[发明专利]一种固体废弃物与镀镍废水的综合处理方法

说明书

本发明涉及一种固体废弃物与镀镍废水的综合处理方法，其包括如下步骤：S1.固体废弃物经热解过程转变为焦炭和热解气体，焦炭经表面改性处理得炭基吸附材料；S2.将镀镍废水预处理至合适浓度，投入适量炭基吸附材料，调节pH至碱性，充分吸附后，固液分离，得到的固体物质经煅烧和还原处理得镍基催化剂；S3.取镍基催化剂适量置于反应器中，通入水蒸汽和S1得到的热解气体，一定温度下发生水蒸汽重整反应及水气转换反应得富氢气体。有益效果为，将固体废弃物热处理制氢和镀镍废水吸附处理两者耦合起来综合处理，降低了镍基催化剂和吸附材料两种原料的成本，具有以废制废的特点，实现了固体废弃物和镀镍废水的高效资源化利用。

技术领域

本发明属于固体废弃物和镀镍废水处理及资源化利用领域，具体涉及一种固体废弃物与镀镍废水的综合处理方法。

背景技术

氢气具有燃烧热值高、无污染和来源广泛等优点，被认为是未来能源发展的重要方向。目前，大规模制氢一般通过天然气重整和煤气化得到，但是天然气等化石燃料的大量消耗会带来严重的环境问题和能源短缺问题。利用固体废弃物(生物质、污泥和塑料等)作为原料，通过热解和气化的方法制备富氢气体，一方面提升制氢原料的可再生性；另一方面有助于解决固体废弃物处理的问题。固体废弃物经过热解和气化的过程转化成气体产物和焦炭，焦炭作为一种多孔的含碳材料，可以被用作吸附剂和催化剂载体等。生成的气体产物中不仅包括H₂、CO、CO₂等小分子合成气，同时会有醇类、酮醛类、羧酸类和芳香烃类有机物。为了提高氢气的产量，一般通过添加催化剂催化有机物和CO等发生水蒸气重整反应和水气变换反应。镍基催化剂是一种高效的重整反应催化剂，但是由于镍金属价格高和催化剂制备成本的问题，限制了其大规模的使用。

镀镍技术在工业生产中广泛应用，但镀镍行业会产生大量的镀镍废水，废水流入到环境中会对土壤、植被和人体健康造成严重危害。电镀污染物排放标准中对排放废水中含量有严格的要求，自2010年7月1日起，要求所有现有与新建企业的水污染物排放浓度中总镍排放限值为0.5mg/L，对于一些特殊地区，其限值甚至低至0.1mg/L，而一般镀镍废水中镍的浓度达到了500mg/L以上。常见镀镍废水处理方法包括化学沉淀法、物理吸附法和膜分离法等，但这些方法存在处理后废料容易造成二次污染和处理成本高等问题。因此高效处理镀镍废水并能够实现处理后废料的资源化利用成为急需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种固体废弃物与镀镍废水的综合处理方法，旨在一定程度上解决单独处理固体废弃物及单独处理镀镍废水时遇到的问题。二者综合处理，使得废物和废水得到有效处理的同时获得价值较高的富氢气体和镍基催化剂。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种固体废弃物与镀镍废水的综合处理方法，其包括如下步骤：

S1.固体废弃物经热解过程转变为焦炭和热解气体，焦炭经表面改性处理得炭基吸附材料；

S2.将镀镍废水预处理至其镍离子含量为300-1000mg/L，按照5-20g:1L的投料比向预处理后的镀镍废水中投入炭基吸附材料，调节溶液的pH至碱性,充分吸附后，固液分离，分离得到的固体物质依次经煅烧和还原处理，得镍基催化剂(其镍的负载量在1wt％以上)；固液分离后的液体产物经过进一步处理如膜分离等得到中水，即再生水，可用于厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等。

S3.取S2得到的镍基催化剂适量置于反应器的催化剂床层上，通入水蒸汽和S1得到的热解气体，在一定温度下发生水蒸汽重整反应及水气转换反应得到富氢气体。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下进一步的具体选择。

具体的，S1的热解的温度为500～900℃。可以理解的是，本领域的技术人员可根据具体热解的固体废弃物的种类，对热解温度做出更具体选择。