专利名称：污水臭氧催化氧化处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种污水臭氧催化氧化处理装置，尤其涉及一种生物难降解炼化污水的臭氧高压催化氧化装置。
背景技术：
(超)稠油在炼制过程中产生高浓度难降解有机污水，该污水经过破乳除油、絮凝沉降处理后，仍然含有大量的单环、多环和杂环极性污染物，因此，生物急性毒性强，生物降解性能差，无法进行生物处理达标。臭氧具有强氧化作用，在水中产生的自由基与活性氧物种能与许多有机污染物或官能团发生反应，断裂污染物中的C-C键及不饱和键，使大分子有机物降解为小分子有机物，从而提高污水的生物降解性能。但对于高浓度的(超)稠油炼化废水，单独采用臭氧处理存在费用高、利用率低等问题。将臭氧氧化与催化剂体系结合，可以促进臭氧分解生成.0Η，从而提高臭氧对有机污染物的降解效率。以过渡金属氧化物活性炭作为催化剂，结合臭氧氧化降解制药污水、垃圾渗滤液、精细化工污水，均取得了较好的水质生物降解性能调控效果。但是，在常压条件下，臭氧在水中的溶解度较小，当水体温度超过60°C后，臭氧的溶解度接近为零，严重影响臭氧在水体中的传质，从而导致臭氧对有机污染物降解效率的降低。对于(超)稠油炼制污水，其初始水温约为70°C，采用常压臭氧催化氧化方法处理时，由于臭氧分压的不足以及在水中的溶解度，导致大量臭氧尚未有效分解就逸出水体，造成臭氧的大量浪费与能耗增加，同时也降低了催化氧化效果，对水质生物降解性能的改善也不明显。而在高压条件下，臭氧的溶解度大大增加，催化剂的吸附性能也有助于臭氧的溶解，因此，可以解决高温条件下污水处理的臭氧传质问题。由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种污水臭氧催化氧化处理装置，以克服现有技术的缺陷。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种污水臭氧催化氧化处理装置，用于(超)稠油炼制污水的预处理，以提高污水生物降解性能。本实用新型的目的是这样实现的，一种污水臭氧催化氧化处理装置，所述处理装置包括有顺序连接的臭氧发生系统、臭氧溶气水产生系统、臭氧催化氧化系统和氧化反应分离系统；臭氧发生系统与臭氧溶气水产生系统入口连接，氧化反应分离系统的回流口也与臭氧溶气水产生系统连接，臭氧溶气水产生系统出口连接于臭氧催化氧化系统入口，臭氧催化氧化系统出口连接于氧化反应分离系统；由臭氧发生系统产生的臭氧与氧化反应分离系统的部分回流污水进入臭氧溶气水产生系统形成臭氧溶气水，臭氧溶气水进入臭氧催化氧化系统进行有机污染物的降解，臭氧催化氧化系统出水与待处理的污水混合进入氧化反应分离系统，进行污水中非溶解态污染物的分离与溶解态有机污染物的继续降解，并完成剩余臭氧与水体的分离；所述臭氧催化氧化系统的压力高于常压。在本实用新型的一较佳实施方式中，所述臭氧催化氧化系统的压力范围为
0.4MPa-0.6MPa，臭氧催化氧化的温度范围为60°C _80°C。在本实用新型的一较佳实施方式中，所述臭氧溶气水产生系统由气液混输泵及其相应阀门组成。在本实用新型的一较佳实施方式中，所述臭氧发生系统顺序由空压机、储气罐、冷冻干燥机、制氧机、臭氧发生器构成。在本实用新型的一较佳实施方式中，所述臭氧催化氧化系统由高压接触反应塔和稳压阀构成。在本实用新型的一较佳实施方式中，所述臭氧高压催化氧化系统的催化剂以过渡金属氧化物为活性组分，以煤基活性炭、沸石分子筛或粗孔硅胶为载体。在本实用新型的一较佳实施方式中，所述氧化反应分离系统由臭氧溶气水释放器、氧化反应分离池、刮渣机构成。在本实用新型的一较佳实施方式中，所述处理装置及各个系统之间的连接管道均采用316L不锈钢材料。由上所述，本实用新型污水臭氧催化氧化处理装置，将臭氧氧化、催化氧化有机结合，在高压条件下进行污水中有机污染物的氧化降解；提高了臭氧的溶解度，增强了臭氧的传质，加强了臭氧分解生成.0H自由基的效率，从而高效地降解污水中结构稳定、难生物降解的有机污染物；该污水臭氧催化氧化处理装置非常适用于(超)稠油炼制污水的预处理，为污水的最终生化处理达标提供水质保障。
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中:图1:为本实用新型污水臭氧催化氧化处理装置的结构示意图。图2:为图1的俯视结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
。如图1、图2所示，本实用新型提出一种污水臭氧催化氧化处理装置100，所述处理装置100包括由管道顺序连接的臭氧发生系统1、臭氧溶气水产生系统2、臭氧催化氧化系统3和氧化反应分离系统4 ;臭氧发生系统I与臭氧溶气水产生系统2入口连接，氧化反应分离系统4的回流口 413也与臭氧溶气水产生系统2连接，臭氧溶气水产生系统2出口连接于臭氧催化氧化系统3入口，臭氧催化氧化系统3出口连接于氧化反应分离系统4 ；由臭氧发生系统I产生的臭氧与氧化反应分离系统4的部分回流污水进入臭氧溶气水产生系统2形成臭氧溶气水，臭氧溶气水进入臭氧催化氧化系统3进行有机污染物的降解，臭氧催化氧化系统3出水(含臭氧的溶气水)与待处理的污水混合进入氧化反应分离系统4，进行污水中非溶解态污染物的分离与溶解态有机污染物的继续降解，并完成剩余臭氧与水体的分离；所述臭氧催化氧化系统3的压力高于常压。在本实施方式中，所述臭氧催化氧化系统3的压力范围为0.4MPa-0.6MPa，臭氧催化氧化的温度范围为60°C _80°C。由上所述，本实用新型的污水臭氧催化氧化处理装置，通过采用臭氧与污水混输溶气、高压催化氧化方式，提高了臭氧在污水中的溶解度、传质效率以及产生羟基自由基的效率，从而高效降解污水中大分子有机污染物，提高污水的生物降解性能。进一步，如图1、图2所示，在本实施方式中，所述臭氧发生系统I顺序由空压机
11、储气罐12、冷冻干燥机13、制氧机14、臭氧发生器15构成。首先，空气经空压机11压缩后进入储气罐12，储气罐12出来的压缩空气经冷冻干燥机13干燥后进入制氧机14，制氧机14产生纯氧进入臭氧发生器15，经臭氧发生器15反应后产生臭氧。所述氧化反应分离系统4由氧化反应分离池41、臭氧溶气水释放器42和刮渣机43构成；氧化反应分离池41设有废水进口 411、废水出口 412、回流口 413、废渣排放口 414和排污口 415 ；如图1、图2所示，在本实施方式中，所述臭氧溶气水产生系统2由气液混输泵21及其相应阀门(图中未示出)组成；所述臭氧催化氧化系统3由高压接触反应塔31和稳压阀(图中未示出)构成。臭氧发生系统I产生的臭氧进入气液混输泵21中，氧化反应分离系统4的部分回流污水从回流口 413流出，再进入气液混输泵21中，臭氧与部分回流污水通过气液混输泵21形成臭氧溶气水，并进入臭氧催化氧化系统3的高压接触反应塔31中进行有机污染物的降解；在本实施方式中，所述臭氧高压催化氧化系统3的催化剂以过渡金属氧化物为活性组分，以煤基活性炭、沸石分子筛或粗孔硅胶为载体；臭氧催化氧化系统3出水再由相应管道进入氧化反应分离系统4，经过臭氧溶气水释放器42释放后与待处理的污水混合，进行污水中非溶解态污染物的分离与溶解态有机污染物的继续降解，并完成剩余臭氧与水体的分离，分离后的浮渣由安装在氧化反应分离系统4上沿的刮渣机43刮除。在本实施方式中，所述处理装置100及各个系统之间的连接管道均采用316L不锈钢材料。由上所述，本实用新型污水臭氧催化氧化处理装置，将臭氧氧化、催化氧化有机结合，在高压条件下进行污水中有机污染物的氧化降解；提高了臭氧的溶解度，增强了臭氧的传质，加强了臭氧分解生成.0H自由基的效率，从而高效地降解污水中结构稳定、难生物降解的有机污染物；该污水臭氧催化氧化处理装置非常适用于(超)稠油炼制污水的预处理，为污水的最终生化处理达标提供水质保障。以下为利用本实用新型污水臭氧催化氧化处理装置进行(超)稠油炼制污水处理的实例。以辽河石化公司(超)稠油污水预处理装置(ZL200610113947.9)的出水为处理对象。臭氧发生系统启动，产生满足所需数量的高浓度臭氧，气液混输泵开始工作，将装置回流污水与合适比例的臭氧同时吸入气液混输泵中，形成臭氧溶气水进入臭氧高压催化氧化系统，臭氧在高压下溶解进污水并加速传质，在催化剂作用下快速产生.0H自由基，攻击污水中的多环与杂环极性污染物，达到处理效果后，臭氧溶气水与待处理的污水排入氧化反应分离池，在常压条件下，污水中的剩余臭氧继续与污水中的剩余有机污染物进行氧化反应，达到生物降解性能要求后，排往综合污水处理场进行达标处理，氧化反应分离池逸出臭氧与恶臭气体通过密闭收集系统排往综合污水场内的生物除臭处理系统。本实用新型污水臭氧催化氧化处理装置适用于生物难降解有机废水的预处理，为污水的最终生化处理达标提供水质保障。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种污水臭氧催化氧化处理装置，其特征在于:所述处理装置包括有顺序连接的臭氧发生系统、臭氧溶气水产生系统、臭氧催化氧化系统和氧化反应分离系统；臭氧发生系统与臭氧溶气水产生系统入口连接，氧化反应分离系统的同流口也与臭氧溶气水产生系统连接，臭氧溶气水产生系统出口连接于臭氧催化氧化系统入口，臭氧催化氧化系统出口连接于氧化反应分离系统；由臭氧发生系统产生的臭氧与氧化反应分离系统的部分同流污水进入臭氧溶气水产生系统形成臭氧溶气水，臭氧溶气水进入臭氧催化氧化系统进行有机污染物的降解，臭氧催化氧化系统出水与待处理的污水混合进入氧化反应分离系统，进行污水中非溶解态污染物的分离与溶解态有机污染物的继续降解，并完成剩余臭氧与水体的分离；所述臭氧催化氧化系统的压力高于常压。
2.如权利要求1所述的污水臭氧催化氧化处理装置，其特征在于:所述臭氧催化氧化系统的压力范围为0.4MPa-0.6MPa，臭氧催化氧化的温度范围为60°C _80°C。
3.如权利要求1所述的污水臭氧催化氧化处理装置，其特征在于:所述臭氧溶气水产生系统由气液混输泵及其相应阀门组成。
4.如权利要求1所述的污水臭氧催化氧化处理装置，其特征在于:所述臭氧发生系统顺序由空压机、储气罐、冷冻干燥机、制氧机、臭氧发生器构成。
5.如权利要求1所述的污水臭氧催化氧化处理装置，其特征在于:所述臭氧催化氧化系统由高压接触反应塔和稳压阀构成。
6.如权利要求1所述的污水臭氧催化氧化处理装置，其特征在于:所述臭氧高压催化氧化系统的催化剂以过渡金属氧化物为活性组分，以煤基活性炭、沸石分子筛或粗孔硅胶为载体。
7.如权利要求1所述的污水臭氧催化氧化处理装置，其特征在于:所述氧化反应分离系统由臭氧溶气水释放器、氧化反应分离池、刮渣机构成。
8.如权利要求1所述的污水臭氧催化氧化处理装置，其特征在于:所述处理装置及各个系统之间的连接管道均采用316L不锈钢材料。
专利摘要本实用新型为一种污水臭氧催化氧化处理装置，该处理装置包括有顺序连接的臭氧发生系统、臭氧溶气水产生系统、臭氧高压催化氧化系统和氧化反应分离系统；由臭氧发生系统产生的臭氧与氧化反应分离系统的部分回流污水进入臭氧溶气水产生系统形成臭氧溶气水，臭氧溶气水进入臭氧催化氧化系统进行有机污染物的降解，臭氧催化氧化系统出水与待处理的污水混合进入氧化反应分离系统，进行污水中非溶解态污染物的分离与溶解态有机污染物的继续降解，并完成剩余臭氧与水体的分离。通过采用臭氧与污水混输溶气、高压催化氧化方式，提高臭氧在污水中的溶解度、传质效率以及产生羟基自由基的效率，能高效降解污水中大分子有机污染物，提高污水的生物降解性能。
文档编号C02F9/04GK203007071SQ201320005058
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者陈春茂, 阎光绪, 王庆宏, 陈红硕, 郝海飞, 郭绍辉 申请人:中国石油大学(北京)