[發(fā)明專利]一種固體廢棄物與鍍鎳廢水的綜合處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710475900.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN107129818B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡松;何立模;陳小芳;廖廣;汪一;蘇勝;向軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/755
• 分類號(hào): B01J23/755;C02F103/16;C02F101/20
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立;陳璐

本發(fā)明涉及一種固體廢棄物與鍍鎳廢水的綜合處理方法，其包括如下步驟：S1.固體廢棄物經(jīng)熱解過程轉(zhuǎn)變?yōu)榻固亢蜔峤鈿怏w，焦炭經(jīng)表面改性處理得炭基吸附材料；S2.將鍍鎳廢水預(yù)處理至合適濃度，投入適量炭基吸附材料，調(diào)節(jié)pH至堿性，充分吸附后，固液分離，得到的固體物質(zhì)經(jīng)煅燒和還原處理得鎳基催化劑；S3.取鎳基催化劑適量置于反應(yīng)器中，通入水蒸汽和S1得到的熱解氣體，一定溫度下發(fā)生水蒸汽重整反應(yīng)及水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)得富氫氣體。有益效果為，將固體廢棄物熱處理制氫和鍍鎳廢水吸附處理兩者耦合起來綜合處理，降低了鎳基催化劑和吸附材料兩種原料的成本，具有以廢制廢的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物和鍍鎳廢水的高效資源化利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體廢棄物和鍍鎳廢水處理及資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種固體廢棄物與鍍鎳廢水的綜合處理方法。

背景技術(shù)

氫氣具有燃燒熱值高、無污染和來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是未來能源發(fā)展的重要方向。目前，大規(guī)模制氫一般通過天然氣重整和煤氣化得到，但是天然氣等化石燃料的大量消耗會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題和能源短缺問題。利用固體廢棄物(生物質(zhì)、污泥和塑料等)作為原料，通過熱解和氣化的方法制備富氫氣體，一方面提升制氫原料的可再生性；另一方面有助于解決固體廢棄物處理的問題。固體廢棄物經(jīng)過熱解和氣化的過程轉(zhuǎn)化成氣體產(chǎn)物和焦炭，焦炭作為一種多孔的含碳材料，可以被用作吸附劑和催化劑載體等。生成的氣體產(chǎn)物中不僅包括H₂、CO、CO₂等小分子合成氣，同時(shí)會(huì)有醇類、酮醛類、羧酸類和芳香烴類有機(jī)物。為了提高氫氣的產(chǎn)量，一般通過添加催化劑催化有機(jī)物和CO等發(fā)生水蒸氣重整反應(yīng)和水氣變換反應(yīng)。鎳基催化劑是一種高效的重整反應(yīng)催化劑，但是由于鎳金屬價(jià)格高和催化劑制備成本的問題，限制了其大規(guī)模的使用。

鍍鎳技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，但鍍鎳行業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量的鍍鎳廢水，廢水流入到環(huán)境中會(huì)對(duì)土壤、植被和人體健康造成嚴(yán)重危害。電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)排放廢水中含量有嚴(yán)格的要求，自2010年7月1日起，要求所有現(xiàn)有與新建企業(yè)的水污染物排放濃度中總鎳排放限值為0.5mg/L，對(duì)于一些特殊地區(qū)，其限值甚至低至0.1mg/L，而一般鍍鎳廢水中鎳的濃度達(dá)到了500mg/L以上。常見鍍鎳廢水處理方法包括化學(xué)沉淀法、物理吸附法和膜分離法等，但這些方法存在處理后廢料容易造成二次污染和處理成本高等問題。因此高效處理鍍鎳廢水并能夠?qū)崿F(xiàn)處理后廢料的資源化利用成為急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種固體廢棄物與鍍鎳廢水的綜合處理方法，旨在一定程度上解決單獨(dú)處理固體廢棄物及單獨(dú)處理鍍鎳廢水時(shí)遇到的問題。二者綜合處理，使得廢物和廢水得到有效處理的同時(shí)獲得價(jià)值較高的富氫氣體和鎳基催化劑。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種固體廢棄物與鍍鎳廢水的綜合處理方法，其包括如下步驟：

S1.固體廢棄物經(jīng)熱解過程轉(zhuǎn)變?yōu)榻固亢蜔峤鈿怏w，焦炭經(jīng)表面改性處理得炭基吸附材料；

S2.將鍍鎳廢水預(yù)處理至其鎳離子含量為300-1000mg/L，按照5-20g:1L的投料比向預(yù)處理后的鍍鎳廢水中投入炭基吸附材料，調(diào)節(jié)溶液的pH至堿性,充分吸附后，固液分離，分離得到的固體物質(zhì)依次經(jīng)煅燒和還原處理，得鎳基催化劑(其鎳的負(fù)載量在1wt％以上)；固液分離后的液體產(chǎn)物經(jīng)過進(jìn)一步處理如膜分離等得到中水，即再生水，可用于廁所沖洗、園林和農(nóng)田灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設(shè)備補(bǔ)充用水等。

S3.取S2得到的鎳基催化劑適量置于反應(yīng)器的催化劑床層上，通入水蒸汽和S1得到的熱解氣體，在一定溫度下發(fā)生水蒸汽重整反應(yīng)及水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)得到富氫氣體。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下進(jìn)一步的具體選擇。

具體的，S1的熱解的溫度為500～900℃。可以理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)具體熱解的固體廢棄物的種類，對(duì)熱解溫度做出更具體選擇。