在油田开采中后期,三次采油技术的广泛应用使得含油污水的采出量和处理难度大大增加。传统的污水处理技术可以去除污水中的浮油、分散油,但对乳化油去除效果不理想。电絮凝技术结合了化学絮凝和电化学方法处理污水的优点,以无需外加药剂、无二次污染且处理效率高等优点,在污水处理领域得到了广泛的应用。目前国内外学者从电絮凝技术的适用范围、影响净化效果的操作参数、提高反应性能的措施等方面进行了大量研究。由于电絮凝反应过程的复杂性,目前对其净化机理的探究还处于起步阶段,但是对机理的深入探究可以指导我们更好理解和优化电絮凝反应过程。因此在调研国内外研究现状的基础上,本文做了以下工作:首先本文对电絮凝反应过程各除油机理的贡献率进行了探究。首先借助盐桥的连通作用将电絮凝的阳极和阴极分离,以单独研究阴极气浮作用的除油效率;已知EDTA-2Na对金属离子具有络合屏蔽作用,实验过程中在阳极区加入EDTA-2Na抑制Al3+及其水解产物絮凝作用的发挥以探究氧化作用的贡献率。此外,本部分借助阳极电絮凝的中间媒介作用,进一步探究了电絮凝、阳极电絮凝和化学絮凝过程的除油效果,并探究了不同操作参数如电流密度、处理时间对除油率的影响。根据反应过程中除油率、p H和光谱的演变探究了三种方法除油机理的差异。最后,本文探究了两个自主设计的新型交叉电极电絮凝装置和多回程圆筒电絮凝装置的污水净化特性。在此实验中,探究了各运行参数对装置除油率的影响并比较了交叉电极电絮凝装置和新型多回程圆筒电絮凝装置的净化效果。静态机理探究实验发现在电絮凝技术除油过程中,阳极区大约80%的乳化油通过絮凝作用去除,大约11%-13%的乳化油被氧化降解;在阴极区,大约13%-14%的乳化油通过气浮作用去除。此外,实验发现阳极和阴极的分离不仅导致了较低的除油率,而且影响了絮凝物的生长过程和絮体强度。在电絮凝、阳极电絮凝和化学絮凝技术除油效率的对比中发现在所研究的电流密度范围内,三种方法的静态除油过程都可以分为三个阶段:启动阶段、快速反应阶段和稳定阶段,其中电絮凝技术的除油效率最高,其次是阳极电絮凝技术,化学絮凝的除油效率相对较差。根据反应过程p H的演变及不同p H下絮体的存在形式分析可以发现阳极电絮凝和化学絮凝的去除机理主要是双电层压缩和电荷中和,电絮凝过程的除油机理是吸附桥联和网捕作用。此外,含油污水的光谱扫描情况显示电絮凝,阳极电絮凝和化学絮凝对油和聚合物都有较好的去除效果。在交叉电极电絮凝装置的性能探究中,本实验中使用的新型交叉电极连续电絮凝装置对含聚污水的处理非常有效,在最佳处理条件:电流密度为140 Am-2,流量为5 Lh-1,极板间距为2 cm,最佳倾角76°时,交叉电极电絮凝系统的乳化油去除率达97.6%,而相邻电极极性相同的系统中油的去除率仅为91.4%。一阶反应速率动力学方程的拟合结果显示,交叉电极电絮凝系统的反应速率KPC=0.03834高于相邻电极极性相同的电絮凝系统的反应速率KPI=0.02574,这进一步证明了交叉电极电絮凝系统的优越性。此外,研究结果表明,在动态反应系统中,整个反应过程可以分为两个阶段,启动阶段和稳定阶段。电流密度越大,流量越大,启动阶段所用的时间越短。通过对新型多回程圆筒电絮凝装置的净化效果探究发现,圆筒电絮凝反应器在电流密度为48.97 Am-2,流量为10 Lh-1净化效果最好,最终除油率达97%。交叉系统和圆筒系统的净化效果对比结果显示,交叉电极系统和圆筒电絮凝系统在达到相同的乳化油去除率时,交叉系统所需电流密度大,能耗低;圆筒系统所需的电流密度小,但是能耗较高。