專利名稱：污水臭氧催化氧化處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種污水臭氧催化氧化處理裝置，尤其涉及一種生物難降解煉化污水的臭氧高壓催化氧化裝置。
背景技術(shù)：
(超)稠油在煉制過程中產(chǎn)生高濃度難降解有機(jī)污水，該污水經(jīng)過破乳除油、絮凝沉降處理后，仍然含有大量的單環(huán)、多環(huán)和雜環(huán)極性污染物，因此，生物急性毒性強(qiáng)，生物降解性能差，無(wú)法進(jìn)行生物處理達(dá)標(biāo)。臭氧具有強(qiáng)氧化作用，在水中產(chǎn)生的自由基與活性氧物種能與許多有機(jī)污染物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，斷裂污染物中的C-C鍵及不飽和鍵，使大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物，從而提高污水的生物降解性能。但對(duì)于高濃度的(超)稠油煉化廢水，單獨(dú)采用臭氧處理存在費(fèi)用高、利用率低等問題。將臭氧氧化與催化劑體系結(jié)合，可以促進(jìn)臭氧分解生成.0Η，從而提高臭氧對(duì)有機(jī)污染物的降解效率。以過渡金屬氧化物活性炭作為催化劑，結(jié)合臭氧氧化降解制藥污水、垃圾滲濾液、精細(xì)化工污水，均取得了較好的水質(zhì)生物降解性能調(diào)控效果。但是，在常壓條件下，臭氧在水中的溶解度較小，當(dāng)水體溫度超過60°C后，臭氧的溶解度接近為零，嚴(yán)重影響臭氧在水體中的傳質(zhì)，從而導(dǎo)致臭氧對(duì)有機(jī)污染物降解效率的降低。對(duì)于(超)稠油煉制污水，其初始水溫約為70°C，采用常壓臭氧催化氧化方法處理時(shí)，由于臭氧分壓的不足以及在水中的溶解度，導(dǎo)致大量臭氧尚未有效分解就逸出水體，造成臭氧的大量浪費(fèi)與能耗增加，同時(shí)也降低了催化氧化效果，對(duì)水質(zhì)生物降解性能的改善也不明顯。而在高壓條件下，臭氧的溶解度大大增加，催化劑的吸附性能也有助于臭氧的溶解，因此，可以解決高溫條件下污水處理的臭氧傳質(zhì)問題。由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種污水臭氧催化氧化處理裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種污水臭氧催化氧化處理裝置，用于(超)稠油煉制污水的預(yù)處理，以提高污水生物降解性能。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種污水臭氧催化氧化處理裝置，所述處理裝置包括有順序連接的臭氧發(fā)生系統(tǒng)、臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)、臭氧催化氧化系統(tǒng)和氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)；臭氧發(fā)生系統(tǒng)與臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)入口連接，氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)的回流口也與臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)連接，臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)出口連接于臭氧催化氧化系統(tǒng)入口，臭氧催化氧化系統(tǒng)出口連接于氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)；由臭氧發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生的臭氧與氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)的部分回流污水進(jìn)入臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)形成臭氧溶氣水，臭氧溶氣水進(jìn)入臭氧催化氧化系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)污染物的降解，臭氧催化氧化系統(tǒng)出水與待處理的污水混合進(jìn)入氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)，進(jìn)行污水中非溶解態(tài)污染物的分離與溶解態(tài)有機(jī)污染物的繼續(xù)降解，并完成剩余臭氧與水體的分離；所述臭氧催化氧化系統(tǒng)的壓力高于常壓。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述臭氧催化氧化系統(tǒng)的壓力范圍為
0.4MPa-0.6MPa，臭氧催化氧化的溫度范圍為60°C _80°C。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)由氣液混輸泵及其相應(yīng)閥門組成。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述臭氧發(fā)生系統(tǒng)順序由空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、冷凍干燥機(jī)、制氧機(jī)、臭氧發(fā)生器構(gòu)成。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述臭氧催化氧化系統(tǒng)由高壓接觸反應(yīng)塔和穩(wěn)壓閥構(gòu)成。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述臭氧高壓催化氧化系統(tǒng)的催化劑以過渡金屬氧化物為活性組分，以煤基活性炭、沸石分子篩或粗孔硅膠為載體。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)由臭氧溶氣水釋放器、氧化反應(yīng)分離池、刮渣機(jī)構(gòu)成。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述處理裝置及各個(gè)系統(tǒng)之間的連接管道均采用316L不銹鋼材料。由上所述，本實(shí)用新型污水臭氧催化氧化處理裝置，將臭氧氧化、催化氧化有機(jī)結(jié)合，在高壓條件下進(jìn)行污水中有機(jī)污染物的氧化降解；提高了臭氧的溶解度，增強(qiáng)了臭氧的傳質(zhì)，加強(qiáng)了臭氧分解生成.0H自由基的效率，從而高效地降解污水中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、難生物降解的有機(jī)污染物；該污水臭氧催化氧化處理裝置非常適用于(超)稠油煉制污水的預(yù)處理，為污水的最終生化處理達(dá)標(biāo)提供水質(zhì)保障。

以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中:圖1:為本實(shí)用新型污水臭氧催化氧化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2:為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型提出一種污水臭氧催化氧化處理裝置100，所述處理裝置100包括由管道順序連接的臭氧發(fā)生系統(tǒng)1、臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)2、臭氧催化氧化系統(tǒng)3和氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)4 ;臭氧發(fā)生系統(tǒng)I與臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)2入口連接，氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)4的回流口 413也與臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)2連接，臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)2出口連接于臭氧催化氧化系統(tǒng)3入口，臭氧催化氧化系統(tǒng)3出口連接于氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)4 ；由臭氧發(fā)生系統(tǒng)I產(chǎn)生的臭氧與氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)4的部分回流污水進(jìn)入臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)2形成臭氧溶氣水，臭氧溶氣水進(jìn)入臭氧催化氧化系統(tǒng)3進(jìn)行有機(jī)污染物的降解，臭氧催化氧化系統(tǒng)3出水(含臭氧的溶氣水)與待處理的污水混合進(jìn)入氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)4，進(jìn)行污水中非溶解態(tài)污染物的分離與溶解態(tài)有機(jī)污染物的繼續(xù)降解，并完成剩余臭氧與水體的分離；所述臭氧催化氧化系統(tǒng)3的壓力高于常壓。在本實(shí)施方式中，所述臭氧催化氧化系統(tǒng)3的壓力范圍為0.4MPa-0.6MPa，臭氧催化氧化的溫度范圍為60°C _80°C。由上所述，本實(shí)用新型的污水臭氧催化氧化處理裝置，通過采用臭氧與污水混輸溶氣、高壓催化氧化方式，提高了臭氧在污水中的溶解度、傳質(zhì)效率以及產(chǎn)生羥基自由基的效率，從而高效降解污水中大分子有機(jī)污染物，提高污水的生物降解性能。進(jìn)一步，如圖1、圖2所示，在本實(shí)施方式中，所述臭氧發(fā)生系統(tǒng)I順序由空壓機(jī)
11、儲(chǔ)氣罐12、冷凍干燥機(jī)13、制氧機(jī)14、臭氧發(fā)生器15構(gòu)成。首先，空氣經(jīng)空壓機(jī)11壓縮后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐12，儲(chǔ)氣罐12出來(lái)的壓縮空氣經(jīng)冷凍干燥機(jī)13干燥后進(jìn)入制氧機(jī)14，制氧機(jī)14產(chǎn)生純氧進(jìn)入臭氧發(fā)生器15，經(jīng)臭氧發(fā)生器15反應(yīng)后產(chǎn)生臭氧。所述氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)4由氧化反應(yīng)分離池41、臭氧溶氣水釋放器42和刮渣機(jī)43構(gòu)成；氧化反應(yīng)分離池41設(shè)有廢水進(jìn)口 411、廢水出口 412、回流口 413、廢渣排放口 414和排污口 415 ；如圖1、圖2所示，在本實(shí)施方式中，所述臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)2由氣液混輸泵21及其相應(yīng)閥門(圖中未示出)組成；所述臭氧催化氧化系統(tǒng)3由高壓接觸反應(yīng)塔31和穩(wěn)壓閥(圖中未示出)構(gòu)成。臭氧發(fā)生系統(tǒng)I產(chǎn)生的臭氧進(jìn)入氣液混輸泵21中，氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)4的部分回流污水從回流口 413流出，再進(jìn)入氣液混輸泵21中，臭氧與部分回流污水通過氣液混輸泵21形成臭氧溶氣水，并進(jìn)入臭氧催化氧化系統(tǒng)3的高壓接觸反應(yīng)塔31中進(jìn)行有機(jī)污染物的降解；在本實(shí)施方式中，所述臭氧高壓催化氧化系統(tǒng)3的催化劑以過渡金屬氧化物為活性組分，以煤基活性炭、沸石分子篩或粗孔硅膠為載體；臭氧催化氧化系統(tǒng)3出水再由相應(yīng)管道進(jìn)入氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)4，經(jīng)過臭氧溶氣水釋放器42釋放后與待處理的污水混合，進(jìn)行污水中非溶解態(tài)污染物的分離與溶解態(tài)有機(jī)污染物的繼續(xù)降解，并完成剩余臭氧與水體的分離，分離后的浮渣由安裝在氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)4上沿的刮渣機(jī)43刮除。在本實(shí)施方式中，所述處理裝置100及各個(gè)系統(tǒng)之間的連接管道均采用316L不銹鋼材料。由上所述，本實(shí)用新型污水臭氧催化氧化處理裝置，將臭氧氧化、催化氧化有機(jī)結(jié)合，在高壓條件下進(jìn)行污水中有機(jī)污染物的氧化降解；提高了臭氧的溶解度，增強(qiáng)了臭氧的傳質(zhì)，加強(qiáng)了臭氧分解生成.0H自由基的效率，從而高效地降解污水中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、難生物降解的有機(jī)污染物；該污水臭氧催化氧化處理裝置非常適用于(超)稠油煉制污水的預(yù)處理，為污水的最終生化處理達(dá)標(biāo)提供水質(zhì)保障。以下為利用本實(shí)用新型污水臭氧催化氧化處理裝置進(jìn)行(超)稠油煉制污水處理的實(shí)例。以遼河石化公司(超)稠油污水預(yù)處理裝置(ZL200610113947.9)的出水為處理對(duì)象。臭氧發(fā)生系統(tǒng)啟動(dòng)，產(chǎn)生滿足所需數(shù)量的高濃度臭氧，氣液混輸泵開始工作，將裝置回流污水與合適比例的臭氧同時(shí)吸入氣液混輸泵中，形成臭氧溶氣水進(jìn)入臭氧高壓催化氧化系統(tǒng)，臭氧在高壓下溶解進(jìn)污水并加速傳質(zhì)，在催化劑作用下快速產(chǎn)生.0H自由基，攻擊污水中的多環(huán)與雜環(huán)極性污染物，達(dá)到處理效果后，臭氧溶氣水與待處理的污水排入氧化反應(yīng)分離池，在常壓條件下，污水中的剩余臭氧繼續(xù)與污水中的剩余有機(jī)污染物進(jìn)行氧化反應(yīng)，達(dá)到生物降解性能要求后，排往綜合污水處理場(chǎng)進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理，氧化反應(yīng)分離池逸出臭氧與惡臭氣體通過密閉收集系統(tǒng)排往綜合污水場(chǎng)內(nèi)的生物除臭處理系統(tǒng)。本實(shí)用新型污水臭氧催化氧化處理裝置適用于生物難降解有機(jī)廢水的預(yù)處理，為污水的最終生化處理達(dá)標(biāo)提供水質(zhì)保障。以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種污水臭氧催化氧化處理裝置，其特征在于:所述處理裝置包括有順序連接的臭氧發(fā)生系統(tǒng)、臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)、臭氧催化氧化系統(tǒng)和氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)；臭氧發(fā)生系統(tǒng)與臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)入口連接，氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)的同流口也與臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)連接，臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)出口連接于臭氧催化氧化系統(tǒng)入口，臭氧催化氧化系統(tǒng)出口連接于氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)；由臭氧發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生的臭氧與氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)的部分同流污水進(jìn)入臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)形成臭氧溶氣水，臭氧溶氣水進(jìn)入臭氧催化氧化系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)污染物的降解，臭氧催化氧化系統(tǒng)出水與待處理的污水混合進(jìn)入氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)，進(jìn)行污水中非溶解態(tài)污染物的分離與溶解態(tài)有機(jī)污染物的繼續(xù)降解，并完成剩余臭氧與水體的分離；所述臭氧催化氧化系統(tǒng)的壓力高于常壓。
2.如權(quán)利要求1所述的污水臭氧催化氧化處理裝置，其特征在于:所述臭氧催化氧化系統(tǒng)的壓力范圍為0.4MPa-0.6MPa，臭氧催化氧化的溫度范圍為60°C _80°C。
3.如權(quán)利要求1所述的污水臭氧催化氧化處理裝置，其特征在于:所述臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)由氣液混輸泵及其相應(yīng)閥門組成。
4.如權(quán)利要求1所述的污水臭氧催化氧化處理裝置，其特征在于:所述臭氧發(fā)生系統(tǒng)順序由空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、冷凍干燥機(jī)、制氧機(jī)、臭氧發(fā)生器構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的污水臭氧催化氧化處理裝置，其特征在于:所述臭氧催化氧化系統(tǒng)由高壓接觸反應(yīng)塔和穩(wěn)壓閥構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的污水臭氧催化氧化處理裝置，其特征在于:所述臭氧高壓催化氧化系統(tǒng)的催化劑以過渡金屬氧化物為活性組分，以煤基活性炭、沸石分子篩或粗孔硅膠為載體。
7.如權(quán)利要求1所述的污水臭氧催化氧化處理裝置，其特征在于:所述氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)由臭氧溶氣水釋放器、氧化反應(yīng)分離池、刮渣機(jī)構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的污水臭氧催化氧化處理裝置，其特征在于:所述處理裝置及各個(gè)系統(tǒng)之間的連接管道均采用316L不銹鋼材料。
專利摘要本實(shí)用新型為一種污水臭氧催化氧化處理裝置，該處理裝置包括有順序連接的臭氧發(fā)生系統(tǒng)、臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)、臭氧高壓催化氧化系統(tǒng)和氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)；由臭氧發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生的臭氧與氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)的部分回流污水進(jìn)入臭氧溶氣水產(chǎn)生系統(tǒng)形成臭氧溶氣水，臭氧溶氣水進(jìn)入臭氧催化氧化系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)污染物的降解，臭氧催化氧化系統(tǒng)出水與待處理的污水混合進(jìn)入氧化反應(yīng)分離系統(tǒng)，進(jìn)行污水中非溶解態(tài)污染物的分離與溶解態(tài)有機(jī)污染物的繼續(xù)降解，并完成剩余臭氧與水體的分離。通過采用臭氧與污水混輸溶氣、高壓催化氧化方式，提高臭氧在污水中的溶解度、傳質(zhì)效率以及產(chǎn)生羥基自由基的效率，能高效降解污水中大分子有機(jī)污染物，提高污水的生物降解性能。
文檔編號(hào)C02F9/04GK203007071SQ201320005058
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者陳春茂, 閻光緒, 王慶宏, 陳紅碩, 郝海飛, 郭紹輝 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)