利用炼油废催化剂及臭氧处理炼油含盐污水的方法及装置

摘要

本发明提供了一种利用炼油废催化剂及臭氧处理炼油含盐污水的方法及装置。该方法利用含臭氧气体与经活化处理后的炼油废催化剂在流化床反应器内对炼油含盐污水进行内循环的催化氧化处理，然后经竖流式沉淀池后外排，出水CODcr值满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标。本发明提供的装置是用以实现该方法，其至少包括一流化床反应器以及一竖流式沉淀池。本发明将炼油废催化剂用作污水臭氧处理协同催化剂，为炼油厂固体废弃物提供了“以废治废”利用方向，并解决了催化剂成本较高的问题；利用流态化技术加强了臭氧-催化剂-有机污染物之间的传质效应，解决了臭氧利用率较低、催化剂易结垢的问题。

主权项

一种利用炼油废催化剂及臭氧处理炼油含盐污水的方法，其包括以下步骤：使待处理的炼油含盐污水、含臭氧气体均从流化床反应器的内提升筒底部输入，在上向进水以及含臭氧气体的共同携带作用下，在内提升筒内的经过活化处理后的炼油废催化剂颗粒呈流化态，与臭氧、有机污染物之间进行传质与反应；气‑液‑固三相混合物在内提升筒上部导流罩作用下发生相分离与流向改变，含臭氧的尾气从流化床反应器顶部排出，含溶解态臭氧和催化剂的混合液沿着内提升筒与反应器外筒之间的环形区域继续反应并下沉至内提升筒底部，与从内提升筒底部输入的待处理的炼油含盐污水和含臭氧气体混合，进行循环的三相流化态处理，满足要求后从流化床反应器出水；流化床反应器处理后的液体携带少量催化剂自流进入竖流式沉淀池，溶解态的臭氧在竖流式沉淀池中继续发挥催化氧化作用，少量的催化剂在竖流式沉淀池底部回收并重复利用，在竖流式沉淀池中的液体满足要求后成为净化水外排；其中，含臭氧气体中臭氧的投加比例为1.3‑1.6mgO₃/mg污水中的COD，污水在流化床反应器中的反应时间为30‑45min，经过活化处理后的炼油废催化剂在流化床反应器中的填充比为0.5‑3.0v％，流化床反应器处理后的液体在竖流式沉淀池中的停留时间为15‑30min；所述炼油废催化剂的活化处理方法为：将炼油废催化剂放入40℃‑90℃、质量浓度5m％‑10m％的NaOH和/或KOH溶液中清洗1‑2小时；取出后室温干燥24‑48小时，再用烘箱在80℃‑120℃干燥2‑4小时；干燥后的炼油废催化剂在550℃‑650℃下焙烧2‑3小时，得到所述的经过活化处理后的炼油废催化剂；所述经过活化处理后的炼油废催化剂的颗粒密度为0.9‑1.2g/cm³，颗粒粒径为20μm‑110μm，球形度为70％‑90％，平均孔径为4.0‑10.0nm，比表面积为80‑230m²/g，孔容积为0.2‑0.4cm³/g；该方法采用的装置包括一流化床反应器、一竖流式沉淀池以及一空气源臭氧发生器；所述流化床反应器包括反应器外筒，以及位于反应器外筒内的内提升筒；反应器外筒的顶部设有液体出口和臭氧尾气出口，底部设有污水进口、臭氧进口和放空口，反应器外筒的内壁上部设有溢流围堰；内提升筒上部设有导流罩，下部设有臭氧微孔曝气盘，内提升筒内部下端设有环形穿孔布水管；所述污水进口朝向流化床反应器内部的一端与所述环形穿孔布水管相连，所述臭氧进口朝向流化床反应器内部的一端与所述臭氧微孔曝气盘相连，所述液体出口朝向流化床反应器内部的一端与所述溢流围堰相连；所述竖流式沉淀池的顶部设有液体入口和净化水出口，底部设有催化剂出口；所述竖流式沉淀池的液体入口与所述液体出口朝向流化床反应器外部的一端相连；所述空气源臭氧发生器与所述臭氧进口朝向流化床反应器外部的一端相连；所述溢流围堰的下端与所述导流罩的上边缘水平；所述环形穿孔布水管采用大阻力配水方式，其上端设有若干同心均匀排列的出水孔；所述臭氧微孔曝气盘位于所述环形穿孔布水管的下部，所述臭氧微孔曝气盘的外边缘周长等于或略小于所述环形穿孔布水管的内边缘周长；所述反应器外筒、环形穿孔布水管、臭氧微孔曝气盘、内提升筒以及导流罩均为同心布置；所述内提升筒的高径比为10：1‑15：1，所述反应器外筒与所述内提升筒的直径比为3：1‑4：3；所述导流罩为圆锥体形状，圆锥角度为120°‑150°；所述导流罩外边缘与所述内提升筒的外壁、反应器外筒的内壁之间的水平距离一致。