重力沉降机理是根据油、水两相存在密度差,在重力作用下,经过一定时间,油水混合物会自动分离。合理的水力设计和污水的停留时间是影响除油效率的两个重要因素,停留时间越长,处理效果越好。其代表性工艺流程为:自然沉降※混凝沉降※过滤※出水(三段流程)。该流程是油田开发初期,通过不断的探索和现场试验研究而最终确定的处理工艺。该工艺在国内首先于1969年应用在大庆油田东油库含油污水处理站并获得成功,先后在国内各油田推广应用,国外许多油田也在采用类似流程。源水经自然除油后可使污水中含油量由5000mg/L降至500mg/L以下,再投加混凝剂可使细小的乳化油滴聚结变大上浮去除,混凝沉降后一方面含油量可降至50～100mg/L,另一面悬浮物含量大幅度上浮,少部分下沉,再经石英砂压力过滤罐过滤后一般可使含油降到20mg/L以下,悬浮物降到10mg/L。该工艺流程效果较好,对源水含油量变化适应性强,缺点是当设计规模超过1.0×104m3/d时,压力滤罐数量多,流程相对复杂一些。近几年各油田相继采用滤速较高的核壳滤罐、双向滤罐、改性纤维球滤罐替代石英砂滤罐,使用效果良好。该工艺通过多年的设计研究和生产运行总结,已形成一套从理论到实践较为完整的处理技术。实践证明,该工艺具有除油效率高,出水水质稳定,维护管理方便等优点,因而得到广泛的应用。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
随着需处理含油污水水质的不断变化,全国各油田针对本油田的情况,相应地对三段处理工艺进行了一些改进。(1)混凝除油※过滤※出水(两段流程)。随着原油脱水站所采用的破乳剂质量的提高,使脱水站脱出污水的含油量得以降低,一次除油罐出水含油量在正常情下可以保证在100mg/L以下,因此在1974年以后设计的一些处理站采用了二段处理工艺,即改为混凝除油—过滤,简化了工艺流程。此外,对处理工艺和构筑物等进行了一些改进和革新。如引进无阀滤池技术,结合油田特点,设计了单阀滤罐,实现了自动反冲洗,减轻了劳动强度,节约了反冲洗泵和反冲洗罐;将除油罐的集配水管由原来的中心筒方孔式和穿孔管式,改为辐射状喇叭口梅花点布置,使集、配水均匀合理,解决了穿孔管结垢、孔眼堵塞问题;除油罐的出水由管式出水改进为可调堰出水,解决了处理站投产初期,因处理水量达不到设计负荷,致使收油困难的问题,也使各组滤罐的进水分配更均衡,这一成功技术一直沿用到今天。