對于油水分離處理，常用到的有油水分離機。油水分離機也叫油水分離器，其主要原理是采用油水的比重不同，運用過濾、沉淀、浮升等方法匯集一體進行油水分離的。
1、氣浮分離
氣浮法是依靠水中形成微小氣泡，攜帶絮粒上浮至液面使水凈化的一種方法。條件是附在油滴上的氣泡可形成油-氣顆粒。由于氣泡的出現(xiàn)使水和顆粒之間密度差加大，且顆粒直徑比原油油滴大，所以用顆粒之間密度代替油密度可使上升速度明顯提高。即當1個氣泡（或多個氣泡）附在1個油滴上可增加垂直上升速度，從而可脫除直徑比50μm小得多的油滴。
2、重力式分離
由于油、氣、水的相對密度不同，組分一定得油水混合物在一定得壓力和溫度下，當系統(tǒng)處于平衡時就會形成一定比例的油、氣、水相。當相對較輕的組分處于層流狀態(tài)時，較重組分液滴根據(jù)斯托克斯公式的運動規(guī)律沉降，重力式沉降分離設備即根據(jù)這一基本原理進行設計。由斯托克斯公式可知，沉降速度與油中水分半徑的平方成正比，與水油的密度差成正比，與油的粘度成反比。通過增大水分密度，擴大油水密度差，減小油液粘度可以提高沉降分離速度，從而提高分離效率。
經(jīng)過進一步的探索，1904年Hazen根據(jù)實踐經(jīng)驗提出了“淺池理論”，即在重力沉降過程中，分散而非結絨顆粒的沉降效果以顆粒的沉降速度與池面積為函數(shù)衡量，與池深、沉降時間無關，也即提高沉降池的處理能力有兩個途徑：一是擴大沉降面積，二是提高水分沉降速度。提高水分沉降速度的措施可以通過斯托克斯公式得出，擴大沉降面積的措施是在容器內(nèi)設置多層水平隔板。以這一理論為基礎，1950年美國殼牌公司研制成功diyi臺平行板捕集器，其可去除水中zui小為60μm的油滴。上世紀70年代Fram公司開發(fā)了V型板分離器，上世紀80年代CE-NATCO公司開發(fā)了板式聚結器，這是一種錯流式組合波紋板，經(jīng)過不斷改進，這種設備在油氣分離、油水分離和含油污水凈化方面都得到了應用。
在較為深入研究油水分離機理的基礎上，根據(jù)相應理論研制出了高效蒸發(fā)設備，其按分離過程大體分為預分離室、沉降分離室以及油室和水室3部分。預分離室內(nèi)一般設有碟形轉向器和均質(zhì)布液板，其原理是通過多次改變油水乳化液的運行方向和流速，強化機械破乳作用，從而進一步加快油水分離速度。通過活性水洗滌可以大大降低乳狀液界面膜強度，由于乳化液與誰層間的剪切和摩擦作用，使其界面膜破裂，促進液滴聚并，使其粒徑變大，加速油水分離。沉降分離室主要起進一步分離凈化的作用，油水分離器是設計的關鍵。
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