的予過濾器，流速可以在0.2—0.3M/min。

温度：同樣的過濾器對不同的液體分離效果也不一樣。在河南過濾效果很好（温度高），在東北就不行了（温度低）。柴油與水在2℃的條件下能分離出好效果.而食用油與水就必須大於16℃才能分離。含油廢水温度升到70℃～75℃時，改變了油的粘度，就是説油水的密度差小了，破壞乳狀液的穩定達到破乳的效果。

PH值：PH≥9時油水分離就產生困難。PH值成酸性易於分離，有的公司用加藥使液體酸化到PH≤2，待油水分離後再加藥恢復成中性。

材質：在破乳聚結的過程中要用細的親油的纖維。纖維過細沒有支承力，過粗對小液滴起不到破乳作用。親油纖維材料可以把剛切開乳泡的油滴粘附聚結。在分離的步驟中用超親水性纖維材料，超親水性纖維形成了牢固的水膜當細微油粒隨水流來到時，由於牢固的水膜阻止了油滴的通過，起到了分離的效果。副作用是增加了系統的阻力。

油水分離是一個很複雜的過程，是人們多年來關注的項目。過濾、破乳、聚結、吸附、分離的程序都起到不同的作用，還有用微濾、超濾或納濾等膜技術進行油水分離的。