CN112520921B - 一种多物理场协同的含油污水处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多物理场协同的含油污水处理方法和装置，利用前处理单元进行分散态油滴、粒径>3μm乳化油滴以及悬浮物的脱除，前处理单元包括旋流模块、紧凑微气浮模块、第一介质聚结模块、多介质过滤模块的单一或组合；利用深度处理单元进行粒径0.1～3μm微小乳化油滴的深度脱除，深度处理单元为电‑介协同强化破乳模块。本发明的方法适应于高乳化、高含悬的含油污水的深度净化处理，对乳化油滴、悬浮物的分离精度分别为0.1μm、0.2μm；抗物料波动性强，针对油含量不高于50000mg/L、悬浮物含量不高于500mg/L的含油污水进料，处理后的净化水中的油含量可低至<5mg/L，悬浮物含量可低至<5mg/L。本发明方法为物理法破乳，可实现化学药剂近零消耗，污油资源回收利用。

Description

一种多物理场协同的含油污水处理方法和装置

技术领域

本发明属于油类污水处理的环保领域，具体涉及一种多物理场协同的含油污水处理方法和装置，针对高乳化、高含悬的含油污水处理，尤其适用于油气开采、石油化工、煤化工等行业生产中会产生的高乳化含油污水的深度净化处理。

背景技术

在石油开采、石油化工、煤化工、钢铁冶金等行业生产中会产生大量的高乳化含油污水，属于典型的O/W乳状液(油滴粒径0.1～10μm)，乳状液中的油滴微小且多伴有表面活性物、悬浮物等杂质，破乳除油困难，是含油污水处理中的重点和难点。例如，目前国内油田普遍采用化学驱强化采油技术和酸化、压裂等增产措施，使采出液中O/W乳状液的比重持续增高，导致传统采出水除油技术的处理效果显著下降，O/W乳状液的深度除油已成为限制国内油田深度挖掘产能面临的瓶颈性难题之一。

当前处理O/W乳状液普遍依赖投加破乳剂的化学方法进行破乳，并配合斜板、旋流、气浮等传统设备进行分离，存在药耗高、占地大、污油回收性差、产生油泥二次污染等问题，且随水质变化药剂更换频繁、普适性差。物理法破乳因具有普适性强、污油回收性好、无二次污染的优点，逐渐得到研究者的重视，目前主要分为两类：一类是通过施加电、超声、微波、热、离心等外能量场进行破乳，主要存在装置复杂、效率低、能耗高等问题，难以大规模应用；另一类是利用聚结介质的结构及表面润湿性进行破乳，装置简单、能耗低，但存在分离深度不足的问题。现有技术都存在各自的缺点和不足，难以满足绿色高效的O/W乳状液处理需求，迫切需要设法强化分离，在此背景下，发展外能量场(本发明中为电场)与介质聚结协同强化的物理法破乳除油新技术，对实现化学药剂近零消耗，提升含油污水处理与资源化水平具有重要意义。

长期以来，虽然电破乳技术在油包水型(W/O)乳状液的破乳脱水领域(如原油的电脱水、电脱盐)已得到广泛的研究与应用，但与此不同，由于水相具有导电性、易电解，电能在水溶液中容易耗散，若在O/W乳状液中施加如W/O乳状液原油脱水体系的几kV/cm的高强度电场，将导致击穿、爆沸，因此传统上认为用电场来分离O/W乳状液难以实现。目前在O/W乳状液处理中，与施加电场有关的应用皆为电化学处理技术，如电絮凝法常以金属铝或铁作为可溶性阳极，阳极电解后产生大量氢氧化物絮凝剂，阴极产生稳定的气泡，通过絮凝与气浮的结合处理含油污水，但普遍存在电极耗量大、产泥量大等问题。而直到近些年来，直接施加电场对O/W乳状液破乳除油方面才开始起步研究，相关研究很少。但可得出如下共性结论：一方面，在适宜的电场条件作用下，O/W乳状液中的油滴具有复杂的电流体动力学(EHD)运动响应特性，说明施加电场是强化及调控微小油滴迁移、聚集的一种可行方法；另一方面，油滴只有经EHD运动聚集浓缩后在电极附近才能发生破乳，迁移距离长、破乳缓慢，导致单独电场破乳的除油效果较差。

介质聚结除油技术利用介质的润湿性表面为油滴聚结提供场所，油滴在流动过程中被介质捕获并聚结长大，实现分离，此类技术在含油污水预处理中发挥着重要作用，但难以适用于高乳化含油污水的深度处理，主要原因是受水流体粘性绕流的制约，微小油滴(特别<3μm油滴)与介质表面难以发生碰撞。

发明内容

从高乳化含油污水绿色高效处理的实际需求出发，本发明提供了一种以电-介协同强化O/W乳状液深度破乳为核心的多物理场协同的含油污水处理方式，具体为一种多物理场协同的含油污水处理方法和装置，以克服当前普遍依赖投加化学药剂破乳的处理方法的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种多物理场协同的含油污水处理方法，利用前处理单元和深度处理单元进行处理；前处理单元为旋流模块、紧凑微气浮模块、第一介质聚结模块、多介质过滤模块的单一或组合，用于分散态油滴、粒径>3μm乳化油滴以及悬浮物的脱除；深度处理单元为电-介协同强化破乳模块，电-介协同强化破乳模块将油滴电流体动力学运动与介质聚结作用有机耦合，用于粒径0.1～3μm微小乳化油滴的深度脱除。

本发明进一步设置为，针对除油、除悬双重需求的高乳化含油污水的处理，采用依次串联的紧凑微气浮模块装置、多介质过滤模块装置和电-介协同强化破乳模块装置，处理后净化水中悬浮物含量一般<5mg/L、油含量一般<15mg/L；其中，紧凑微气浮模块装置包括紧凑微气浮模块、多介质过滤模块装置包括多介质过滤模块、电-介协同强化破乳模块装置包括电-介协同强化破乳模块。

本发明进一步设置为，待处理的含油污水来料首先进入紧凑微气浮模块装置，在紧凑微气浮模块装置内将动量释气作用、弱旋流散气气浮作用、微纳气泡微气浮作用、介质破泡作用四种功能作用进行耦合，实现分散态油滴、悬浮态油滴的完全脱除，对粒径>5μm乳化油滴的脱除效率＞80％，对粒径>10μm悬浮物的脱除效率＞70％，紧凑微气浮模块装置出水中分散气含量<0.005％(v/v)，出水中油含量一般<200mg/L，出水中悬浮物含量一般<50mg/L；

紧凑微气浮模块装置的出水进入多介质过滤模块装置，在多介质过滤模块装置内将散堆的介质床层对油滴的聚结作用、对悬浮物的深层过滤拦截作用两种功能作用进行了耦合，实现粒径>2μm悬浮物的完全脱除，对粒径0.2～2μm悬浮物的脱除效率＞90％，对粒径>3μm乳化油滴的脱除效率＞50％，紧凑微气浮模块装置出水中油含量<100mg/L，出水中悬浮物含量<5mg/L；

多介质过滤模块装置的出水进入电-介协同强化破乳模块装置，在电-介协同强化破乳模块装置内将电场强制微小油滴迁移运动的电流体动力学作用、介质聚结作用两种功能作用进行耦合，电-介协同强化破乳的作用机理为：一方面，电场对油滴的迁移作用，使油滴脱离粘性绕流的水流体流线而与介质表面发生碰撞，克服微小油滴与介质表面间碰撞效率低的问题；另一方面，处于电场中的聚结介质为油滴聚结提供广泛的介质位点，介质的拦截、润湿聚结作用减小油滴迁移距离并诱导快速聚结，克服油滴迁移距离长及难以快速聚结的问题；电-介协同强化破乳模块装置实现粒径>3μm乳化油滴的完全脱除，对粒径0.1～3μm乳化油滴的脱除效率＞90％，出水中油含量一般<15mg/L。

本发明进一步设置为，针对具有进一步深度除油需求的高乳化含油污水的处理，在多介质过滤模块装置和电-介协同强化破乳模块装置之间增设介质聚结模块装置，处理后净化水中悬浮物含量一般<5mg/L、油含量一般<5mg/L，介质聚结模块装置包括第一介质聚结模块。

本发明进一步设置为，多介质过滤模块装置的出水进入介质聚结模块装置，在介质聚结模块装置内利用亲/疏油组合纤维编织床或者滤芯致密介质的聚结、拦截作用进行油滴的捕获与聚结分离，介质聚结模块装置对粒径1～3μm乳化油滴的脱除效率＞80％，出水中油含量一般<30～50mg/L，出水进入电-介协同强化破乳模块装置进一步处理，最终处理后净化水中的油含量一般<5mg/L。

本发明提供一种实现上述方法的污水处理装置，该污水处理装置包括紧凑微气浮模块装置，紧凑微气浮模块装置包括立式罐体和竖直的反流筒，反流筒的底部连接到立式罐体的底部，反流筒内部空间的上部设有弱旋流散气气浮部件，弱旋流散气气浮部件为上大下小的筒状，含油污水进口位于弱旋流散气气浮部件上，弱旋流散气气浮部件的顶部开有顶流口，弱旋流散气气浮部件的底部开有底流口，顶流口上设有防冲帽，底流口内设有导流锥；弱旋流散气气浮部件下方的反流筒内设有微纳气泡发生部件(1-4)，微纳气泡发生部件(1-4)外接微纳气泡水，反流筒和立式罐体之间设有介质破泡部件；立式罐体的顶部设有排气口，反流筒底部的立式罐体上设有排渣口，介质破泡部件下方的立式罐体上设有出水口；防冲帽上方的立式罐体上连接有收油槽，收油槽外的立式罐体上设有排油口。

其中，动量释气部件的作用为产生尺寸范围约40μm～2mm的分散气泡、气水比为0～10％，工作原理为利用来料压力与动量的转变产生负压，吸入紧凑微气浮模块装置上部空间的循环气，并进行气液的破碎混合产生分散气泡，结构型式可为但不限于文丘里喷射式、旋流式、涡流式等管式结构，可根据来料的处理量及动量释气部件的分流量选用多根管并联；在产生分散气泡的同时，也会因压力释放导致溶解气析出，产生一定量的微纳气泡。

其中，弱旋流散气气浮部件的结构型式可为但不限于大旋流分离器、具有造旋叶片的大旋流筒等，工作原理为利用弱离心力场实现分散态油滴的紧凑旋流分离，分散气泡在旋流场内径向迁移过程中对分散油滴的迁移具有推动作用，弱旋流场内的流体切向速度1～10m/s、离心加速度2～500倍重力加速度、停留时间2～30s、压降<0.2MPa，弱旋流散气气浮部件的柱段直径、整体高度分别为罐体直径、切线高度的1/4～1/2、1/3～3/5，插入反流筒中的高度占弱旋流散气气浮部件整体高度的1/2～4/5。

其中，反流筒的作用为弱旋流散气气浮部件的出水提供向上的反流空间及微纳气泡微气浮作用空间，结构型式可为但不限于圆筒形、上宽下窄的喇叭筒形等，反流筒的底部与罐体底部相连，反流筒的柱段直径、整体高度分别为罐体直径、切线高度的1/2～3/4、1/4～1/2。

其中，微纳气泡发生部件(1-4)的作用为基于溶气气浮的原理产生尺寸范围0.1～40μm的微纳气泡，用以反流筒内的微气浮作用，同时还具有布水分布功能，使微纳气泡水在反流筒横截面上均匀分布，结构型式可为但不限于圆盘式、花伞式、烧结式、圆周喷头式等型式的曝气头，竖直位置位于反流筒底部1/10～1/5处，直径为反流筒直径的1/2～9/10。微纳气泡水的来源为加压溶气后的循环水，该循环水来自于整套工艺流程处理后的外排净化水的3％～50％。微纳气泡发生部件(1-4)也可外置于罐体外，此时需在反流筒内设置微纳气泡水分布器；微纳气泡水还可选择性以与进料体积比为5％～30％的流量入注入动量释气部件入口。

其中，介质破泡部件利用介质的拦截作用对水流中夹带的尚未上浮分离的微纳气泡进行脱除，介质型式可为但不限于规整纤维丝网、板式填料、颗粒填料等，介质床层内空隙率0.6～0.95，形状为内接返流筒外接罐体的圆环形，厚度100～500mm，竖直位置位于返流筒高度的1/5～4/5处。

其中，收油槽的结构型式可为但不限于下宽上窄的喇叭形、台柱形，窄端圆筒直径为罐体直径的2/5～4/5，收油槽整体高度为罐体切线高度的1/20～1/5，富油相及浮渣翻越收油槽上沿后经由排油口排出。

本发明进一步设置为，该污水处理装置还包括前述的多介质过滤模块装置，多介质过滤模块装置包括立式罐体、以及立式罐体内从上到下依次设置的布水盘、止沸挡板、滤料层，布水盘外接第一出水口，立式罐体的顶部设有排油排气口，排油排气口处设有反洗防跑料部件，立式罐体的底部设有指向电-介协同强化破乳模块的第二出水口；滤料层下方设有微纳气泡发生部件(2-5)，滤料层下方的立式罐体上开有反冲洗微纳气泡水进口，反冲洗微纳气泡水进口连通微纳气泡发生部件(2-5)；立式罐体的顶部设有反冲洗出口，反冲洗出口和排油排气口为同一口或不同口；滤料层下方的立式罐体上开有反冲洗水及气进口。

其中，布水盘的作用为对进水进行均布，结构型式可为但不限于筛孔圆盘洒形、筛孔圆筒形等，为圆盘洒形时直径尺寸为罐体直径的1/2～3/4，竖直方向距离罐体上切线的距离0.2～1m。

其中，止沸挡板的作用为反冲洗时限制滤料膨化的高度，并且还对向下流动的水流具有稳流均布作用，结构型式可为但不限于格栅板、筛孔圆盘板等，止沸挡板距离多介质滤料上端的高度为多介质滤料床层整体高度的1/5～3/5。

其中，多介质滤料的作用为油滴聚结分离、悬浮物过滤分离，多介质滤料为不同材质、尺寸、密度等特性的2～4种介质床层的组合，介质形状可为但不限于球状、束状、不规则颗粒状等：上层包括但不限于聚氯乙烯、聚四氟乙烯等有机高分子颗粒材料，或纤维束、纤维球等软填料，介质尺寸0.2～2mm、介质密度1.1～2.2g/cm³、床层厚度0.5～1m，以油滴聚结分离及悬浮物过滤的功能作用为主；中间层包括但不限于核桃壳、石英砂、金刚砂、沸石等无机颗粒材料的单层或组合层，介质尺寸0.5～3mm、介质密度1.25～3.5g/cm³、床层厚度0.5～3m，以悬浮物深层过滤拦截的功能作用为主；下层包括但不限于鹅卵石、石榴石、磁铁矿等重质较大尺寸颗粒，介质尺寸4～8mm、介质密度2.6～5.2g/cm³、床层厚度0.3～0.5m，以支撑作用为主；正常操作流量下滤料层的横截面平均流速0.003～0.1m/s。

其中，滤水帽及支撑板的作用为滤水、支撑滤料床层、气水反冲洗配水，滤水帽型号根据滤料尺寸、处理量、承压强度等做常规选择，支撑板距离罐体下切线的距离为0.5～1.5m；

其中，多介质过滤模块装置具有反洗再生功能，当进行反洗再生操作时，依次进行水反冲洗、气水联合反冲洗、稳床三个步骤：水反冲洗步骤的水流量为正常操作流量的1～3倍、时间10～60min；气水联合反冲洗步骤的水流量、气流量分别为正常操作流量的1～3倍和1～6倍、时间20～60min；稳床步骤的水流量为正常操作流量的0.5～2倍、时间20～40min。判断需进行反洗再生操作的指标可为但不限于连续运行时间>24h、出水悬浮物含量>5mg/L、多介质床层压降>0.1～0.2MPa等。水反冲洗步骤和气水联合反冲洗步骤可共用反冲洗水及气进口，当进行气水联合反冲洗时，可在反冲洗水及气进口前进行水、气的预混合。若反洗再生后装置出水悬浮物含量不达标，或每间隔1～3个月，可进行耦合微纳气泡水的深度反洗，操作方法为在上述气水联合反冲洗步骤的同时注入正常操作流量的0.5～1.5倍的微纳气泡水。正常操作流量具体是指正常操作的横截面平均流速对应的处理流量。

其中，微纳气泡发生部件(2-5)产生微纳气泡的功能同于微纳气泡发生部件(1-4)，在注入微纳气泡水进行深度反洗时启用，有利效果为利用微纳气泡的碰撞、破裂对介质表面及介质微孔道中的粘附物进行清除，充分再生介质，该部件置于罐体内时竖直方向距离罐体下切线的距离为0.2～1m，亦可置于罐体外。

本发明进一步设置为，该污水处理装置还包括前述的电-介协同强化破乳模块装置，电-介协同强化破乳模块装置包括立式罐体，立式罐体内从上到下依次设有布水盘、电-介协同强化破乳模块和第二介质聚结模块；布水盘用于外接来料，立式罐体的顶部设有排油排气口，底部设有终端出水口，电-介协同强化破乳模块下方的立式罐体上设有排油口。这里的排油口属二级排油口，排出经过电-介模块后分离出来的油。

其中，电源系统为电-介协同强化破乳模块提供电力，可产生直流、交流、脉冲等多种可调电压波形，输出电压0～1000V、频率0～10000Hz、占空比0.1～0.9，配有示波器显示输出的电学参数。

其中，电-介协同强化破乳模块由一定结构的电极组件及填充介质组合而成，工作原理为将电场强制微小油滴迁移运动的电流体动力学(EHD)作用、介质聚结作用两种功能作用进行耦合，有利效果为可实现<3μm微小乳化油滴的多物理场协同的强化破乳分离。电-介协同强化破乳模块内的水流方向可为平流式、竖流式，水流方向与电极平行、与电场方向垂直，以增强油滴所受垂直于流线方向的电场力，但也不限于采用网状电极等型式下水流方向可与电极垂直或以其余角度。介质层横截面的水流平均流速0.001～0.05m/s，当为规整介质填充时可采用平流式或竖流式，当为散堆介质填充时应采用竖流式，模块的结构型式可为但不限于平板电极-规整介质填充-平流式或竖流式、圆筒电极-规整介质填充-平流式或竖流式、柱棒电极-规整介质填充-平流式或竖流式、圆环板电极-规整介质填充-平流式或竖流式、平板电极-散堆介质填充-竖流式等，根据电-介协同强化破乳模块的结构型式的不同，可形成对应模块结构的卧式装置、立式装置。

具体的，电-介协同强化破乳模块中电极组件的电极板间距2～20cm、电极板厚度＞2mm，电极板选用惰性电极、不溶出，可为但不限于钛、石墨等材料，可适当涂覆薄的防腐、绝缘涂层，但不能完全绝缘，需控制有适当的电流以为油滴的电流体动力学运动提供动力，电流密度的大小与电压、电解质含量、电导率等因素有关，可控制为1～500A/m²，不宜发生过度电解，电极板间的电场型式需保持为非均匀电场，且电场梯度较大为宜，以为油滴运动提供较大的介电泳力，电压输出值3～1000V，在电流、电解情况允许的条件下，电压输出类型的优选顺序依次为直流、双向脉冲、单相脉冲、交流，当电压输出类型为脉冲或交流时，输出频率以10～100Hz为宜，不应超过10000Hz，高频率时油滴运动将受到抑制。电-介协同强化破乳模块中的填充介质一般选用非导电材料亦可掺混部分弱导电材料，以亲油性的聚四氟乙烯、聚丙烯等高分子材料为宜，也可为玻璃、陶瓷、石英砂等疏油性无机材料，形状可为颗粒形、纤维束形或规整介质等，介质床层厚度0.2～2m，当为规整介质填充时床层空隙率0.4～0.95、体积比表面积3000～18000m^2/m³，当为散堆介质填充时颗粒尺寸0.2～3mm、纤维直径10～300μm、床层空隙率0.4～0.8。

其中，第二介质聚结模块为较低填充密度、较高空隙率的第一介质聚结模块，作用为加速较大油滴的捕获分离、防止夹带，以缩减设备空间，第一介质聚结模块和第二介质聚结模块的形状可为圆筒形、长方体形等，模块空隙率0.8～0.95、厚度0.05～0.8m、高度0.3～1.5m，平均截面流速为0.005～0.1m/s，模块下端距离罐体下切线距离0.3～1.5m。第二介质聚结模块亦可以用具有强化重力沉降功能的部件替代。

本发明进一步设置为，该污水处理装置还包括前述的介质聚结模块装置，介质聚结模块装置包括卧式罐体，卧式罐体内依次设有进水布水器和第一介质聚结模块；进水布水器外接第二出水口，卧式罐体的底部设有指向电-介协同强化破乳模块的第三出水口。

本发明进一步设置为，该污水处理装置还包括前述的介质聚结模块装置，介质聚结模块装置包括滤芯部件，滤芯部件固定在卧式罐体上，第一介质聚结模块和滤芯部件之间设有强化重力沉降部件；卧式罐体的顶部设有油包，油包的顶部设有排油口。

其中，第一介质聚结模块为由亲/疏油组合纤维编织形成的填充致密度较高的纤维床，工作原理为利用致密介质的聚结、拦截作用对油滴进行捕获与聚结分离，该模块的构造选用专利‘ZL201410211201.6一种适用于油水深度分离的Ω型纤维编织方法’、或‘ZL201410211202.0一种适用于油水分离的X型纤维编织方法’中纤维编织方法及模块几何参数特征。

其中，强化重力沉降部件的作用为加速前端第一介质聚结模块释放的较大油滴的沉降分离，以缩减设备的沉降空间，强化重力沉降部件包括多个并列设置的粗粒化波纹板、平行板等，在其上均匀设置网孔，位置紧贴第一介质聚结模块之后，厚度0.2～1m、截面平均流速为0.005～0.1m/s。

其中，滤芯部件为油水分离用的聚结滤芯，有利效果为利用其致密的聚结层、过滤层对微小油滴进行进一步的捕获与聚结分离，由于该滤芯部件易堵塞、寿命短，一般不设置该部件，但在介质聚结模块装置的进水悬浮物含量稳定<0.5mg/L的条件下，可考虑增设，增设滤芯部件时的介质聚结模块装置需设置两级油包。滤芯部件使用市场上常见的聚结滤芯即可，例如玻璃纤维丝等做成毡制作的芯管。

本发明还提供一种实现上述方法的污水处理装置，针对空间受限及具有紧凑型装置设计需求的场合，将前处理单元和深度处理单元集成于多模块组合的污水处理装置内，形成紧凑型模块化组合装置，紧凑型模块化组合装置内包含旋流模块、第一介质聚结模块、第二介质聚结模块、多介质过滤模块、电-介协同强化破乳模块中的部分或全部的组合，包括组合模式：旋流模块+多介质过滤模块+电-介协同强化破乳模块+第一介质聚结模块、旋流模块+第一介质聚结模块+电-介协同强化破乳模块+第一介质聚结模块；在紧凑型模块化组合装置内，处理后净化水中悬浮物含量一般<10mg/L、油含量一般<25mg/L。

本发明进一步设置为，待处理的含油污水来料首先进入旋流模块，在旋流模块内利用旋转离心作用进行油滴的分离，对粒径>15μm分散态油滴的脱除效率＞95％，经旋流模块除油后进入下一模块的水中油含量<500mg/L。

其中，旋流模块的作用为利用旋转离心力的原理对粒径>15μm的分散态油滴、粒径>1μm的气泡进行快速的脱气、除油，结构型式为柱状、柱锥状，旋流场的产生通过切向进口结构或倾斜角10°～80°的导流螺旋叶片，旋流模块内的流体切向速度5～20m/s、离心加速度100～1000倍重力加速度、停留时间<3s、压降<0.2MPa。旋流模块亦可采用旋流器组，或具有类似脱气、除油功能的以旋转离心力为分离原理的其他部件替代。

受紧凑型模块化组合装置内空间的限制，流体在各模块中的流速相对较快、停留时间相对较短、各模块厚度相对较短，第一介质聚结模块内的平均截面流速0.01～0.1m/s、床层厚度0.2～1m，多介质过滤模块内的平均截面流速0.003～0.1m/s、床层厚度0.5～2m，电-介协同强化破乳模块内的平均截面流速0.003～0.1m/s、床层厚度0.2～1.5m，第二介质聚结模块内的平均截面流速0.01～0.1m/s、床层厚度0.05～0.8m。

本发明进一步设置为，紧凑微气浮模块装置亦可为具有类似功能的紧凑气浮装置，如专利‘ZL201510163659.3一种紧凑型三相分离方法及装置’；多介质过滤模块装置亦可为具有类似除悬、除油、澄清、反冲洗等功能的介质过滤装置；介质聚结模块装置可采用专利‘ZL201410210930.X一种对含低浓度污油的废水进行深度除油的方法及装置’装置，或具有类似功能的介质聚结除油装置；当上述三种装置中的一个或几个装置采用具有类似功能的同类装置替代时，所用同类装置的油滴、悬浮物的分离精度及除油、除悬的脱除效果需与被替代装置相近，以保障各模块装置功能及功效间的协同配合，以及电-介协同强化破乳模块装置的进水水质。

本发明进一步设置为，各装置的排油排气口、排油口的排液方式可为界位控制间断排放式、也可为连续排放式，当为连续排放式时排放的富油相的流量为所在装置进料处理量的0.2％～5％。

本发明中提到的第一介质聚结模块和第二介质聚结模块的区别主要在于填充密度相对高低和空隙率相对高低，实际大小可根据实际使用需要选择。

本发明具有以下有益效果：该方法可适应于高乳化、高含悬的含油污水的深度净化处理，对乳化油滴、悬浮物的分离精度分别为0.1μm、0.2μm，且抗物料波动性强，针对油含量不高于50000mg/L、悬浮物含量不高于500mg/L的含油污水进料，处理后的净化水中的油含量可低至<5mg/L，悬浮物含量可低至<5mg/L。与当前普遍依赖投加化学药剂进行破乳并配合斜板、旋流、气浮等传统设备进行分离的处理方法相比，本发明装置的结构紧凑、占地小，且本发明方法为物理法破乳，可至少削减80％甚至取消化学药剂的用量，污油资源可回收利用，对实现化学药剂近零消耗，提升含油污水处理与资源化水平具有重要意义。

附图说明

图1-1到图1-7分别为电-介协同强化破乳模块的结构型式分类，依次为：平板电极-规整介质填充-平流式、平板电极-规整介质填充-竖流式、圆筒电极-规整介质填充、柱棒电极-规整介质填充、圆环板电极-规整介质填充-平流式、圆环板电极-规整介质填充-竖流式、平板电极-散堆介质填充-竖流式；

图2为一种卧式的电-介协同强化破乳模块装置的结构示意图；

图3为另一种卧式的电-介协同强化破乳模块装置的结构示意图；

图4为一种立式的电-介协同强化破乳模块装置的结构示意图；

图5为一种组合工艺流程示意图；

图6为多介质过滤模块装置的结构示意图；

图7为紧凑微气浮模块装置的结构示意图；

图8为另一种组合工艺流程示意图；

图9为介质聚结模块装置的结构示意图；

图10为一种立式的紧凑型模块化组合装置的结构示意图；

图11为图10中滤料层的反冲洗膨化状态。

图12为另一种立式的紧凑型模块化组合装置的结构示意图；

图13为一种卧式的紧凑型模块化组合装置的结构示意图；

图14为本发明的处理示意图。

其中，100紧凑微气浮模块装置、200多介质过滤模块装置、300电-介协同强化破乳模块装置、400介质聚结模块装置。

1-1动量释气部件、1-2弱旋流散气气浮部件、1-3反流筒、1-4微纳气泡发生部件、1-5介质破泡部件、1-6收油槽；1-7进水口、1-8出水口、1-9补气口、1-10排气口、1-11排油口、1-12防冲帽、1-13导流锥、1-14压力表、1-15界位计。

2-1布水盘、2-2止沸挡板、2-3滤料层、2-4滤水帽及支撑板、2-5微纳气泡发生部件；2-6进水口、2-7第二出水口、2-8排油排气口及反冲洗出口、2-9加料口、2-10卸料口、2-11反冲洗水及气进口、2-12反冲洗微纳气泡水进口、2-13反洗防跑料部件、2-14压力表、2-15压差计、2-16界位计。

3-1布水盘、3-2电源系统、3-3电-介协同强化破乳模块、3-4第二介质聚结模块；3-5进水口、3-6终端出水口、3-7排油排气口、3-8排油口、3-9压力表、3-10压差计、3-11界位计、3-12电极、3-13介质。

4-1第一介质聚结模块、4-2强化重力沉降部件、4-3滤芯部件；4-4进水口、4-5进水分布器、4-6第三出水口、4-7排油口、4-8压力表、4-9压差计、4-10界位计。

5-1旋流模块、5-2第一介质聚结模块、5-3多介质过滤模块、5-4电-介协同强化破乳模块、5-5第二介质聚结模块；5-6电源系统、5-7进水口、5-8出水口、5-9排油口、5-10排油排气口、5-11反冲洗水及气进口、5-12止沸挡板、5-13滤水帽及支撑板、5-14反洗防跑料部件、5-15压力表、5-16压差计、5-17界位计。

具体实施方式

本发明以下面的装置以及对应的方法为例进行具体阐明。

一、电-介协同强化破乳模块的结构和处理方法

本发明的电-介协同强化破乳模块内的水流方向为平流式或竖流式，水流方向与电极平行、与电场方向垂直，以增强油滴所受垂直于流线方向的电场力，但也不限于采用网状电极等型式下水流方向可与电极垂直或以其余角度，电极的结构型式为平板型、圆筒型、柱棒型或者圆环板型，介质为规整介质或者散堆介质。

其中，当为规整介质填充时可采用平流式或竖流式，当为散堆介质填充时应采用竖流式，电-介协同强化破乳模块的结构型式可为但不限于：平板电极-规整介质填充-平流式或竖流式、圆筒电极-规整介质填充-平流式或竖流式、柱棒电极-规整介质填充-平流式或竖流式、圆环板电极-规整介质填充-平流式或竖流式、平板电极-散堆介质填充-竖流式等，具体可参见图1-1到图1-7。

电-介协同强化破乳模块可以置于立式罐体或者卧式罐体内(称电-介协同强化破乳模块装置)，先以立式罐体为例，参见图4，电极3-12采用平板电极并外接电源系统3-2，介质3-13采用散堆填充，竖流式，立式罐体内从上到下依次设有布水盘3-1、电-介协同强化破乳模块3-3和第一介质聚结模块3-4；布水盘3-1用于外接来料，与进水口3-5连通，立式罐体的顶部设有排油排气口3-7，底部设有终端出水口3-6，电-介协同强化破乳模块3-3下方的立式罐体上设有排油口3-8。

参见图2和图3，电-介协同强化破乳模块装置包括卧式罐体和内部的电-介协同强化破乳模块。以图2为例，采用平板电极-规整介质填充-平流式，设置了一组电-介协同强化破乳模块。以图3为例，采用圆环板电极-规整介质填充-平流式，对称设置了两组电-介协同强化破乳模块。

二、多物理场协同的含油污水处理装置(分体式)的结构和处理方法

(1)包含紧凑微气浮模块装置、多介质过滤模块装置和电-介协同强化破乳模块装 置的含油污水处理装置

参见图5和图6，多介质过滤模块装置包括立式罐体、以及立式罐体内从上到下依次设置的布水盘2-1、止沸挡板2-2、滤料层2-3，布水盘2-1外接第一出水口，立式罐体的顶部设有排油排气口2-8，排油排气口2-8处设有反洗防跑料部件2-13，立式罐体的底部设有指向电-介协同强化破乳模块的第二出水口2-7。

其中，立式罐体上设有进水口2-6，进水口2-6连通布水盘2-1，滤料层2-3的底部设有滤水帽及支撑板2-4。

滤料层2-3下方设有微纳气泡发生部件2-5，滤料层2-3下方的立式罐体上开有反冲洗微纳气泡水进口2-12，反冲洗微纳气泡水进口2-12连通微纳气泡发生部件2-5；立式罐体的顶部设有反冲洗出口，反冲洗出口和排油排气口为同一口或不同口；滤料层2-3下方的立式罐体上开有反冲洗水及气进口2-11。

其中，滤料层2-3上方的立式罐体上开有加料口2-9，滤料层2-3下部的立式罐体上设有卸料口2-10。滤料层2-3可以为单一填料或者多组分填料。在注入微纳气泡水进行深度反洗时启用微纳气泡发生部件2-5。

参见图7，紧凑微气浮模块装置包括立式罐体和竖直的反流筒1-3，反流筒1-3的底部连接到立式罐体的底部，反流筒1-3内部空间的上部设有弱旋流散气气浮部件1-2，弱旋流散气气浮部件1-2为上大下小的筒状，含油污水进口位于弱旋流散气气浮部件1-2上，弱旋流散气气浮部件1-2的顶部开有顶流口，弱旋流散气气浮部件1-2的底部开有底流口，顶流口上设有防冲帽1-12，底流口内设有导流锥1-13。弱旋流散气气浮部件1-2下方的反流筒1-3内设有微纳气泡发生部件1-4，微纳气泡发生部件1-4外接微纳气泡水，反流筒1-3和立式罐体之间设有介质破泡部件1-5；立式罐体的顶部设有排气口1-10和补气口1-9，反流筒1-3底部的立式罐体上设有排渣口，介质破泡部件1-5下方的立式罐体上设有出水口1-8；防冲帽1-12上方的立式罐体上连接有收油槽1-6，收油槽1-6外的立式罐体上设有排油口1-11。立式罐体的顶部设有循环出气口和补气口，循环出气口连接动量释气部件1-1，动量释气部件1-1连通含油污水进口。

其中，弱旋流散气气浮部件1-2的结构型式还可为但不限于大旋流分离器、具有造旋叶片的大旋流筒等，工作原理为利用弱离心力场实现分散态油滴的紧凑旋流分离，分散气泡在旋流场内径向迁移过程中对分散油滴的迁移具有推动作用。弱旋流场内的流体切向速度1～10m/s、离心加速度2～500倍重力加速度、停留时间2～30s、压降<0.2Mpa。

其中，反流筒1-3的作用为弱旋流散气气浮部件1-2的出水提供向上的反流空间及微纳气泡微气浮作用空间，结构型式可为但不限于圆筒形、上宽下窄的喇叭筒形等。

针对除油、除悬双重需求的高乳化含油污水的处理，采用如图5所示的方式，处理后净化水中悬浮物含量一般<5mg/L、油含量一般<15mg/L，具体如下：

待处理的含油污水来料首先进入紧凑微气浮模块装置，在紧凑微气浮模块装置内将动量释气作用、弱旋流散气气浮作用、微纳气泡微气浮作用、介质破泡作用四种功能作用进行耦合，可实现分散态油滴、悬浮态油滴的完全脱除，对粒径>5μm乳化油滴的脱除效率＞80％，对粒径>10μm悬浮物的脱除效率＞70％，紧凑微气浮模块装置出水中分散气含量<0.005％(v/v)，出水中油含量一般<200mg/L，出水中悬浮物含量一般<50mg/L。

紧凑微气浮模块装置的出水进入多介质过滤模块装置，在多介质过滤模块装置内将散堆的介质床层对油滴的聚结作用、对悬浮物的深层过滤拦截作用两种功能作用进行了耦合，可实现粒径>2μm悬浮物的完全脱除，对粒径0.2～2μm悬浮物的脱除效率＞90％，对粒径>3μm乳化油滴的脱除效率＞50％，该模块装置出水中油含量一般<100mg/L，出水中悬浮物含量一般<5mg/L。多介质过滤模块装置具有反洗再生功能，间断性排出床层内积累的悬浮物，以维持持久的过滤性能。

多介质过滤模块装置的出水进入电-介协同强化破乳模块装置，电-介协同强化破乳模块装置可实现粒径>3μm乳化油滴的完全脱除，对粒径0.1～3μm乳化油滴的脱除效率＞90％，出水中油含量一般<15mg/L。

(2)包含紧凑微气浮模块装置、多介质过滤模块装置、电-介协同强化破乳模块装 置和介质聚结模块装置的含油污水处理装置

参见图8和图9，针对具有进一步深度除油需求的高乳化含油污水的处理，介质聚结模块装置包括卧式罐体，卧式罐体内依次设有进水布水器4-5和第一介质聚结模块4-1；进水布水器4-5外接进水口4-4，进水口4-4连通第二出水口，卧式罐体的底部设有指向电-介协同强化破乳模块的第三出水口4-6。处理后净化水中悬浮物含量一般<5mg/L、油含量一般<5mg/L，具体如下：多介质过滤模块装置的出水进入介质聚结模块装置，在介质聚结模块装置内利用亲/疏油组合纤维编织床、滤芯等致密介质的聚结、拦截作用进行油滴的捕获与聚结分离，该模块装置对粒径1～3μm乳化油滴的脱除效率＞80％，出水中油含量一般<30～50mg/L，出水进入电-介协同强化破乳模块装置进一步处理，最终处理后净化水中的油含量一般<5mg/L。

进一步地，介质聚结模块装置还包括滤芯部件4-3，滤芯部件4-3固定在卧式罐体上，第一介质聚结模块4-1和滤芯部件4-3之间设有强化重力沉降部件4-2；卧式罐体的顶部设有油包，油包的顶部设有排油口4-7。

三、多物理场协同的含油污水处理装置(单体式)的结构和处理方法

针对空间受限及具有紧凑型装置设计需求的场合，可将前处理单元和深度处理单元集成于多模块组合的污水处理装置内，形成紧凑型模块化组合装置，紧凑型模块化组合装置内同时包含旋流模块、第一介质聚结模块、多介质过滤模块、电-介协同强化破乳模块、第二介质聚结模块五个模块中的部分或全部的组合，可依次为但不限于旋流模块+多介质过滤模块+电-介协同强化破乳模块+第二介质聚结模块、旋流模块+第一介质聚结模块+电-介协同强化破乳模块+第二介质聚结模块等组合型式。在紧凑型模块化组合装置内，受装置空间的限制，流体在各模块中的停留时间相对较短，整体除油、除浊效果略差于图5和图8的效果，处理后净化水中悬浮物含量一般<10mg/L、油含量一般<25mg/L。具体举例可参见下文。

(1)多物理场协同的含油污水处理装置(立式)的结构和处理方法

可将旋流模块、紧凑微气浮模块、第一介质聚结模块(第二介质聚结模块)、多介质过滤模块和电-介协同强化破乳模块按照一定处理顺序依次设置在同一罐体内(称紧凑型模块化组合装置)，罐体上设有进水口5-7，进水口5-7连通含油污水进口，罐体的顶部设有排油排气口5-10、底部设有出水口5-8。

其中，旋流模块5-1的作用为利用旋转离心力的原理对粒径>15μm的分散态油滴、粒径>1μm的气泡进行快速的脱气、除油，结构型式可为柱状、柱锥状，旋流场的产生可通过把进口设置切向进口或者在进口内设置倾斜角10°～80°的导流螺旋叶片实现，旋流模块5-1内的流体切向速度5～20m/s、离心加速度100～1000倍重力加速度、停留时间<3s、压降<0.2MPa。旋流模块5-1亦可采用现有旋流器组，或具有类似脱气、除油功能的以旋转离心力为分离原理的其他部件替代。

罐体为立式，电-介协同强化破乳模块5-4的下方设有第二介质聚结模块5-5，电-介协同强化破乳模块5-4下方的罐体上设有排油口5-9。

参见图10，多介质过滤模块5-3底部设有滤水帽及支撑板5-13，排油排气口5-10上设有反洗防跑料部件5-14，旋流模块5-1和多介质过滤模块5-3之间设有止沸挡板5-12。多介质过滤模块5-3和电-介协同强化破乳模块5-4之间的立式罐体上设有反冲洗水及气进口5-11，反冲洗时滤料层的膨化状态可参见图11。或者，设置第二介质聚结模块5-5，参见图12。

(2)多物理场协同的含油污水处理装置(卧式)的结构和处理方法

参见图13，设置罐体为卧式，设置第一介质聚结模块5-2；进水口5-7和出水口5-8分别位于罐体的两端，出水口5-8和电-介协同强化破乳模块5-4之间设有第二介质聚结模块5-5。

其中，排油排气口5-10有多个，排油排气口5-10处设有油包。

本发明中各装置的排油排气口、排油口的排液方式可为界位控制间断排放式、也可为连续排放式，当为连续排放式时排放的富油相的流量为所在装置进料处理量的0.2％～5％。

可依据总处理量、水质状况、占地空间等条件，进行单一或全部模块装置的多台串并联，以满足处理规模、处理指标的需求，亦可对单一模块装置的部件组成或整体工艺流程进行适当简化。

上述实施例是本发明的部分组合方式，未在附图中体现的其他组合方式仍然属于本发明的保护方案，可将本发明的技术方案简略地概括称如图14所示的流程。

上述单体式多物理场协同的含油污水处理装置中受紧凑型模块化组合装置内空间的限制，流体在各模块中的流速相对较快、停留时间相对较短、各模块厚度相对较短，第一介质聚结模块5-2内的平均截面流速0.01～0.1m/s、床层厚度0.2～1m，多介质过滤模块5-3内的平均截面流速0.003～0.1m/s、床层厚度0.5～2m，电-介协同强化破乳模块5-4内的平均截面流速0.003～0.1m/s、床层厚度0.2～1.5m，第二介质聚结模块5-5内的平均截面流速0.01～0.1m/s、床层厚度0.05～0.8m。

四、具体应用实例

本实施例以图10中所示的一种立式的紧凑型模块化组合装置在某炼油厂电脱盐污水处理中的中试试验的实施为例，进行实施例的应用背景及实施装置的阐述，具体如下：

电脱盐装置是炼油厂不可或缺的装置之一，其运行效果将在相当程度上影响炼油生产装置及污水处理装置的安全、稳定的运行。原油电脱盐的作用是脱除原油中的无机盐和水，其工艺为：将注入破乳剂和一定量水的原油加热到110～140℃，充分混合后送入电脱盐罐，在罐内高压电场和破乳剂的双重作用下W/O乳化液中的微小水滴聚集成大水滴并沉降分离，然后分别排出污水和脱后原油，达到脱水、脱盐的目的。目前国内主要采用两级和三级电脱盐工艺，如典型的两级电脱盐工艺为：采用汽提净化水等作为二级电脱盐的注水，二级电脱盐排水作为一级电脱盐的注水，一级排出的含油污水去后续含油污水处理设施。电脱盐注水量一般为原油质量的4～8％，在电脱盐完成后作为含油污水排出，污水中含有大量的分散态、乳化态的污油，为减少对后续污水处理场的冲击，一般要求外排电脱盐污水的油含量小于200mg/L。

电脱盐污水的含油状况与原油品质和电脱盐罐的工艺操作条件密切相关。近年来，随着国内外原油品质的劣化，加工高硫重质、劣质原油比重不断攀升，导致电脱罐内油水乳化严重、乳化层厚、油水界面不稳定、切水发黑，污水油含量高、合格率低。高浓度含油污水的生物降解性差，对污水处理场造成极大冲击。电脱盐污水带油严重的问题已成为国内炼油企业亟待解决的难题。

电脱盐污水难处理的原因主要有两方面：一是其乳化油含量高、且由表面活性物质稳定，微小的乳化油滴超出常规分离技术的分离精度；二是其含有悬浮颗粒物、絮状物，导致精密分离技术的堵塞、失效。具体原因如下：(1)劣质原油中富含沥青质、胶质、环烷酸、油性颗粒杂质等表面活性物质沉积在油水乳化层区域，形成稳定且量大的乳化层，并成为污水排出；(2)原油比重大、油水密度差小；(3)不同类型原油混炼期间，沥青质稳定性差，产生大量絮状物沉积在水相；(4)电脱盐反洗时含油性沉渣、浮渣；以上因素导致电脱盐污水乳化、发黑、带絮、带油严重。传统的斜板斜管、API、撇油器等重力式强化沉降技术(精度100～150μm)，旋流、离心分离技术(10～20μm)，粗粒化、板块聚结技术(10～15μm)，等分离技术受分离精度限制，无法处理高乳化、低密度差的电脱盐污水；溶气、诱导气浮技术的处理效果亦不理想，且存在加药量大、产生浮渣二次污染等问题；而滤芯、膜过滤等精密分离技术存在堵塞、结垢、稳定性等问题，无法适应该恶劣水质。

某炼油厂由于加工长庆原油、塔河原油等多种品种的混合原油，造成沥青质稳定性差，产生大量絮状物沉积在水相；且塔河原油较劣质，导致电脱罐内油水乳化严重、乳化层厚、油水界面波动大、切水发黑。该厂现有的超声波、波纹斜板隔油、水力旋流的组合技术对其电脱盐污水的分离效率很低，外排污水悬浮物含量高、油含量高且波动大，对污水处理场造成极大冲击。该厂前期也试验了几种除油技术，均未取得良好的技术效果。亟需能适应恶劣水质(含悬浮物、絮状物、沉浮渣)的乳化油高效破乳除油及除悬一体化技术，在此背景下，通过设计一套处理量1～3m³/h的紧凑型模块化组合装置开展中试试验，取得了显著的技术效果：在进口污水中平均石油类含量(总油减溶解油)约30000mg/L、平均悬浮物含量约500mg/L的条件下，出口污水中的石油类含量<25mg/L、悬浮物含量<10mg/L，说明该技术可高效去除电脱盐污水中的重油、乳化油及悬浮颗粒物，实现电脱盐污水的达标外排。中试采用的紧凑型模块化组合装置(如图10所示意)的结构及操作参数如下：

立式罐体直径为340mm，立式罐体切线高度为3200mm。

旋流模块5-1的结构型式采用多根柱状，中心柱与外围三根旁柱之间通过支管相连通，中心柱的柱径为35mm、旁柱径为25mm，中心柱内导流螺旋叶片倾斜角40°。进料从中心柱的底部进入，通过支管进入旁柱。可把中心柱的底部内壁连接导流螺旋叶片，以产生旋流场，实现油水分离。

多介质过滤模块5-3内的平均截面流速控制为0.003～0.01m/s，介质床层的厚度为1m，选用0.5m厚度的纤维束床层与0.5m厚度的石英砂床层的两层组合，石英砂为尺寸0.5～1mm的不规则颗粒。反冲洗判断条件设为多介质过滤模块段的压差达到0.15MPa或本段出水悬浮物含量>10mg/L，反冲洗的水、气来自厂区的公用工程，流量分别为试验装置运行处理量的1.5倍、1倍。

电-介协同强化破乳模块5-4的平均截面流速控制为0.003～0.01m/s，电-介模块的厚度为0.5m，结构型式采用平板电极-散堆介质填充-竖流式，电极组件采用石墨电极，极板间距3cm，填充介质选用尺寸约1mm的聚四氟乙烯颗粒，电源系统控制输出频率10Hz的双向脉冲，电压5～20V。

第二介质聚结模块5-5采用圆筒形，其内筒直径80mm、外筒直径200mm、高度100mm，采用不锈钢纤维与聚丙烯纤维混合编织的纤维床结构，模块空隙率0.9。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多物理场协同的含油污水处理方法，所述含油污水为有除油、除悬双重需求的高乳化含油污水，其特征在于，利用前处理单元和深度处理单元进行处理；前处理单元为紧凑微气浮模块、多介质过滤模块，用于分散态油滴、粒径>3μm乳化油滴以及悬浮物的脱除；深度处理单元为电-介协同强化破乳模块，电-介协同强化破乳模块将油滴电流体动力学运动与介质聚结作用有机耦合，用于粒径0.1~3μm微小乳化油滴的深度脱除；

处理时，采用依次串联的紧凑微气浮模块装置、多介质过滤模块装置和电-介协同强化破乳模块装置，处理后净化水中悬浮物含量一般<5mg/L、油含量一般<15mg/L；其中，紧凑微气浮模块装置包括紧凑微气浮模块、多介质过滤模块装置包括多介质过滤模块、电-介协同强化破乳模块装置包括电-介协同强化破乳模块；

紧凑微气浮模块装置包括立式罐体和竖直的反流筒，反流筒的底部连接到立式罐体的底部，反流筒内部空间的上部设有弱旋流散气气浮部件，弱旋流散气气浮部件为上大下小的筒状，含油污水进口位于弱旋流散气气浮部件上，弱旋流散气气浮部件的顶部开有顶流口，弱旋流散气气浮部件的底部开有底流口，顶流口上设有防冲帽，底流口内设有导流锥；弱旋流散气气浮部件下方的反流筒内设有微纳气泡发生部件，微纳气泡发生部件外接微纳气泡水，反流筒和立式罐体之间设有介质破泡部件；立式罐体的顶部设有排气口，反流筒底部的立式罐体上设有排渣口，介质破泡部件下方的立式罐体上设有出水口；防冲帽上方的立式罐体上连接有收油槽，收油槽外的立式罐体上设有排油口。

2.根据权利要求1所述的多物理场协同的含油污水处理方法，其特征在于，待处理的含油污水来料首先进入紧凑微气浮模块装置，对粒径>5μm乳化油滴的脱除效率＞80%，对粒径>10μm悬浮物的脱除效率＞70%，紧凑微气浮模块装置出水中分散气含量<0.005%(v/v)，出水中油含量一般<200mg/L，出水中悬浮物含量一般<50mg/L；

紧凑微气浮模块装置的出水进入多介质过滤模块装置，实现粒径>2μm悬浮物的完全脱除，对粒径0.2~2μm悬浮物的脱除效率＞90%，对粒径>3μm乳化油滴的脱除效率＞50%，紧凑微气浮模块装置出水中油含量<100mg/L，出水中悬浮物含量<5mg/L；

多介质过滤模块装置的出水进入电-介协同强化破乳模块装置，在电-介协同强化破乳模块装置内将电场强制微小油滴迁移运动的电流体动力学作用、介质聚结作用两种功能作用进行耦合；电-介协同强化破乳模块装置实现粒径>3μm乳化油滴的完全脱除，对粒径0.1~3μm乳化油滴的脱除效率＞90%，出水中油含量一般<15mg/L。

3.一种多物理场协同的含油污水处理方法，所述含油污水为有除油、除悬双重需求的高乳化含油污水，其特征在于，利用前处理单元和深度处理单元进行处理；前处理单元为紧凑微气浮模块、多介质过滤模块、第一介质聚结模块，用于分散态油滴、粒径>3μm乳化油滴以及悬浮物的脱除；深度处理单元为电-介协同强化破乳模块，电-介协同强化破乳模块将油滴电流体动力学运动与介质聚结作用有机耦合，用于粒径0.1~3μm微小乳化油滴的深度脱除；

处理时，采用依次串联的紧凑微气浮模块装置、多介质过滤模块装置、介质聚结模块装置和电-介协同强化破乳模块装置，处理后净化水中悬浮物含量一般<5mg/L、油含量一般<5mg/L；其中，紧凑微气浮模块装置包括紧凑微气浮模块、多介质过滤模块装置包括多介质过滤模块、电-介协同强化破乳模块装置包括电-介协同强化破乳模块，介质聚结模块装置包括第一介质聚结模块；

紧凑微气浮模块装置包括立式罐体和竖直的反流筒，反流筒的底部连接到立式罐体的底部，反流筒内部空间的上部设有弱旋流散气气浮部件，弱旋流散气气浮部件为上大下小的筒状，含油污水进口位于弱旋流散气气浮部件上，弱旋流散气气浮部件的顶部开有顶流口，弱旋流散气气浮部件的底部开有底流口，顶流口上设有防冲帽，底流口内设有导流锥；弱旋流散气气浮部件下方的反流筒内设有微纳气泡发生部件，微纳气泡发生部件外接微纳气泡水，反流筒和立式罐体之间设有介质破泡部件；立式罐体的顶部设有排气口，反流筒底部的立式罐体上设有排渣口，介质破泡部件下方的立式罐体上设有出水口；防冲帽上方的立式罐体上连接有收油槽，收油槽外的立式罐体上设有排油口。

4.根据权利要求3所述的多物理场协同的含油污水处理方法，其特征在于，多介质过滤模块装置的出水进入介质聚结模块装置，在介质聚结模块装置内利用亲/疏油组合纤维编织床或者滤芯致密介质的聚结、拦截作用进行油滴的捕获与聚结分离，介质聚结模块装置对粒径1~3μm乳化油滴的脱除效率＞80%，出水中油含量一般<30~50mg/L，出水进入电-介协同强化破乳模块装置进一步处理，最终处理后净化水中的油含量一般<5mg/L。

5.一种实现权利要求1-4任一项所述方法的污水处理装置，其特征在于，所述污水处理装置包括多介质过滤模块装置，多介质过滤模块装置包括立式罐体、以及立式罐体内从上到下依次设置的布水盘、止沸挡板、滤料层，布水盘外接第一出水口，立式罐体的顶部设有排油排气口，排油排气口处设有反洗防跑料部件，立式罐体的底部设有指向电-介协同强化破乳模块的第二出水口；滤料层下方设有微纳气泡发生部件，滤料层下方的立式罐体上开有反冲洗微纳气泡水进口，反冲洗微纳气泡水进口连通微纳气泡发生部件；立式罐体的顶部设有反冲洗出口，反冲洗出口和排油排气口为同一口或不同口；滤料层下方的立式罐体上开有反冲洗水及气进口。

6.根据权利要求5所述的污水处理装置，其特征在于，所述污水处理装置包括电-介协同强化破乳模块装置，电-介协同强化破乳模块装置包括立式罐体，立式罐体内从上到下依次设有布水盘、电-介协同强化破乳模块和第二介质聚结模块；布水盘用于外接来料，立式罐体的顶部设有排油排气口，底部设有终端出水口，电-介协同强化破乳模块下方的立式罐体上设有排油口。

7.一种实现权利要求3-4任一项所述方法的污水处理装置，其特征在于，所述污水处理装置包括介质聚结模块装置，介质聚结模块装置包括卧式罐体，所述卧式罐体内依次设有进水布水器和第一介质聚结模块；

介质聚结模块装置包括滤芯部件，滤芯部件固定在卧式罐体上，第一介质聚结模块和滤芯部件之间设有强化重力沉降部件；卧式罐体的顶部设有油包，油包的顶部设有排油口。