CN104692517B - 一种紫外光耦合触媒臭氧分解炼化厂反渗透水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种紫外光耦合触媒臭氧分解炼化厂反渗透水的方法。特征在于：所用氧化剂是高压臭氧；强化措施是紫外光耦合触媒由下向上依次设置于一体化反应罐内；所用流体操作为气液并流向上在反应罐内流动，灌顶流出物流经背压阀后靠气液分离器实现气水分离。工艺过程包括：炼化厂反渗透浓水经过调节罐(1)均质均量后，由水泵(4)泵入反应罐(5)的底部，浓水在反应罐内与臭氧压缩机(3)制备的高压臭氧并流向上流动，依次通过紫外光强化反应区(6)和触媒强化反应区(7)，反应罐顶流出的气水混合物流经背压阀(8)后，在气液分离器(9)内实现气水分离，分离后出水流入清水罐(11)储存，尾气由气体净化器(10)净化后排放。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程炼化废水处理技术领域，尤其涉及一种紫外光耦合触媒臭氧分解炼化厂反渗透水的方法。具体而言是一种紫外光耦合触媒强化高压臭氧分解炼化厂反渗透浓水的方法
背景技术
国内炼化企业为了节能减排，实现经济效益和社会效益，通常采用以超滤(UF)和反渗透(RO)为主的双膜工艺对生化出水进行深度处理。在回用优质反渗透产水的同时，还产生了占总水量约25％的反渗透浓水。通常，浓水中COD在130～250mg/L、石油类在8～13mg/L、TDS在5～11g/L、B/C小于0.1，这种高含盐、难生化的废水处理难度极大。因此在炼化企业中，反渗透浓水的处理是生化出水深度处理与回用能否实施的关键，也是制约双膜工艺推广的瓶颈。
针对炼化厂反渗透浓水，常规的物理化学方法有着对污染物去除效果不佳、操作繁琐、处理成本昂贵等一些不足。比如：Fenton氧化法性能较好，但受pH影响较大，同时要产生大量铁泥，这种固体废弃物处理与处置困难；湿式氧化法操作条件苛刻，带有一定的安全风险，而且处理成本偏高；蒸发浓缩法只是污染物与水分离，并没有实现污染物的真正去除，而且产生的残渣要填埋或焚烧，处理成本高；活性碳吸附法的材料吸附容量有限，活性炭吸附饱和后再生困难，处理成本高。因此，迫切需要开发一种炼化厂反渗透浓水的处理方法，解决双膜工艺在炼化厂生化出水深度处理与回用中的瓶颈问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术对污染物去除效果不佳、操作繁琐、处理成本高等诸多不足，提供一种方法能够高效的，低成本的分解炼化厂反渗透浓水，使分解后出水达到排放要求。
采用紫外光耦合触媒两阶段强化高压臭氧与浓水中污染物的氧化分解反应，使臭氧易于分解为高活性的羟基自由基，同时降低羟基自由基与污染物反应的活化能。紫外光强化反应区可看作高压臭氧对污染物的预氧化分解，用于长链脂肪族大分子和稠环芳香族大分子化学键的活化，使大分子发生初级的开环、断链；然后通过触媒强化反应区的主氧化分解反应，使活化后发生初级开环、断链的分子进行深度开环、断链，氧化分解后最终另炼化厂反渗透浓水达到排放要求。
紫外光能够强化高压臭氧与长链脂肪族大分子和稠环芳香族大分子的氧化分解反应，是因为不仅臭氧会对紫外光有强烈吸收(即臭氧紫外吸收检测法的原理)，而且长链脂肪族大分子和稠环芳香族大分子中的不饱和键对紫外光也有强烈吸收(浓水进行紫外光扫描，可见明显吸收峰)，可认为是紫外光能够活化整个反应体系，从而起到强化作用。
本发明为一种紫外光耦合触媒臭氧分解炼化厂反渗透水的方法，其特征在于：
针对炼化厂反渗透浓水，所用氧化剂臭氧是高压状态；所用强化措施是紫外光耦合触媒由下向上依次设置于一体化反应罐内；所用流体操作模式为气液并流向上在反应罐内流动，灌顶流出物流经背压阀后靠气液分离器实现气水分离；
包括如下工艺过程：炼化厂反渗透浓水经过调节罐1均质均量后，由水泵4泵入反应罐5的底部，浓水在反应罐内与臭氧压缩机3制备的高压臭氧并流向上流动，依次通过紫外光强化反应区6和触媒强化反应区7，反应罐顶流出的气水混合物流经背压阀8后，在气液分离器9内实现气水分离，分离后出水流入清水罐11储存，尾气由气体净化器10净化后排放。
根据本发明所述的方法，其特征在于：所述所用强化措施是紫外光耦合触媒由下向上依次设置于一体化反应罐内；是指强化措施不是单一的紫外光或者触媒，而是由紫外光和触媒两者耦合构成紫外光强化反应区6和触媒强化反应区7，两个反应区由下向上依次设置在一体化反应罐之内；高压臭氧和浓水并流向上在反应罐内流动；
所用氧化剂臭氧是高压状态，表压力0.2～0.9Mpa；臭氧投加量用加入浓水中的臭氧与浓水COD的质量比表示为0.5～1.0，浓水在反应罐5内的停留时间控制在20～70min；
反应罐5内紫外光强化反应区6采用浸没式紫外光源，紫外光的波长范围是200～280nm；
反应罐5内触媒强化反应区7装填固体催化剂，该催化剂是无定形氧化铝粉与羟基氧化铁粉的焙烧复合物。
根据本发明所述的方法，其特征在于：反应罐5内系统压力由背压阀8控制；流经背压阀8的气水混合物在气液分离器9内实现气水分离。
本发明实质性特点是：针对炼化厂反渗透浓水，所用氧化剂臭氧采用高压臭氧；所用强化措施是紫外光耦合固体催化剂触媒由下向上依次设置于一体化反应罐内；所用流体操作模式为气液并流向上在反应罐内流动，灌顶流出物流经背压阀后靠气液分离器实现气水分离。
所述高压臭氧由臭氧压缩机制备，制备方法详见本公司中国海洋石油总公司专利【CN 103864198 A】。在臭氧压缩机中，靠液态水来压缩常压臭氧。工艺过程是：用真空泵将臭氧压缩机的压缩罐抽真空，然后将常压臭氧充满臭氧压缩机的压缩罐，接着用高压水泵将液态水注入臭氧压缩机的压缩罐，获得所需压力和浓度的高压臭氧储存在储气罐中。该臭氧压缩机工艺流程短，设备简单不易出故障，不需要水蒸气、吸附剂和脱附剂，只需要廉价的液态水且液态水可循环使用。制备的高压臭氧可以达到所需的压力和与压力对应的浓度。
反应罐5内触媒强化反应区7装填的固体催化剂，其制备方法详见本公司中国海洋石油总公司专利【CN 101982237 B】。该催化剂是将无定形氧化铝粉与羟基氧化铁粉按干重比100:1～30混合，经滚动造粒、养护、烘干、焙烧等步骤制成复合催化剂成品。催化剂制备工艺简单，适宜工业化放大。该催化剂活性组分粒径小，分布均匀，且催化剂的比表面积和孔容较大，具有良好吸附催化活性，特别适用于炼化厂反渗透浓水中污染物的高效去除。
附图说明
图1是本发明紫外光耦合触媒强化高压臭氧分解炼化厂反渗透浓水的工艺流程示意图。
其中，1是调节罐、2是常压臭氧发生器、3是臭氧压缩机、4是供水泵、5是反应罐、6是紫外光强化反应区、7是触媒强化反应区、8是背压阀、9是气液分离器、10是气体净化器、11是储水罐。
具体实施方式
实施例一：
浙江省某炼化公司主要炼制、加工渤海湾产高酸重质稠油，由此产生的炼化废水由以“二级气浮+SBR+生物接触氧化+沉淀+超滤+反渗透”为主的组合工艺处理，会产生大量的反渗透浓水。该浓水具有含盐量高、污染物成分复杂多变、难生物降解等特点，靠传统的处理工艺很难使最终出水达到排放要求。针对该炼化公司反渗透浓水中污染物成分复杂多变的特点，采用了紫外光耦合触媒强化高压臭氧分解反渗透浓水工艺，进出水的水质指标如下：
1、进水中COD为150mg/L，石油类浓度为9mg/L，进水臭氧投加量为0.55，进水在反应罐内的停留时间为22min。处理后出水中COD为39mg/L，石油类浓度为0.9mg/L。出水水质满足达标排放的要求。
2、进水中COD为190mg/L，石油类浓度为10mg/L，进水臭氧投加量为0.72，进水在反应罐内的停留时间为37min。处理后出水中COD为48mg/L，石油类浓度为1.1mg/L。出水水质满足达标排放的要求。
3、进水中COD为240mg/L，石油类浓度为11mg/L，进水臭氧投加量为0.89，进水在反应罐内的停留时间为65min。处理后出水中COD为46mg/L，石油类浓度为1.0mg/L。出水水质满足达标排放的要求。
Claims (2)
1.一种紫外光耦合触媒臭氧分解炼化厂反渗透水的方法，其特征在于：
针对炼化厂反渗透浓水，所用氧化剂臭氧是高压状态；所用强化措施是紫外光耦合触媒由下向上依次设置于一体化反应罐内；所用流体操作模式为气液并流向上在反应罐内流动，灌顶流出物流经背压阀后靠气液分离器实现气水分离；
包括如下工艺过程：炼化厂反渗透浓水经过调节罐(1)均质均量后，由水泵(4)泵入反应罐(5)的底部，浓水在反应罐内与臭氧压缩机(3)制备的高压臭氧并流向上流动，依次通过紫外光强化反应区(6)和触媒强化反应区(7)，反应罐顶流出的气水混合物流经背压阀(8)后，在气液分离器(9)内实现气水分离，分离后出水流入清水罐(11)储存，尾气由气体净化器(10)净化后排放；
所述所用强化措施是紫外光耦合触媒由下向上依次设置于一体化反应罐内；是指强化措施不是单一的紫外光或者触媒，而是由紫外光和触媒两者耦合构成紫外光强化反应区(6)和触媒强化反应区(7)，两个反应区由下向上依次设置在一体化反应罐之内；高压臭氧和浓水并流向上在反应罐内流动；
所用氧化剂臭氧是高压状态，表压力0.2～0.9Mpa；臭氧投加量用加入浓水中的臭氧与浓水COD的质量比表示为0.5～1.0，浓水在反应罐(5)内的停留时间控制在20～70min；
反应罐(5)内紫外光强化反应区(6)采用浸没式紫外光源，紫外光的波长范围是200～280nm；
反应罐(5)内触媒强化反应区(7)装填固体催化剂，该催化剂是无定形氧化铝粉与羟基氧化铁粉的焙烧复合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应罐(5)内系统压力由背压阀(8)控制；流经背压阀(8)的气水混合物在气液分离器(9)内实现气水分离。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 100010 Beijing, Chaoyangmen, North Street, No. 25, No. Applicant after: China National Offshore Oil Corporation Applicant after: CNOOC TIANJIN CHEMICAL RESEARCH & DESIGN INSTITUTE CO., LTD. Applicant after: CNOOC Energy Development Co., Ltd. Address before: 100010 Beijing, Chaoyangmen, North Street, No. 25, No. Applicant before: China National Offshore Oil Corporation Applicant before: CNOOC Tianjin Chemical Research & Design Institute Applicant before: CNOOC Energy Development Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20161008 Address after: No. three road 300131 Tianjin city Hongqiao District dingzigu No. 85 Applicant after: CNOOC TIANJIN CHEMICAL RESEARCH & DESIGN INSTITUTE CO., LTD. Applicant after: CNOOC Energy Development Co., Ltd. Address before: 100010 Beijing, Chaoyangmen, North Street, No. 25, No. Applicant before: China National Offshore Oil Corporation Applicant before: CNOOC TIANJIN CHEMICAL RESEARCH & DESIGN INSTITUTE CO., LTD. Applicant before: CNOOC Energy Development Co., Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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