CN203625105U - 一种炼油污水臭氧催化氧化预处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种炼油污水臭氧催化氧化预处理装置，属于炼油污水处理技术领域。所述装置包括顺次连通的臭氧发生系统、臭氧催化氧化塔、臭氧尾气再利用系统及臭氧预氧化塔。所述臭氧预氧化塔与所述臭氧催化氧化塔之间通过污水管线顺次连通；所述臭氧发生系统与所述臭氧催化氧化塔之间通过臭氧管线顺次连通；所述臭氧催化氧化塔、所述臭氧尾气再利用系统与所述臭氧预氧化塔之间通过臭氧尾气管线顺次连通。本实用新型通过利用臭氧尾气预氧化-过量臭氧催化氧化工艺处理污水，合理利用臭氧尾气，大大提高了臭氧利用率，并避免了环境污染，污水中污染物负荷明显降低，出水可生化性明显改善；所述装置简单，易控制，适合工业化应用。

Description

一种炼油污水臭氧催化氧化预处理装置

技术领域

本实用新型涉及炼油污水处理技术领域，尤其是一种炼油污水臭氧催化氧化预处理装置。 

背景技术

原油在储存、电脱盐处理过程中会产生大量的炼油污水，其不仅含有非溶解态污染物（如浮油、乳化油及固体悬浮物），还含有很高浓度的溶解态污染物:易降解小分子有机污染物、难降解大分子有机污染物，且有机污染以结构复杂的强极性杂环化合物为主。因炼油污水中污染物负荷高、可生化性差，对其进行微生物降解的难度非常大，一般要经过预处理才能排往污水处理场进行达标处理。 

臭氧催化氧化技术，通过臭氧分子直接对有机污染物分子进行降解，或产生羟基自由基间接对有机污染物分子进行降解，以达到降低污水中污染物负荷，提高水质可生化性的目的。由于臭氧的相态与溶解度，会迫使臭氧从污水和空气的界面上溢出，造成臭氧利用率较低。现有技术采用臭氧溶气方式，将合适比例的臭氧与污水由气液混输泵吸入臭氧溶气水产生系统，形成臭氧溶气水，臭氧溶气水进入到臭氧臭氧催化氧化系统，对有机物进行降解。 

在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现现有技术至少存在以下问题： 

对于COD≥2000mg/L的炼油污水，一般需要臭氧投加量在0.3-0.5kg/t污水以上，现有溶气设备无法满足该要求，即使利用臭氧溶气设备，在大量投加臭氧的情况下，受限于臭氧较低的分压及较低的溶解度，会使部分臭氧未参与污染物的降解就从水体转移，产生大量臭氧尾气，不仅降低了臭氧利用率，还会造成臭氧大量浪费，增加污水处理的能耗与成本，并造成周围环境污染。 

发明内容

为了解决现有技术臭氧利用率低的问题，本实用新型实施例提供了一种炼 油污水臭氧催化氧化预处理装置。所述技术方案如下： 

一种炼油污水臭氧催化氧化预处理装置，所述炼油污水臭氧催化氧化预处理装置包括顺次连通的臭氧发生系统、臭氧催化氧化塔、臭氧尾气再利用系统及臭氧预氧化塔。 

具体地，所述臭氧发生系统与所述臭氧催化氧化塔之间通过臭氧管线顺次连通，所述臭氧催化氧化塔、所述臭氧尾气再利用系统与所述臭氧预氧化塔之间通过臭氧尾气管线顺次连通，所述臭氧预氧化塔与所述臭氧催化氧化塔之间通过污水管线顺次连通。 

所述臭氧预氧化塔包括塔本体、臭氧尾气释放器、污水喷嘴和出气口，所述臭氧尾气释放器设置在所述塔本体内的下部，且所述臭氧尾气释放器与所述臭氧尾气再利用系统出口管线相连通，所述污水喷嘴设置在所述塔本体内的上部，所述炼油污水通过所述污水喷嘴进入所述臭氧预氧化塔，所述出气口设置在所述塔本体顶部，所述出气口用于排出所述塔本体内反应完毕的混合尾气。 

所述臭氧催化氧化塔包括塔本体、固相催化剂床层、臭氧释放器、污水喷嘴和出气口，所述臭氧释放器设置在所述塔本体内的下部，且所述臭氧释放器与所述臭氧发生系统出口管线相连通，所述污水喷嘴设置在所述塔本体内的上部，且所述污水喷嘴与所述臭氧预氧化塔的出口管线相连通，所述出气口设置在所述塔本体顶部，所述出气口与所述臭氧尾气再利用系统进口管线相连通。 

所述臭氧尾气再利用系统包括漩涡真空泵及阀门，所述漩涡真空泵、所述阀门与所述臭氧催化氧化塔的出气口顺次连通。 

所述炼油污水臭氧催化氧化预处理装置还包括进水泵，所述进水泵进口与所述臭氧预氧化塔的污水出口管线连通，所述进水泵出口与所述臭氧催化氧化塔的污水进口管线连通。 

所述炼油污水臭氧催化氧化预处理装置还包括进水泵，所述进水泵出口与所述臭氧预氧化塔的污水进口管线连通。 

所述炼油污水臭氧催化氧化预处理装置还包括至少三个阀门，所述阀门安装在所述污水管线、所述臭氧管线、所述臭氧尾气管线中的至少一种管线上，用于流体的调节、导流、稳压。 

更具体地，所述炼油污水臭氧催化氧化预处理装置的工作原理为：炼油污水利用臭氧尾气在臭氧预氧化塔内进行处理，去除非溶解态污染物，并对小分 子有机污染物进行降解，初步降低污染物负荷；臭氧预氧化塔出水利用高浓度臭氧在臭氧催化氧化塔内进行处理，在过量臭氧与催化剂协同作用下降解高浓度溶解态大分子有机污染物，再次降低污染物负荷并提高污水的可生化性；其中臭氧发生系统向臭氧催化氧化塔提供高浓度臭氧；臭氧尾气再利用系统对臭氧催化氧化塔的臭氧尾气进行回收并提供给臭氧预氧化塔。 

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是： 

通过顺次连通的臭氧发生系统、臭氧催化氧化塔、臭氧尾气再利用系统及臭氧预氧化塔，采用臭氧尾气预氧化-臭氧催化氧化连续工艺，首先在臭氧预氧化塔内利用臭氧尾气预氧化去除污水中非溶解态污染物，并降解小分子有机污染物，初步降低污染物负荷，然后在臭氧催化氧化塔内，通过过量臭氧与固相催化剂的协同作用专门降解大分子有机污染物，充分地对难降解的有机污染物进行降解，进一步降低了污染物负荷，出水可生化性得到明显提高，满足后续污水处理场达标处理进水要求。所用装置简单，易控制。臭氧催化氧化塔中臭氧尾气经臭氧尾气再利用系统供给臭氧预氧化塔，解决了臭氧尾气的综合处理及利用问题，避免了臭氧浪费，大大提高了臭氧利用率，避免了对周围环境造成污染，降低了污水处理的成本与能耗。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1是本实用新型实施例提供的一种臭氧催化氧化预处理装置结构示意图； 

其中：1臭氧发生系统， 

2臭氧尾气再利用系统， 

21漩涡真空泵， 

22阀门， 

3臭氧预氧化塔， 

31臭氧尾气释放器， 

32污水喷嘴， 

33臭氧预氧化塔出气口， 

34臭氧预氧化塔进气口, 

4臭氧催化氧化塔， 

41高浓度臭氧释放器， 

42污水喷嘴， 

43臭氧尾气出口， 

5进水泵， 

6塔本体。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图1对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。 

实施例一 

如附图1所示，本实用新型实施例提供了一种炼油污水臭氧催化氧化预处理装置，所述装置包括顺序设置的臭氧发生系统1、臭氧催化氧化塔4、臭氧尾气再利用系统2、臭氧预氧化塔3。 

本发明实施例提供的臭氧催化氧化预处理装置，针对炼油污水中污染物的难降解特性及降解过程中臭氧利用率低的缺陷，通过顺次连通的臭氧发生系统、臭氧催化氧化塔、臭氧尾气再利用系统及臭氧预氧化塔，采用臭氧尾气预氧化-臭氧催化氧化连续工艺，首先在臭氧预氧化塔3内利用臭氧尾气预氧化去除污水中非溶解态污染物，并降解小分子有机污染物，初步降低污染物负荷，然后在臭氧催化氧化塔4内，通过过量臭氧与固相催化剂的协同作用专门降解大分子有机污染物，进一步降低了污染物负荷，出水可生化性得到明显提高，满足后续污水处理场达标处理进水要求，充分地对难降解的有机污染物进行降解，所用装置简单，易控制，可大规模工业化应用。臭氧催化氧化塔4中臭氧尾气经臭氧尾气再利用系统供给臭氧预氧化塔3，解决了臭氧尾气的综合处理及利用问题，避免了臭氧浪费，大大提高了臭氧利用率，避免了对周围环境造成污染，降低了污水处理的成本与能耗。 

所述臭氧预氧化塔3与所述臭氧催化氧化塔4之间通过进水泵5及污水管线顺次连通；所述臭氧发生系统1与所述臭氧催化氧化塔4通过臭氧管线顺次 连通；所述臭氧催化氧化塔4、所述臭氧尾气再利用系统2与所述臭氧预氧化塔3之间通过臭氧尾气管线顺次连通。 

具体地，炼油污水利用臭氧尾气在臭氧预氧化塔3内进行处理，去除非溶解态污染物，并对小分子有机污染物进行降解，初步降低污染物负荷；臭氧预氧化塔3出水利用高浓度臭氧在臭氧催化氧化塔4内进行处理，在过量臭氧与催化剂协同作用下降解高浓度溶解态大分子有机污染物，再次降低污染物负荷并提高污水的可生化性，其中由臭氧发生系统1向臭氧催化氧化塔4提供高浓度臭氧，由臭氧尾气再利用系统2对臭氧催化氧化塔4的臭氧尾气进行回收并提供给臭氧预氧化塔3。 

具体地，所述炼油污水臭氧催化氧化预处理装置还包括至少两个进水泵5，所述进水泵5设置在污水管线上，用于将污水泵入所述臭氧预氧化塔3及所述臭氧催化氧化塔4。第一进水泵5的出口与所述臭氧预氧化塔3的污水进口管线连通，第二进水泵5的进口与所述臭氧预氧化塔3的污水出口管线连通，第二进水泵5的出口与所述臭氧催化氧化塔4的污水进口管线连通。 

本发明实施例提供的进水泵5用于将污水管线里收集到的污水提升到后续处理单元所需的高度，使其实现重力自流，根据实际运行需求，本实用新型选择对应的运行参数的进水泵，不仅解决了提升水量稳定控制问题，提高了进水效率，也大大节约了能耗。 

如附图1所示，所述炼油污水臭氧催化氧化预处理装置包括至少三个阀门22，所述阀门22安装在所述污水管线、所述臭氧管线、所述臭氧尾气管线中的至少一种管线上，所述阀门22选自闸阀、单向阀、安全阀、调节阀、节流阀、减压阀中的至少一种。用于流体压力及压力的调节、流体导流及稳压等。 

所述臭氧预氧化塔3包括塔本体6、臭氧尾气释放器31、臭氧预氧化塔污水喷嘴32、臭氧预氧化塔出气口33和臭氧预氧化塔进气口34，所述臭氧预氧化塔进气口34设置在所述塔本体6下部，且所述臭氧预氧化塔进气口与所述臭氧尾气再利用系统2出口管线相连通，所述臭氧尾气释放器31设置在所述塔本体6的塔内底部，所述臭氧尾气释放器31与所述臭氧预氧化塔进气口34相连通，所述臭氧预氧化塔污水喷嘴32设置在所述塔本体6的塔内顶部，所述臭氧预氧化塔污水喷嘴32与进水泵5出口管线相连通，所述臭氧预氧化塔出气口33设置在所述塔本体顶部，所述臭氧预氧化塔出气口用于排出反应完毕的混合尾 气，所述臭氧预氧化塔3塔本体6底部还设置有出水口，所述出水口与所述臭氧预氧化塔3的污水出口管线相连通，用于将臭氧预氧化塔3的出水排往所述臭氧催化氧化塔4。 

所述臭氧预氧化塔3中采用臭氧-炼油污水逆流反应操作，扩大了气液接触面积，加强了低浓度臭氧与小分子有机污染物之间的传质，臭氧得到了充分利用，提高了臭氧利用率；臭氧预氧化反应完毕，含挥发性油气、氧气、微量臭氧的混合气体从所述出气口将排往生物除臭装置处理，无需另设臭氧破坏装置，简化了污水处理工艺，减少了污水处理的成本及能耗，而且更加节能环保。 

如附图1所示，所述臭氧催化氧化塔4包括塔本体6、固相催化剂床层、高浓度臭氧释放器41、臭氧催化氧化塔污水喷嘴42、臭氧催化氧化塔出气口43，所述固相催化剂床层设置在塔本体6内部，用于催化臭氧降解有机污染物及催化臭氧产生羟基自由基来降解有机污染物，有利于塔体内气-液-固协同反应高效进行，所述高浓度臭氧释放器41设置在所述塔本体6的塔内底部，所述高浓度臭氧释放器41与所述臭氧发生系统1出口管线相连通，所述臭氧催化氧化塔污水喷嘴42设置在所述塔本体6的塔内顶部，所述臭氧催化氧化塔污水喷嘴42与所述臭氧预氧化塔4的污水出口管线相连通，所述臭氧催化氧化塔出气口43设置在所述塔本体顶部，所述臭氧催化氧化塔出气口43与臭氧尾气再利用系统2进口管线相连通，所述臭氧催化氧化塔4塔体6底部还设置有出水口，所述出水口与污水处理场的污水管线相连通，用于将臭氧催化氧化塔4的出水排往污水处理场。 

所述臭氧催化氧化塔4采用臭氧-炼油污水逆流反应操作，扩大了气液接触面积，加强了高浓度臭氧与大分子有机污染物之间的传质。塔内部气液接触筛板上装填有固相催化剂床层，该固相催化剂有着较好的吸附率及催化剂效率，活性组分不易流失，机械强度好，使用寿命长，提高了臭氧催化氧化污染物的降解效率。臭氧发生系统1向臭氧催化氧化塔4内释放过量的高浓度臭氧，通过过量臭氧与催化剂的协同作用，提高了臭氧传质以及产羟基自由基的效率，利于溶解态有机污染物的降解；催化氧化反应完毕的臭氧尾气直接通过臭氧尾气再利用系统2进入臭氧预氧化塔3用于炼油污水的预氧化，提高了臭氧的利用率。 

所述臭氧尾气再利用系统2包括漩涡真空泵21及其相应阀门22，所述真 空泵21及所述阀门22与臭氧尾气管线相连通，用于回收所述臭氧催化氧化塔4释放的臭氧尾气并提供给臭氧预氧化塔3，在此过程中，臭氧尾气再利用系统2对臭氧尾气进行真空抽吸，高压释放，气泡粒径小且均匀，有利于臭氧与小分子有机污染物之间的传质。而且臭氧微气泡类似气浮的功能，可以促进污水中非溶解态污染物与水体的分离，排往另设的破乳除油罐中，保障了臭氧氧化的效果。 

实施例二 

本实用新型实施例提供一种臭氧催化氧化预处理装置的现场中试研究在辽河石化公司常减压车间进行。所用含有污染物的进水为电脱盐污水经过简单隔油处理后的出水。步骤如下： 

首先进水泵将电脱盐污水泵入臭氧预氧化塔顶部设置的污水喷嘴并向塔底进行喷淋，预氧化塔底部设置的臭氧尾气释放器向塔顶释放臭氧尾气，电脱盐污水与臭氧尾气逆流反应,去除其中的非溶解态污染物并降解小分子有机污染物，控制预氧化塔的水力停留时间为30min。臭氧预氧化塔出水通过预氧化塔底部的出水口经进水泵排往臭氧催化氧化塔塔内顶部设置的污水喷嘴并进行喷淋；反应完毕的含有挥发性油气，氧气及微量臭氧的混合尾气经预氧化塔顶部设置的出气口排往另设的生物除臭装置进行后处理。 

臭氧预氧化塔出水通过臭氧催化氧化塔塔内顶部设置的喷嘴向塔底进行喷淋的同时，臭氧发生系统产生高浓度臭氧，通过催化氧化塔塔内设置的高浓度臭氧释放器向塔顶进行释放，其中臭氧投加量为300g/t污水。另外臭氧催化氧化塔内设置有固相复合催化剂床层，臭氧预氧化塔出水在过量臭氧与固相催化剂的协同作用下与高浓度臭氧逆流反应，降解高浓度大分子有机污染物。控制催化氧化塔的水力停留时间为40min。催化氧化塔出水通过催化氧化塔底部设置的出水口排往污水场进行达标处理；反应完毕的催化氧化塔尾气通过催化氧化塔顶部设置的臭氧尾气出口经臭氧尾气再利用系统回收后提供给臭氧预氧化塔。 

其中催化氧化塔内所用固相催化剂中载体为γ-Al₂O₃，复合活性组分为：Ni、Co、Mn的摩尔比为1：1：0.2的Ni、Co、Mn氧化物，其中复合活性组分的负载量为所述载体质量的10w%-25w%。 

所用固相催化剂粒径范围为3-4mm，抗压碎强度为150N/cm-260N/cm，孔径分布范围为10nm-100nm，比表面积为150m²/g-220m²/g，孔容为0.6ml/g-1.5ml/g。其中固相催化剂的装填量为每小时污水处理量的40m%。 

上述参数特性的固相催化剂床层优选出Ni、Co、Mn氧化物的复合活性组分以及催化剂适合吸附富集大分子污染物的孔结构，重点加强了臭氧分解产生羟基的功能，更加有效地催化降解活性中心吸附的大分子有机污染物，增强了催化剂的催化降解率，提高了臭氧的利用率。本实用新型实施例通过混捏法制备臭氧固相催化剂，可有效避免了污水处理过程中活性组分损失；选用具有较好的黏结性的γ-Al₂O₃作载体，使得催化剂机械强度更优，使用寿命更长，利于工业化应用，适宜的孔径及比表面积可降低所述固相催化剂床层的阻力，提高催化剂效率，还有利于所述固相催化剂床层的稳定性。 

本实用新型实施例提供的预处理装置对电脱盐污水处理的效果： 

进水CODcr范围在1530mg/L-2320mg/L，TOC范围在810mg/L-1022mg/L之间，含油量范围在210mg/L-350mg/L，BOD₅/COD范围在0.12-0.17之间；臭氧催化氧化塔出水水质基本稳定，出水CODcr范围在1230mg/L-1520mg/L，TOC范围在470mg/L-762mg/L之间，含油量范围在120mg/L-77mg/L，BOD₅/COD范围在0.20-0.25之间，污水中污染物负荷明显降低，可生化性明显改善，满足下游综合污水场达标处理进水要求。 

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种炼油污水臭氧催化氧化预处理装置，其特征在于，所述炼油污水臭氧催化氧化预处理装置包括顺次连通的臭氧发生系统、臭氧催化氧化塔、臭氧尾气再利用系统及臭氧预氧化塔。 

2.根据权利要求1所述的炼油污水臭氧催化氧化预处理装置，其特征在于，所述臭氧发生系统与所述臭氧催化氧化塔之间通过臭氧管线顺次连通，所述臭氧催化氧化塔、所述臭氧尾气再利用系统与所述臭氧预氧化塔之间通过臭氧尾气管线顺次连通，所述臭氧预氧化塔与所述臭氧催化氧化塔之间通过污水管线顺次连通。 

3.根据权利要求1-2任一项所述的炼油污水臭氧催化氧化预处理装置，所述臭氧预氧化塔包括塔本体、臭氧尾气释放器、污水喷嘴、进气口和出气口，所述进气口设置在所述塔本体下部，且所述进气口与所述臭氧尾气再利用系统出口管线相连通，所述臭氧尾气释放器设置在所述塔本体内的下部，且所述臭氧尾气释放器与所述进气口相连通，所述污水喷嘴设置在所述塔本体内的上部，所述炼油污水通过所述污水喷嘴进入所述臭氧预氧化塔进行喷淋，所述出气口设置在所述塔本体顶部，所述出气口用于排出所述塔本体内反应完毕的混合尾气。 

4.根据权利要求1-2任一项所述的炼油污水臭氧催化氧化预处理装置，其特征在于，所述臭氧催化氧化塔包括塔本体、固相催化剂床层、臭氧释放器、污水喷嘴和出气口，所述臭氧释放器设置在所述塔本体内的下部，且所述臭氧释放器与所述臭氧发生系统出口管线相连通，所述污水喷嘴设置在所述塔本体内的上部，且所述污水喷嘴与所述臭氧预氧化塔的污水出口管线相连通，所述出气口设置在所述塔本体顶部，且所述出气口与所述臭氧尾气再利用系统进口管线相连通。 

5.根据权利要求4所述的炼油污水臭氧催化氧化预处理装置，其特征在于， 所述臭氧尾气再利用系统包括漩涡真空泵及阀门，所述漩涡真空泵、所述阀门与所述臭氧催化氧化塔的出气口顺次连通。 

6.根据权利要求1所述的一种炼油污水臭氧催化氧化预处理装置，其特征在于，所述炼油污水臭氧催化氧化预处理装置还包括进水泵，所述进水泵进口与所述臭氧预氧化塔的污水出口管线连通，所述进水泵出口与所述臭氧催化氧化塔的污水进口管线连通。 

7.根据权利要求1所述的一种炼油污水臭氧催化氧化预处理装置，其特征在于，所述炼油污水臭氧催化氧化预处理装置还包括进水泵，所述进水泵出口与所述臭氧预氧化塔的污水进口管线连通。 

8.根据权利要求2所述的一种炼油污水臭氧催化氧化预处理装置，其特征在于，所述炼油污水臭氧催化氧化预处理装置还包括至少三个阀门，所述阀门安装在所述污水管线、所述臭氧管线、所述臭氧尾气管线中的至少一种管线上，用于流体的调节、导流、稳压。 

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