CN215886498U - 炼油废水的处理装置和处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及污水生化处理领域，具体而言，涉及一种炼油废水的处理装置和处理系统。炼油废水的处理装置包括内循环流化床反应器内筒和套设于所述内循环流化床反应器内筒外的内循环流化床反应器外筒，所述内循环流化床反应器内筒内设置进行催化氧化的催化剂填充结构，所述内循环流化床反应器内筒的底部设置有微气泡发生器，使得所述炼油废水经过内循环流化床反应器内筒的底部通过催化剂填充结构，再经过所述内循环流化床反应器内筒和所述内循环流化床反应器外筒之间的缝隙，形成内循环。其能够提升装置内气液固三相传质效率，降低水力停留时间、提高臭氧利用率、提高废水处理效率。

Description

炼油废水的处理装置和处理系统

技术领域

本实用新型涉及污水生化处理领域，具体而言，涉及一种炼油废水的处理装置和处理系统。

背景技术

炼化企业在生产过程中会产生大量的炼油污水，且污水中COD含量较高，难降解物质多，可生化性差，废水的pH变化较大。炼油污水经过一级生化处理甚至二级生化处理后，COD的含量仍达不到排放标准，仍需进一步的处理，方可达标排放。

内循环流化床以曝气为动力，促进反应器内水的流动，从而增强气液固三相传质，提高废水的处理效率。

臭氧是一种清洁的氧化剂，对废水中的大多数有机物有较强的氧化降解能力，且不产生二次污染。但臭氧对废水中有机物的降解去除具有一定的选择性，表现在对废水的TOC、COD去除率不高。近年来，通过研发制备催化剂以提高臭氧对废水中有机物的降解去除效果取得了很大进展，有效提高了臭氧对废水的处理效果。同时，臭氧在废水中的溶解度较低，且臭氧在废水处理过程中的利用率较低，部分未参与反应的臭氧随尾气排出，成为臭氧处理废水成本较高的主要原因之一。

中国专利CN 206109157 U公开了一种Fenton协同臭氧处理废水装置，包括前处理塔、催化氧化塔、后处理塔、药剂制备系统、臭氧供应系统和清水池；分别通过向废水中加入H₂SO₄、FeSO₄·7H₂O和过氧化氢等药物，通过射流器向废水提供臭氧，通过粒子投入口向催化氧化塔投加催化剂颗粒等，进行废水的催化氧化处理。本实用新型可以通过臭氧催化氧化耦合内循环流化床处理废水，从而达到节约药剂用量，降低运行成本的目的。

目前对废水的臭氧催化氧化处理，多采用加药的形式、加压的形式等，从而强化处理效果，尚未出现强化传质过程从而提升臭氧催化氧化的效率。鉴于此提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种炼油废水的处理装置和处理系统，其能够提升装置内气液固三相传质效率，降低水力停留时间、提高臭氧利用率、提高废水处理效率。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种炼油废水的处理装置，其包括内循环流化床反应器内筒和套设于所述内循环流化床反应器内筒外的内循环流化床反应器外筒，所述内循环流化床反应器内筒内设置进行催化氧化的催化剂填充结构，所述内循环流化床反应器内筒的底部设置有微气泡发生器，使得所述炼油废水经过内循环流化床反应器内筒的底部通过催化剂填充结构，再经过所述内循环流化床反应器内筒和所述内循环流化床反应器外筒之间的缝隙，形成内循环。

在可选的实施方式中，所述内循环流化床反应器外筒和所述内循环流化床反应器内筒的直径比为5-7：4，所述内循环流化床反应器外筒和所述内循环流化床反应器内筒的高径比为5-6：4。

在可选的实施方式中，所述内循环流化床反应器内筒为两端均为敞口的筒状结构，所述内循环流化床反应器外筒为两端均为封闭的筒状结构。

在可选的实施方式中，所述催化剂填充结构包括多层催化剂层，且所述催化剂填充结构呈立体网状结构。

在可选的实施方式中，所述催化剂填充结构包括支撑板和多层固定板，支撑板设置于所述内循环流化床反应器内筒相对靠近微气泡发生器的一侧，并与所述内循环流化床反应器内筒连接，多层所述固定板设置于所述内循环流化床反应器内筒内，并沿所述内循环流化床反应器内筒相对远离所述支撑板的轴向方向依次设置，相邻两层所述固定板之间填充催化剂形成催化剂层。

在可选的实施方式中，所述支撑板为多孔板，每层所述固定板为铁丝网，所述催化剂为非均匀球形颗粒结构。

在可选的实施方式中，所述微气泡发生器包括曝气盘，所述曝气盘设置于所述内循环流化床反应器内筒的底部。

在可选的实施方式中，所述炼油废水的处理装置还包括尾气处理装置，所述尾气处理装置与所述内循环流化床反应器外筒的出气口连通。

在可选的实施方式中，所述炼油废水的处理装置还包括气体供应装置，所述气体供应装置与所述微气泡发生器连通。

第二方面，本实用新型提供一种炼油废水的处理系统，其包括前述实施方式任一项所述的炼油废水的处理装置。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型通过微气泡发生器、内循环流化床反应器内筒、内循环流化床反应器外筒和催化剂填充结构，实现内循环流化床技术，可以增强气液固三相传质，使得废水中的有机污染物、溶解态臭氧和催化剂颗粒充分均匀混合，从而提高对废水的处理效率。臭氧催化氧化反应采用新型催化剂，有效提高了反应器中臭氧氧化的速率，提高了废水中有机污染物的降解效果，提高对废水COD的去除效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的炼油废水的处理装置的结构示意图。

图标:100-炼油废水的处理装置；101-内循环流化床反应器外筒；102-内循环流化床反应器内筒；103-微气泡发生器；104-气体供应装置；105-催化剂填充结构；106-支撑板；107-固定板；108-尾气处理装置；109-出液口；110-取样口；111-进水管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

请参照图1，本实施例提供一种炼油废水的处理装置100，其包括内循环流化床反应器外筒101，该内循环流化床反应器外筒101的两端为封闭结构，该内循环流化床反应器外筒101放置后，相对靠近地面的一端为底部，另一端则为顶部。该内循环流化床反应器外筒101相对靠近顶部的侧壁上设置有出液口109，该出液口109用于将经过处理的废水导出装置，出液口109下方设置有取样口110，该内循环流化床反应器外筒101相对靠近底部的侧壁上设置有进液口，该进液口用于将待处理的炼油废水导入装置，该进液口与进水管111连通，进水管111的另一端与一级生化处理的出水口连通。该内循环流化床反应器外筒101的材质可以为不锈钢或者现有技术中公开的其他材料。

炼油废水的处理装置100还包括内循环流化床反应器内筒102，该内循环流化床反应器内筒102设置于内循环流化床反应器外筒101内，且二者的直径和轴向高度均存在一定差异，具体地，内循环流化床反应器外筒101和所述内循环流化床反应器内筒102的直径比为5-7：4，所述内循环流化床反应器外筒101和所述内循环流化床反应器内筒102的高径比为5-6：4。采用上述直径比和高径比能够更有利于实现内循环。

进一步地，内循环流化床反应器内筒102的两端均为敞口结构，继而待处理的炼油废水可以进入内循环流化床反应器内筒102内部，进行进一步地催化处理。

进一步地，炼油废水的处理装置100还包括微气泡发生器103，微气泡发生器103用于将氧气和/或臭氧等气体形成微小气泡，并为待处理炼油废水进入内循环流化床反应器内筒102内提供动力。该微气泡发生器103设置于述内循环流化床反应器内筒102的底部。具体地，微气泡发生器103包括曝气盘。

进一步地，炼油废水的处理装置100还包括气体供应装置104，所述气体供应装置104与所述微气泡发生器103连通。且连通的管路上设置有流量计，继而能够对供应的气体的流量进行控制。

进一步地，炼油废水的处理装置100还包括催化氧化的催化剂填充结构105，该催化剂填充结构105设置于内循环流化床反应器内筒102内。具体地，该催化剂填充结构105包括多层催化剂层，且所述催化剂填充结构105呈立体网状结构。催化剂填充结构105呈立体网状结构有以下几个做用：一是起到切割大气泡的作用，使气泡更小，与液体的接触面积更大，二是有利于气液固三相的充分接触，提高传质效率，三是在一定的催化剂体积内，可以让催化氧化反应更长时间的进行，有利于水中有机物的去除。

具体地，催化剂填充结构105包括支撑板106和多层固定板107，支撑板106设置于所述内循环流化床反应器内筒102相对靠近微气泡发生器103的一侧，并与所述内循环流化床反应器内筒102连接，多层所述固定板107设置于所述内循环流化床反应器内筒102内，并沿所述内循环流化床反应器内筒102相对远离所述支撑板106的轴向方向依次设置，相邻两层所述固定板107之间填充催化剂形成催化剂层。其中，支撑板106为多孔板，例如，为不锈钢材质结构的多孔板，每层所述固定板107为铁丝网，采用铁丝网对催化剂进行固定，且每层铁丝网之间填充催化剂，使得催化剂层形成立体网状结构的分布。所述催化剂为非均匀球形颗粒结构。催化剂为活性炭材的料复合载体，其负载高活性金属氧化物。其中，高活性金属氧化物为铁、铝、钴的氧化物中的一种以上。

进一步地，炼油废水的处理装置100还包括尾气处理装置108，所述尾气处理装置108与所述内循环流化床反应器外筒101的出气口连通。尾气处理装置108将催化氧化过程中未参与反应的臭氧及氧气进行回用处理。

进一步地，在臭氧催化氧化反应过程中，待处理炼油污水在炼油废水的处理装置100内的水力停留时间为0.5-0.75小时。

该炼油废水的处理装置100的工艺流程如下所述：

首先，炼油污水首先经过一级生化处理后的出水，通过进水泵由进水管111道进入内循环流化床反应器外筒101，然后通过微气泡发生器103形成的臭氧曝气为动力，带动炼油污水经内循环流化床反应器内筒102的底部通过催化剂填充结构105，炼油污水再经内循环流化床反应器外筒101和内循环流化床反应器内筒102之间的空隙流入内循环流化床反应器内筒102底部形成内循环，处理后的废水经出液口109流出。

气体供应装置104通过管道和曝气盘使得臭氧进入内循环流化床内筒，此时，气体供应装置104的臭氧，形成微气泡，并带动进入装置内的炼油废水向上流动，为装置内水的流动提供动力。部分未反应完全的臭氧尾气通过尾气处理装置108进行回收。

微气泡发生器103形成的微气泡臭氧和废水在内循环流化床中充分接触，并在内筒中填充的催化剂层进行催化氧化反应，达到废水中COD的去除目的。内循环流化床提供了一个气液固三相传质的过程，微气泡和催化剂层提升了气液固三相的传质效率。

该炼油废水的处理装置100具有以下有益效果：

(1)本实用新型利用内循环流化床耦合臭氧催化氧化处理炼油污水，可以较大程度提高废水的处理效率，提高对废水COD的去除效果。

(2)本实用新型采用内循环流化床技术，可以增强气液固三相传质，使得废水中的有机污染物、溶解态臭氧和催化剂颗粒充分均匀混合，从而提高对废水的处理效率。臭氧催化氧化反应采用新型催化剂，有效提高了反应器中臭氧氧化的速率，提高了废水中有机污染物的降解效果。

(3)本实用新型可以实现炼油污水处理的装置化、密闭化，能够减少占地面积，节约成本和操作费用。

(4)本实用新型通过设计尾气回用装置，将催化氧化过程中未参与反应的臭氧及氧气进行回用处理。

(5)本实用新型采用内循环流化床耦合臭氧催化氧化处理炼油污水，可以将臭氧的利用率提高20％以上，废水COD去除率提高10％以上，同时降低了废水处理的成本。

实施例2

本实施例利用实施例1的炼油废水的处理装置100处理北方某炼厂经生化处理后炼油废水，废水的CODcr为185mg/L。

包括以下步骤和工艺条件：

(1)预处理：一级生化出水中通入内循环反应器中的臭氧尾气，对废水进行氧化，也对臭氧尾气进行回用。而后一级生化出水通过进水管111道，进入内循环反应器外筒。

(2)催化氧化处理：内循环反应器内筒底部设置曝气盘，内循环反应器内筒底部还设置多孔挡板，用以支撑催化剂层，内筒中部设置催化剂层，催化剂的设置采用立体网状结构的分布，催化剂颗粒加入量为15g/L。然后经预处理后的废水通过水泵经进水管道输送到内循环反应器外筒内，气体供应装置生成的臭氧，通过曝气盘，形成微气泡，并带动进入内循环流化床的废水向上流动，为装置内水的流动提供动力。在内循环反应器内筒内充分进行催化氧化反应。

废水经流态化催化氧化处理后到达内循环流化床反应器外筒的上部，废水通过出水堰溢流到出液口；废水在内循环流化床反应器的停留时间为0.5h；

经检测，处理后废水的CODcr为32mg/L。而采取常规的臭氧氧化处理方法，处理后废水的CODcr为110mg/L，处理效率较低。

实施例3

本实施例除下述条件外，其余同实施例2：本实施例中，所投加的催化剂颗粒为活性炭颗粒，催化剂颗粒投加量为20g/L；

经检测，处理后废水的CODcr为30mg/L。而采取常规的臭氧氧化处理方法，处理后废水的CODcr为110mg/L，处理效率较低。

实施例4

本实施例除下述条件外，其余同实施例4：本实施例中，所处理的废水采用的二级生化出水，废水的CODcr为90mg/L；

经检测，处理后废水的CODcr为20mg/L。而采取常规的臭氧氧化处理方法，处理后废水的CODcr为60mg/L，处理效率较低。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种炼油废水的处理装置，其特征在于，其包括内循环流化床反应器内筒和套设于所述内循环流化床反应器内筒外的内循环流化床反应器外筒，所述内循环流化床反应器内筒内设置进行催化氧化的催化剂填充结构，所述内循环流化床反应器内筒的底部设置有微气泡发生器，使得所述炼油废水经过内循环流化床反应器内筒的底部通过催化剂填充结构，再经过所述内循环流化床反应器内筒和所述内循环流化床反应器外筒之间的缝隙，形成内循环。

2.根据权利要求1所述的炼油废水的处理装置，其特征在于，所述内循环流化床反应器外筒和所述内循环流化床反应器内筒的直径比为5-7：4，所述内循环流化床反应器外筒和所述内循环流化床反应器内筒的高径比为5-6：4。

3.根据权利要求1所述的炼油废水的处理装置，其特征在于，所述内循环流化床反应器内筒为两端均为敞口的筒状结构，所述内循环流化床反应器外筒为两端均为封闭的筒状结构。

4.根据权利要求1所述的炼油废水的处理装置，其特征在于，所述催化剂填充结构包括多层催化剂层，且所述催化剂填充结构呈立体网状结构。

5.根据权利要求4所述的炼油废水的处理装置，其特征在于，所述催化剂填充结构包括支撑板和多层固定板，支撑板设置于所述内循环流化床反应器内筒相对靠近微气泡发生器的一侧，并与所述内循环流化床反应器内筒连接，多层所述固定板设置于所述内循环流化床反应器内筒内，并沿所述内循环流化床反应器内筒相对远离所述支撑板的轴向方向依次设置，相邻两层所述固定板之间填充催化剂形成催化剂层。

6.根据权利要求5所述的炼油废水的处理装置，其特征在于，所述支撑板为多孔板，每层所述固定板为铁丝网，所述催化剂为非均匀球形颗粒结构。

7.根据权利要求1所述的炼油废水的处理装置，其特征在于，所述微气泡发生器包括曝气盘，所述曝气盘设置于所述内循环流化床反应器内筒的底部。

8.根据权利要求1所述的炼油废水的处理装置，其特征在于，所述炼油废水的处理装置还包括尾气处理装置，所述尾气处理装置与所述内循环流化床反应器外筒的出气口连通。

9.根据权利要求1所述的炼油废水的处理装置，其特征在于，所述炼油废水的处理装置还包括气体供应装置，所述气体供应装置与所述微气泡发生器连通。

10.一种炼油废水的处理系统，其特征在于，其包括权利要求1-9任一项所述的炼油废水的处理装置。

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