[发明专利]使炼油污水中低浓度难降解有机污染物矿化的方法及装置

权利要求书

1.一种使炼油污水中低浓度难降解有机污染物矿化的方法，该方法包括：

提供臭氧催化氧化反应器，反应器内装填天然矿石催化剂；所述天然矿石催化剂是由含有Mn、Fe、Al和/或Si的氧化物的天然矿石制备而成，以氧化物计，天然矿石中Mn的氧化物、Fe的氧化物、Al的氧化物、Si的氧化物总的质量含量≥60％；

将待处理的炼油污水输送入催化氧化反应器，在天然矿石催化剂及臭氧作用条件下，进行臭氧催化氧化处理，将炼油污水中的低浓度难降解有机污染物矿化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待处理的炼油污水为经过“隔油+气浮+生化+过滤”工艺处理后的炼油污水，其CODcr值为80～120mg/L，TOC值为30～50mg/L，极性有机污染物数量700～2000。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，天然矿石催化剂是由锰砂矿和/或铝矾土矿制备而成。

4.根据权利要求1或3所述的方法，所述的天然矿石催化剂是按照以下方法制备得到的：

将天然矿石进行粉碎，筛选粒径范围在1.5～2.0mm的矿石颗粒，水洗至没有粉末、杂质产生后，再将矿石颗粒干燥，于750～800℃有氧条件下焙烧1～1.5小时，制得天然矿石催化剂。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述天然矿石催化剂选自天然锰砂矿催化剂、天然铝矾土矿催化剂中的一种或二者组合，其中：

所述的天然锰砂矿催化剂中，MnO₂的相对质量含量为15m％～45m％，Fe₂O₃的相对质量含量为5m％～20m％，Al₂O₃的相对质量含量为3m％～5m％，SiO₂的相对质量含量为40m％～75m％；天然锰砂矿催化剂颗粒的平均孔径为6.0～10.0nm，比表面积为25～35m²/g，孔容积为0.04～0.1cm³/g；

所述的天然铝钒土矿催化剂中，Al₂O₃的相对质量含量为50m％～60m％，Fe₂O₃的相对质量含量为5m％～10m％，TiO₂的相对质量含量为3m％～5m％，SiO₂的相对质量含量为25m％～35m％；天然铝矾土矿催化剂颗粒的平均孔径为10.0～15.0nm，比表面积为1～2m²/g，孔容积为0.002～0.005cm³/g。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，控制催化氧化反应器内的臭氧投加比例为1.3～1.5mgO₃/mg需要去除的COD，水力停留时间为30～45min，回流比为100％～300％，天然矿石催化剂在反应器内的装填体积比为10v％～25v％。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，经矿化处理后的出水CODcr值≤60mg/L，TOC值≤25mg/L，极性有机污染物数量减少至原数量的50％以下。

8.一种用于实现权利要求1～7任一项所述使炼油污水中低浓度难降解有机污染物矿化的方法的装置，该装置包括催化氧化反应器和臭氧发生器；其中，催化氧化反应器内设置催化剂装填空间，并设置出水回流通路，使回流水与来自臭氧发生器的臭氧气体在气液混输泵的作用下充分混合形成溶臭氧水，再重新泵入催化氧化反应器，与反应器内催化剂接触，对反应器内的炼油污水有机污染物进行降解矿化。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述催化氧化反应器包括反应器罐体，反应器罐体上设计有污水进口、污水排水口、污水回流口、溶臭氧水进口、排空口、臭氧尾气放空口；反应器罐体内部设有布水器、溶臭氧水释放器、出水围堰、催化剂承载单元及固定卡件；污水进口与布水器相连；溶臭氧水进口与溶臭氧水释放器相连；出水围堰与污水排水口相连；催化剂承载单元通过固定卡件固定在反应器内部，固定卡件与反应器罐体连接；出水围堰与反应器罐体连接；溶臭氧水释放器位于布水器下部，布水方向朝下，溶臭氧水释放方向朝上，以形成两相逆流接触。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，催化剂承担单元承载天然矿石催化剂，固定化在反应器内并呈同心排列分布；单组催化剂承载单元由2～4段不锈钢承载筛管通过螺纹连接构成；承载筛管为全焊式绕丝筛管，由梯形丝持续在呈圆周式排列的支撑丝上缠绕形成均匀缝隙，筛管缝隙间形成梯形开口，开口面积比在50％以上。