一种利用垃圾渗滤液制氢的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用垃圾渗滤液制氢的方法及系统，属于制氢的技术领域，该方法包括：将反渗透工序产生的浓缩液流入至臭氧催化氧化工序中；通过臭氧催化氧化工序产生的清盐水送入至电吸附工序，且电吸附工序产生的浓盐水送入至电解工序，电吸附工序产生的淡盐水返回至反渗透工序；通过电解工序的阳极流出淡盐水和氯气，且电解工序的阴极流出成品碱和氢气；其中，氯气和氢气分别送入至氯处理工序和氢处理工序中，以分别产生达标的成品氯气和成品氢气，以达到利用垃圾渗滤液膜浓缩液制备燃料电池用氢气，同时联产消毒剂的目的，并解决传统电解盐水技术产生的氢气浪费的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种利用垃圾渗滤液制氢的方法及系统
本专利技术属于制氢的
，具体而言，涉及一种利用垃圾渗滤液制氢的方法及系统。
技术介绍
高盐水是指以NaCl含量计算的总盐质量分数大于等于1％的废水，这类废水除了含有一定有机污染物外，还含有钙、镁、钠、氯和硫酸根等大量可溶性无机盐离子。这类废水主要来源广泛，如：海水淡化、电厂脱硫废水、化工生产、垃圾渗滤液膜浓缩液等。在现有方案中，高盐水是指达标排放水通过采用反渗透技术回收大部分“淡水”之后，产生的总溶解固体(TDS)的质量分数大于8％的难于生化处理的浓盐水液。以垃圾渗滤液为例，以膜处理工艺为核心的垃圾渗滤液深度处理技术，尤其是反渗透膜技术在垃圾渗滤液处理方面的应用越来越广泛。膜法处理工艺的出水水质能达到排放标准，但无可避免的会产生高TDS(溶解性总固体)的膜浓缩液。膜浓缩液是垃圾渗滤液生物降解之后被纳滤(或反渗透)截留的残余液，一般不具有可生化性，含有大量的有机污染物和盐份，处理难度大。要保证反渗透出水的各项指标达标，浓缩液的产量非常大，一般会占到进水量的25％-45％，垃圾渗滤液膜浓缩液能否合理处置是膜法工艺运营项目好坏的决定因素。根据反渗透截流性的特点，100％的二价以上的无机盐离子、85％～90％的一价盐离子、30％左右的硝态氮、亚硝态氮都会存在于反渗透膜浓缩液中。通过数倍浓缩后，浓缩液中的氯离子浓度约为10000mg/L-50000mg/L之间，TDS为20000～60000mg/L，电导率为40000～500000μs/cm，这些含盐度极高的浓缩液成为了所有渗滤液浓缩液处理过程中的一道难题。目前，对膜缩液(包括反渗透膜浓缩液)的处理以回喷、高级氧化和蒸发-结晶为主。但是浓缩液长期回灌势必会造成渗滤液中盐分累积，从而会影响垃圾渗滤液处理系统的稳定运行，甚至造成系统瘫痪，使得膜系统回收率严重下降。而高级氧化，虽然能够降解浓缩液中的部分难降解有机污染物，但无法去除氨氮和盐分，因此高级氧化工艺的应用有局限性。鉴于此，在专利CN209307171U中提出利用将膜浓缩液回喷到填埋场的办法来解决膜浓缩液的处理，但这些工艺受到场地条件的制约，且容易导致原有生化系统处理效率下降，影响整套系统处理能力和处理量。目前，蒸发技术是各种高盐废水零排放的关键工艺。国内外的常用蒸发技术有多级闪蒸、多效蒸发和机械式蒸发再压缩技术(MVR)。多效蒸发在长期使用中，废水中的盐及其他杂质容易使蒸发器表面结垢，造成换热管腐蚀。MVR虽然较多效蒸发技术能耗低，但在实际运行中，设备也容易出现腐蚀以及结垢的现象，反渗透膜的浓缩液也可进入MVR蒸发系统做蒸发结晶零排放处理。在专利CN109896686A中公开了一种垃圾渗滤液达标排放高效处理系统，该专利利用MVR蒸发结晶装置在高温条件下对渗滤液进行蒸发。为了防止结晶盐对设备的腐蚀，设备会使用到钛材，因此设备制造成本高，且高温蒸发结晶工艺容易发生堵塞现象。因此，此类蒸发结晶工艺处理膜浓缩液的投资和运营成本均很高。由于垃圾渗滤液的膜浓缩液中有各种各样的杂质，一方面分盐的成本很高，难以实现；另外一方面，通过蒸发结晶产生的盐是混盐，是没有利用价值的“废盐”。基于上述，亟待解决垃圾渗滤液反渗透膜浓缩液之类的高盐废水在常规蒸发结晶工艺中出现的易堵塞以及投资、运营成本高的问题。
技术实现思路
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种利用垃圾渗滤液制氢的方法及系统以达到利用垃圾渗滤液膜浓缩液制备燃料电池用氢气，同时联产消毒剂的目的，并解决传统电解盐水技术产生的氢气浪费的问题。本专利技术所采用的技术方案为：一种利用垃圾渗滤液制氢的方法，该方法包括：将反渗透工序产生的浓缩液流入至臭氧催化氧化工序中；通过臭氧催化氧化工序产生的清盐水送入至电吸附工序，且电吸附工序产生的浓盐水送入至电解工序，电吸附工序产生的淡盐水返回至反渗透工序；通过电解工序的阳极流出淡盐水和氯气，且电解工序的阴极流出成品碱和氢气；其中，氯气和氢气分别送入至氯处理工序和氢处理工序中，以分别产生达标的成品氯气和成品氢气；其中，电解阳极产物为ClO2、O3、Cl2、H2O2等多种复合消毒剂，再通过水射器将混合消毒气体与待处理水体充分混合，达到消毒处理的目的；由于ClO2和Cl2混合使用可以将氨氮转化，特别对降低渗滤液氨氮含量有很大帮助。进一步地，所述电解工序的阳极流出的淡盐水经真空脱氯处理后返回到电吸附工序，采用电吸附工序对高盐废水预浓缩。进一步地，所述电解工序的阴极流出电解液的一部分泵送至成品贮罐以形成成品碱，另一部分经冷却处理后返回至电解工序以循环使用；成品碱为高浓度氢氧化钠碱液，可排放至渗滤液的预处理单位，作为渗滤液的预处理的药剂。进一步地，所述氯处理工序包括：将氯气送入至热交换工序；经热交换工序处理后的氯气送入至冷却工序；经冷却工序冷却之后的氯气进行除雾工序；经除雾工序后的氯气进行多次干燥处理后产出成品氯气；在制氢的同时联产消毒剂，尤其适用于高盐废水的处理，如火电厂烟气脱硝催化剂的再生过程中产生的废水、垃圾渗滤液的反渗透膜浓缩液。进一步地，所述氢处理工序包括：将氢气送入至冷却工序；经冷却工序进行冷却之后的氢气通过压缩后产出成品氢气；该成品氢气为高纯氢气，可用于PEM燃料电池。在本专利技术中还提供了一种利用垃圾渗滤液制氢的系统，该系统包括：反渗透装置，所述反渗透装置的进口端接入原水；臭氧高级氧化装置，所述臭氧高级氧化装置与反渗透装置的出口端连接并接收浓缩液；电吸附装置，所述电吸附装置与臭氧高级氧化装置的出口端连接，且电吸附装置与反渗透装置连通并返回淡盐水；离子膜电解装置，所述离子膜电解装置与电吸附装置的出口端连接并接收浓盐水，且离子膜电解装置的阳极出口端连接有氢气处理装置，离子膜电解装置的阴极出口端连接有氯气处理装置；其中，离子膜电解装置中的电极板采用钛网(等离子涂覆钌、铱、铂、铑)制造；且离子膜电解装置可采用光伏电力功能进行废水的处理，节省系统能耗。进一步地，所述离子膜电解装置的阳极出口端连接有真空脱氮装置，并通过真空脱氮装置将离子膜电解装置的阳极出口端流出的淡盐水经真空脱氯处理后返回到电吸附装置。进一步地，所述离子膜电解装置的阴极出口端连接有动力泵，动力泵的另一端连接有成品贮罐。进一步地，所述氯处理装置包括：洗涤塔，所述洗涤塔与离子膜电解装置的阳极出口端相连；与洗涤塔相连的氯气冷却器；与氯气冷却器相连的湿氯除雾器；与湿氯除雾器串接连接的多个氯气干燥塔，经各所述氯气干燥塔干燥处理后排出成品氯气。进一步地，所述氢处理装置包括：氢气冷却塔，所述氢气冷却塔通过氢气水封与离子膜电解装置的阴极出口端相连；与氢气冷却塔相连的氢气压缩机，所述氢气压缩机连接有储氢罐。本专利技术的有益效果为：1.采用本专利技术所提供的利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用垃圾渗滤液制氢的方法，其特征在于，该方法包括：/n将反渗透工序产生的浓缩液流入至臭氧催化氧化工序中；/n通过臭氧催化氧化工序产生的清盐水送入至电吸附工序，且电吸附工序产生的浓盐水送入至电解工序，电吸附工序产生的淡盐水返回至反渗透工序；/n通过电解工序的阳极流出淡盐水和氯气，且电解工序的阴极流出成品碱和氢气；/n其中，氯气和氢气分别送入至氯处理工序和氢处理工序中，以分别产生达标的成品氯气和成品氢气。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用垃圾渗滤液制氢的方法，其特征在于，该方法包括：
将反渗透工序产生的浓缩液流入至臭氧催化氧化工序中；
通过臭氧催化氧化工序产生的清盐水送入至电吸附工序，且电吸附工序产生的浓盐水送入至电解工序，电吸附工序产生的淡盐水返回至反渗透工序；
通过电解工序的阳极流出淡盐水和氯气，且电解工序的阴极流出成品碱和氢气；
其中，氯气和氢气分别送入至氯处理工序和氢处理工序中，以分别产生达标的成品氯气和成品氢气。


2.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制氢的方法，其特征在于，所述电解工序的阳极流出的淡盐水经真空脱氯处理后返回到电吸附工序。


3.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制氢的方法，其特征在于，所述电解工序的阴极流出电解液的一部分泵送至成品贮罐以形成成品碱，另一部分经冷却处理后返回至电解工序以循环使用。


4.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制氢的方法，其特征在于，所述氯处理工序包括：
将氯气送入至热交换工序；
经热交换工序处理后的氯气送入至冷却工序；
经冷却工序冷却之后的氯气进行除雾工序；
经除雾工序后的氯气进行多次干燥处理后产出成品氯气。


5.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制氢的方法，其特征在于，所述氢处理工序包括：
将氢气送入至冷却工序；
经冷却工序进行冷却之后的氢气通过压缩后产出成品氢气。


6.一种利用垃圾渗滤液制氢的系统，其特征在于，该系统包括：
反渗透装置，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张搏，张定海，黄颉，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51