为什么含油污水中的油滴越大越容易上浮分离？

核心答案

油比水轻，在静水里会往上浮，这是重力分异的基本原理。油滴上浮的快慢由斯托克斯定律决定，上浮速度和油滴直径的平方成正比。直径十微米的油滴上浮速度大约是直径五十微米油滴的二十五分之一。所以油滴越大，浮得越快，停留时间越短就能分干净。处理含油污水时，很多工艺的目标就是把小油滴聚合成大油滴，再靠重力分开。相反，直径小于二十微米的乳化油几乎不上浮，必须先用药剂破乳或者气浮才能除去。

这也是为什么隔油池要留出足够的停留时间。油滴小，就得多等一会儿才能浮到水面被刮走。掌握粒径和速度的关系，才能选对设备、定准停留时间。

详细解析

斯托克斯定律的含义

在层流条件下，球形油滴的上浮速度等于重力减去浮力再除以黏滞阻力。公式里油滴半径出现在平方项，所以粒径每增加一倍，上浮速度提高约四倍。这个关系是所有重力隔油设备设计的依据。

油滴粒径的分布

实际含油污水的油滴粒径很宽，从不足一微米的溶解油到几百微米的浮油都有。浮油靠重力几分钟就能分开，分散油要几十分钟，乳化油几个小时也浮不上来。处理工艺必须按粒径分级。

水温与黏度的作用

水温升高，水的黏度下降，油滴上浮更快。夏季水温三十摄氏度时同样油滴的上浮速度比冬季十摄氏度时快约三成。这也是含油污水夏季隔油效率略好的原因之一。

典型工况数值

平流隔油池设计表面停留时间一般取一点五到两小时，可去除直径一百五十微米以上的浮油。油滴密度按零点八五克每立方厘米、水温二十摄氏度计，直径一百微米油滴上浮速度约每秒零点零零四米。要把三十微米油滴也分掉，停留时间要延长到四小时以上，这时通常改用语气浮或聚结。

粒径与设备的匹配

先测进水油滴粒径中值，再定工艺。浮油占比高用隔油，分散油多用斜板，乳化油必须上气浮或者聚结，不能一套设备包打天下。

常见误区

1. 有人认为只要建个池子油就能分干净。粒径太小的乳化油在重力场里几乎不动，必须配套破乳或气浮。
2. 有人把停留时间缩到半小时省地方。小油滴根本浮不到水面就被水流带走了。
3. 有人忽略水温影响。冬天水黏，同样的池子除油率会明显下降。
4. 有人以为油层越厚越好刮。油层过厚会重新混入水流，应该及时连续刮除。

实践建议

1. 进水先测油滴粒径分布，浮油占比高才优先用重力隔油，乳化油高要上气浮。
2. 隔油池停留时间按最不利工况取两小时，冬季适当延长。
3. 水面浮油连续刮除，控制油层厚度在五厘米以内。
4. 水温低时考虑加温或者投加聚结填料，弥补黏度上升带来的效率损失。
5. 出水取样点设在池体中下部，避免表面油花被误判为已去除。