油水分离主要是根据水和油的密度差或者化学性质不同，利用重力沉降原理或者其他物化反应去除杂质或完成油份和水份的分离。
已知的油水分离方法主要有重力式分离、离心式分离、电分离、吸附分离、气浮分离等。
01重力分离法重力分离法是典型的初级处理方法,是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性,在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水分离。
分散在水中的油珠在浮力作用下缓慢上浮、分层,油珠上浮速度取决于油珠颗粒的大小，油与水的密度差，流动状态及流体的粘度。
它们之间的关系可用stokes 和Newton 等定律来描述。
02过滤法过滤法是将废水通过设有孔眼的装置或通过由某种颗粒介质组成的滤层，利用其截留、筛分、惯性碰撞等作用使废水中的悬浮物和油分等有害物质得以去除。
03离心分离法离心分离法是使装有含油废水的容器高速旋转,形成离心力场,因固体颗粒、油珠与废水的密度不同,受到的离心力也不同,达到从废水中去除固体颗粒、油珠的方法。
04浮选法浮选法，又称气浮法，是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理技术。
该法是在水中通入空气或其他气体产生微细气泡，使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上，随气泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫层) ，然后使用适当的撇油器将油撇去。
05生物氧化法生物氧化法是利用微生物的生物化学作用使废水得到净化的一种方法。
油类是一种烃类有机物，可以利用微生物的新陈代谢等生命活动将其分解为二氧化碳和水。
含油废水中的有机物多以溶解态和乳化态，BOD5 较高，利于生物的氧化作用。
06化学法化学法又称药剂法，是投加药剂由化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的一种方法。
常用的化学方法有中和、沉淀、混凝、氧化还原等。
对含油废水主要用混凝法。
混凝法是向含油废水中加入一定比例的絮凝剂，在水中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,油粒聚集，粒径变大，同时生成絮状物吸附细小油滴,然后通过沉降或气浮的方法实现油水分离。
07吸附法吸附法是利用亲油性材料,吸附废水中的溶解油及其他溶解性有机物。
最常用的吸油材料是活性炭，可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。
08粗粒化法粗粒化法是利用油、水两相对聚结材料亲和力相差悬殊的特性，油粒被材料捕获而滞留于材料表面和孔隙内形成油膜，油膜增大到一定厚度时时,在水力和浮力等作用下油膜脱落合并聚结成较大的油粒。
由斯托克斯公式可知，油粒在水中的浮升速度与油粒直径的平方成正比。
聚结后粒经较大的油珠则易于从水中被分离。
经过粗粒化的废水,其含油量及污油性质并无变化,只是更容易用重力分离法将油除去。
09声波、微波和超声波脱水技术声波可加速水珠聚结,提高原油脱水效率；超声波可降低能耗和减少破乳剂用量；而微波在降低乳状液稳定性的同时，还可加热乳状液，进一步促进水滴的聚结，在解决我国东部老油田因三采等引起的原油性质复杂的深度脱水问题方面具有很好的应用前景。
10超声/电化学联用技术利用超声的空化效应，可在电化学反应中使电极不形成覆盖层，避免电极活性下降；超声空化效应还有利于协同电催化过程产生·OH，而使污水中的污染物的分解加速，超声还可使有机物在水溶液中充分分散，从而大幅度提高反应器的处理能力。
对印染废水的处理表明，在超声波和电场的协同作用下，废水的脱色率大大高于单独使用超声波时的脱色率。
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