固體廢物的物化處理

1、第四章固體廢物的物化處理 主要內(nèi)容 4.1 4.1 浮選 掌握浮選的原理，熟悉浮選的藥劑。 4.2 4.2 溶劑浸出 熟悉溶劑浸出過程的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、典型浸出反應(yīng)。 4.3 4.3 固體廢物穩(wěn)定化/ /固化處理 掌握穩(wěn)定化固化處理技術(shù)所涉及的概念和方法及 其評價指標(biāo)。 u定義：浮選是根據(jù)不同物質(zhì)被水潤濕程度的差異而 對其進(jìn)行分離的過程。 u原理：浮選是通過在固體廢物與水調(diào)制成的料漿中 加入浮選劑擴(kuò)大不同組分的可浮性差異，再通入空氣 形成無數(shù)細(xì)小氣泡，使目的顆粒黏附在氣泡上，并隨 氣泡上浮于料漿表面成為泡沫層刮出，成為泡沫產(chǎn)品； 不浮的顆粒則留在料漿內(nèi)，通過適當(dāng)處理后廢棄。 u潤濕性：指物質(zhì)被水

2、潤濕的程度。許多無機(jī)廢物極 易被水潤濕，而有機(jī)廢物則不易被水潤濕（潤濕角）。 u親水性物質(zhì)：易被水潤濕的物質(zhì)； u疏水性物質(zhì)：不易被水潤濕的物質(zhì)。 u根據(jù)在浮選過程中的作用，浮選藥劑分為捕收劑、起 泡劑和調(diào)整劑。 捕收劑 u定義：捕收劑是能夠選擇吸附在預(yù)選顆粒上，使目 的顆粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向氣泡附著 的藥劑。 u分類： u異極性（黃藥、油酸）：由極性基(親固)和非極 性基(疏水)組成。黃藥回收含重金屬和貴金屬的廢 物；油酸回收堿土金屬的碳酸鹽、金屬氧化物、螢 石、重晶石等。 捕收劑 u分類： u非極性油類（脂肪烴(CnH2n+2)、脂環(huán)烴(CnH2n)和 芳香烴）：難溶于水，不

3、能解離成離子而得名。常 用的有煤油、柴油、燃料油、變壓器油、重油等。 目前，主要用于一些天然可浮性很好的非極性廢物 顆?；厥?，例如：粉煤灰中未燃盡碳的回收、廢石 墨的回收等。 起泡劑 u定義：能促進(jìn)泡沫 形成，增加分選 界面的藥劑。 u結(jié)構(gòu)特征： u是一種異極性的有機(jī)物質(zhì)，極性 基親水，非極性基親氣，使起泡劑 分子在空氣和水的界面上產(chǎn)生定向 排列； u大部分起泡劑是表面活性物質(zhì)， 能夠強(qiáng)烈地降低水的表面張力； u起泡劑應(yīng)有適當(dāng)?shù)娜芙舛取?u常用的起泡劑有：松醇油、脂肪醇等。 氣泡 氣泡 氣泡 氣泡 起 泡 劑 起泡劑在氣泡表面的吸附 氣泡 起 泡 劑 捕收劑 起泡劑與捕收劑的相互作用 調(diào)整劑

4、u定義：主要用于調(diào)整捕收劑的作用及介質(zhì)條件。 u常用的調(diào)整劑： u活化劑：促進(jìn)目的顆粒與捕收劑作用，常用的多為 無機(jī)鹽(硫酸鈉、硫酸銅等)。 u抑制劑：抑制非目的顆粒的可浮性，常用的有各種 無機(jī)鹽(水玻璃)和有機(jī)鹽(單寧、淀粉)。 調(diào)整劑 u常用的調(diào)整劑： upH值調(diào)整劑：調(diào)整介質(zhì)的pH值，常用的是酸類和堿 類。 u分散劑：促使料漿中非目的細(xì)粒成分散狀態(tài)，常用 的有無機(jī)鹽類(蘇打水、水玻璃)和高分子化合物(各類 聚磷酸鹽)。 u混凝劑：促使料漿種目的顆粒聯(lián)合成較大團(tuán)粒常用 的有石灰、明礬、聚丙烯酰胺等。 u主要包括調(diào)漿、調(diào)藥、調(diào)泡三個程序。 u浮選前料漿的調(diào)制（調(diào)漿）：主要是廢物的破碎、磨 碎

5、等，目的是得到粒度適宜，基本上單體解離的顆粒， 進(jìn)入浮選的料漿濃度必須適合浮選工藝的要求。濃度低， 回收率很低，質(zhì)量高；濃度過高，回收率也下降。還要 考慮充氣量、浮選藥劑的消耗、處理能力及浮選時間等 因素。 u加藥調(diào)整（調(diào)藥）：藥劑的種類、數(shù)量、添加地點和 方式，應(yīng)根據(jù)預(yù)選物質(zhì)顆粒的性質(zhì)，通過實驗確定。一 般浮選前添加藥劑總量的67，其余的分批在適當(dāng)?shù)?點加入。 u充氣浮選（調(diào)泡）：a、正浮選：將有用物質(zhì)浮選入泡 沫產(chǎn)品中，無用或回收價值不大的物質(zhì)留在料漿中。b、 反浮選：將無用物質(zhì)浮選入泡沫產(chǎn)物中，有用物質(zhì)留在 料漿中。 u當(dāng)料漿中含有兩種以上有用物質(zhì)時，有兩種浮選法：a、 優(yōu)先浮選：將有用

6、物質(zhì)依次浮選。b、混合浮選：有用物 質(zhì)共同浮選，然后再把有用物質(zhì)一一分離。 u影響浮選的因素：物料性質(zhì)（如顆粒的潤濕性、顆粒 的大小等）；藥劑條件（如藥劑的種類、用量、藥劑組 合等）；操作條件（如充其量大小、液面高低等）。 u浮選機(jī)的基本要 求： u良好的充氣作 用； u攪拌作用； u能形成比較平 穩(wěn)的泡沫區(qū)； u能連續(xù)工作便 于調(diào)節(jié)。 u主要的浮選設(shè)備： u機(jī)械攪拌機(jī)（應(yīng)用最廣，包括葉輪式機(jī)械攪拌機(jī)和棒形 浮選機(jī)）；充氣攪拌式；充氣式；氣體析出式。 u溶劑浸出：采用適當(dāng)?shù)娜軇┡c廢物作用使物料中有關(guān)的 組分有選擇性的溶解的物理化學(xué)過程。 u浸出目的：使物料中有用或有害成分能選擇性地最大限 度地

7、從固相轉(zhuǎn)入液相。 u溶劑的選擇： u對目的組分選擇性好； u浸出率高，速率快； u成本低，容易制取，便于回收和循環(huán)使用； u對設(shè)備腐蝕性小。 u浸出過程： u1、外擴(kuò)散； u2、化學(xué)反應(yīng)； u3、解吸； u4、反擴(kuò)散。 uFick第一定律： DsDs dD vK dt u質(zhì)量作用定律： n KKs d vK dt 浸出過程 物理溶解過程 溶質(zhì)在溶劑作用下僅發(fā)生晶格破壞，離子或原子之 間化學(xué)鍵的破壞是一個可逆過程，溶質(zhì)可從溶液中 結(jié)晶出來 化學(xué)溶解過程 溶劑與物料的有關(guān)組分之間 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性的 化合物進(jìn)入液相的過程。 交換反應(yīng) 物料中的金屬氧化物、硫化物與酸、 堿、可溶性鹽作用，生成可

8、溶性鹽 類的過程 絡(luò)合反應(yīng) 溶劑與物料 中的組分發(fā) 生絡(luò)合反應(yīng)， 生成可溶性 絡(luò)合物的過 程 氧化還原反應(yīng) 溶液同物料組 成之間發(fā)生氧 化還原反應(yīng)， 生成可溶性化 合物的過程 中性溶劑浸出 u中性浸出劑是水和鹽。常用的鹽浸劑有氯化鈉、高價鐵 鹽、氯化銅和次氯酸鈉等。 u氯化鈉浸出： u高價鐵鹽浸出： u用于：含鉍廢物。 u氯化銅浸出： 4224 PbSONaClPbClNa SO u用于：含鉛廢物。 2444 3 2NiSFeSONiSOFeSOS u用于：含金屬硫化物的廢礦。如FeS2、CuFeS2、 PbS、ZnS、CuS等。 0 22 Cu SCuClCuClS u用于：難被高價鐵鹽及高

9、價銅離子浸出的金屬硫化 物。 u次氯酸鈉浸出： 224242 MoSNaClONaOHNa MoONaClNa SOH O 酸浸 u常用的有稀硫酸、濃硫酸、鹽酸、硝酸、王水、氫氟酸、 亞硫酸等。凡廢物中的某種組分可通過酸溶進(jìn)入溶液的都 可采用酸浸的方法。 中性溶劑浸出 2 2 MeOHMeH O u用于：大部分金屬的簡單氧化物、金屬鐵酸鹽、砷 酸鹽和硅酸鹽，小部分金屬硫化物(FeS、Ni2S、CoS、 MnS、NiS)。簡單酸浸是含銅廢物回收的重要方法。 u氧化酸浸： 202- 4 MeSHMeSSO 氧化酸浸 氧化劑或 u用于：大部分金屬硫化物。氧化劑：Fe3+、Cl2、O2、 HNO3、N

10、aClO、MnO2、H2O2。 u還原酸浸： n 2 MeHMe xy y OMe OHH O 或還原劑氫氧化物 u用于：浸出變價金屬的高價氧化物或氫氧化物。 u簡單酸浸： 酸浸 u用于：銅、鈷、鎳及其氧化物的廢物的浸出，屬于金屬 的電化腐蝕過程。由于銅、鈷、鎳能與氨形成穩(wěn)定的可溶 絡(luò)合物，擴(kuò)大了銅、鈷、鎳離子在溶液中的穩(wěn)定區(qū)，降低 了銅、鈷、鎳的還原電位，使其較易轉(zhuǎn)入浸液中。如氧化 銅 堿浸 u浸出能力一般比酸浸藥劑弱，但選擇性高，浸出液較純 凈，且設(shè)備防腐蝕問題較易解決。 u堿浸藥劑：碳酸銨、氨水、碳酸鈉、苛性鈉、硫化鈉。 u浸出方法：氨浸、碳酸鈉溶液浸出、苛性鈉溶液浸出、 硫化鈉溶液浸出

11、等。 444 23432 CuO2NH OH(NH ) COCu(NH ) CO3H Ou氨浸： 堿浸 423243 CaWONa CONa WOCaCO u碳酸鈉溶液浸出： u用于：能與碳酸鈉反應(yīng)生成可溶性鈉鹽的廢物。主 要用于浸出某些含鎢廢料、硫化鉬氧化焙燒渣、含磷 廢物、含釩廢物。例如：白鎢礦 u物料顆粒及其特性（粒度、比表面積等） u浸出溫度 u浸出壓力 u攪拌速度 u其他（溶劑濃度、固液比、氧分壓等） u為使廢物中的目的組分充分暴露，增大浸出效果，浸 出前一般須進(jìn)行破碎處理，也可焙燒后浸出。 u1.根據(jù)浸出過程廢物的運動方式，浸出分為滲濾浸出和 攪拌浸出。 u滲濾浸出：浸出劑在浸出劑

12、在重力作用下自上而下 或在壓力作用下自下而上通過固定廢料層的浸出過程。 u攪拌浸出：將磨細(xì)的廢物與浸出劑在攪拌槽中進(jìn)行 強(qiáng)烈攪拌的浸出過程，可浸出各種廢物。浸出前廢物 磨細(xì)至0.3mm以下，采用連續(xù)操作制度。 浸出工藝 u2.根據(jù)浸出劑與被浸廢料的相對運動方式的不同浸出 工藝可分為順流浸出、錯流浸出和逆流浸出三種。 浸出工藝 送后續(xù) 處理 順流浸出工藝流程 浸出劑 被浸 物料 浸液 浸渣 物料 新浸 出劑 錯流浸出工藝流程 浸液 浸渣 被浸物料 浸出劑 逆流浸出工藝流程 浸出設(shè)備 u常用的設(shè)備包括：滲濾浸出槽、機(jī)械攪拌浸出槽、空氣 攪拌浸出槽、液態(tài)化逆流浸出槽、高壓釜等。 提取和 分離方法 離

13、子沉淀 置換沉淀溶劑萃取 電沉積離子交換 u穩(wěn)定化/固化的應(yīng)用：對危險廢物、其他處理過程殘渣 及被污染的土壤進(jìn)行處理。 u目的：是危險廢物中所有污染組分呈現(xiàn)化學(xué)惰性或被 包容起來，減少后繼處理與處置的潛在危險，并便于運 輸、利用和處置。 u途徑：包括將污染物通過化學(xué)轉(zhuǎn)變，引入到某種穩(wěn)定 固體物質(zhì)的晶格中去，以及通過物理過程把污染物直接 摻入到惰性基材中。 處理危險廢物的重要手段 u穩(wěn)定化（Stabilization）：將有毒有害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈?溶解性、低遷移性及低毒性的過程。包括化學(xué)、物理穩(wěn)定 （同時發(fā)生）。 u化學(xué)穩(wěn)定化：通過化學(xué)反應(yīng)使有毒物質(zhì)變成不溶性化 合物，使之在穩(wěn)定的晶格內(nèi)固定不動。

14、 u物理穩(wěn)定化：將污泥或半固體物質(zhì)與一種疏松物料混 合生成一種粗顆粒、有土壤堅實度的固體，這種固體便 于運輸。 u固化（Solidifacation）：是用物理-化學(xué)方法將有害廢 物固定或包封在惰性基材中，使之呈現(xiàn)化學(xué)穩(wěn)定性或密 封性的一種無害化處理方法。 u固化過程：利用添加劑改變固體廢物的工程特性的過 程。 u固化劑：固化所用的惰性材料。 u固化體：有害廢物經(jīng)過固化處理所形成的固化產(chǎn)物。 u固定化：具有固化和穩(wěn)定化作用的過程。 u限定化：將有毒化合物固定在固體粒子表面的過程。 u包容化：用穩(wěn)定劑/固化劑凝聚，將有毒物質(zhì)或危險廢 物顆粒包容或覆蓋的過程。 u產(chǎn)物性能：抗浸出性；抗干濕性、抗凍

15、融性； 耐腐蝕性、不燃性；抗?jié)B透性（固化產(chǎn)物）；足夠 的機(jī)械強(qiáng)度（固化產(chǎn)物）。 評價指標(biāo) 浸出速率 固化體浸于水或其他溶 液中時，其中危險物質(zhì) 的浸出速率。 選擇方法、工藝條件等； 預(yù)測固體化不同環(huán)境的 性能 0 n n e n m m v A t V 抗壓強(qiáng)度 裝桶貯存：0.10.5MPa 作建筑材料：10MPa 放射性固體化：前蘇 5Mpa，英20MPa 體積變化因數(shù)/增容比 危險廢物處理前后的體積比，取決于摻入固 體化中的鹽量和可接受的有毒有害物質(zhì)的水 平。常用摻入鹽量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)鑒別固化效果。 1 2 R V C V u定義：利用化學(xué)藥劑通過化學(xué)反應(yīng)使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn) 變?yōu)榈腿芙庑?、低遷移

16、性及低毒性物質(zhì)的過程。 u有毒有害物質(zhì)（具有相對持久性）： uCr、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn等重金屬化學(xué)穩(wěn) 定化技術(shù)； u含氯的揮發(fā)性有機(jī)物、硫醇、酚類、氰化物等有機(jī) 污染物氧化解毒技術(shù)； uAs、S、F等非金屬，放射性元素穩(wěn)定化技術(shù) 值得深入研究。 金屬離子的穩(wěn)定化 u主要方法：化學(xué)法（中和法、氧化還原法、溶出法、 化學(xué)沉淀法等）、物理化學(xué)法（吸附法、離子交換法等） u中和法：酸堿泥渣中和劑；罐式機(jī)械攪拌/池式人工攪 拌 u氧化還原法：將固體廢物中可以發(fā)生價態(tài)變化的某些 有毒有害組分通過氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒/低毒化學(xué)性 質(zhì)穩(wěn)定的組分。 62533 CrHgAsCrHgAs 氧化還原反應(yīng)

17、 、（有毒）、（無毒/低毒） 金屬離子的穩(wěn)定化 u吸附法：利用吸附劑進(jìn)行可逆吸附。吸附劑具有選擇 性。主要吸附劑：天然材料（粘土、沙、氧化鐵、氧化 鎂、氧化鋁、沸石、軟錳礦、磁鐵礦、硫鐵礦、磁黃鐵 礦等），人工材料（活性炭、粉煤灰、高爐渣、活性氧 化鋁、有機(jī)聚合物等）。如：活性炭有機(jī)物；活性氧 化鋁鎳離子。 u離子交換法：常見的交換劑離子交換樹脂、天然或 人工合成沸石、硅膠。特點：昂貴、可逆。 u化學(xué)沉淀法：在含有重金屬廢物中投加化學(xué)藥劑，形 成難溶沉淀物的方法。包括：氫氧化物沉淀法、硫化物 沉淀法、硅酸鹽沉淀法、碳酸鹽沉淀法、共沉淀法、無 機(jī)及有機(jī)螯合物沉淀法。 u氫氧化物沉淀法：關(guān)鍵pH值

18、影響溶解度。 u投加堿性物質(zhì)氫氧化鈉、石灰、碳酸鈉等。 u固化基材（調(diào)pH值）：硅酸鹽水泥、石灰窯灰 渣、碳酸鈉等。 金屬離子的穩(wěn)定化 u硫化物沉淀法：關(guān)鍵利用硫化物的低溶解度。 u無機(jī)硫化物沉淀應(yīng)用廣泛，保持pH8， u有機(jī)硫化物沉淀較高的分子量與金屬離子形 成沉淀物，易沉降、脫水和過濾。沉淀徹底，適用 pH范圍廣。 u硅酸鹽沉淀：pH在211范圍內(nèi)，產(chǎn)物水合金屬 離子與SiO2或硅膠按不同比例混合物。 u碳酸鹽沉淀：鋇、鎘、鉛碳酸鹽低溶解度，應(yīng)用較少。 化學(xué)沉淀法： u共沉淀：在非鐵二價重金屬離子（Mn2+、Zn2+、 Ni2+、Mg2+、Cu2+、Cd2+)與Fe2+共存溶液中，適當(dāng)調(diào)

19、節(jié)pH值，發(fā)生如下反應(yīng)： u生成物在空氣中溶解： u生產(chǎn)鐵氧體，可用永久磁鐵吸住。鐵氧體： =1:11:2。 u碳酸鈣也可以產(chǎn)生共沉淀。 22 36 (3)6() xx xMx FeOHM FeOH 362342 2()26 xxxx M FeOHOM FeOH O 化學(xué)沉淀法： u無機(jī)及有機(jī)螯合物沉淀：廢物中含有配合劑磷酸 酯、檸檬酸鹽、葡萄糖酸、氨基乙酸、EDTA等與重 金屬離子配位形成穩(wěn)定可溶螯合物。 u螯合物的去除： u強(qiáng)氧化劑、高溫破壞 u高pH破壞、堿性Na2S去除 u高分子有機(jī)硫穩(wěn)定劑更穩(wěn)定的螯合物 u螯環(huán)（更穩(wěn)定）：對Pb2+、Cd2+、Ag+、Ni2+、Cu2+， 去除率98

20、%；對 Co2+、Cr2+，去除率85%；穩(wěn)定化處 理效果優(yōu)于Na2S。 化學(xué)沉淀法： 有機(jī)污染物的氧化解毒處理 有機(jī) 污染物 氧化解毒 O3氧化解毒 理論上1058gO3/度電 實際150gO3/度電 費用高，自由能高 有紫外線照射： 過氧化氫解毒 鐵做催化劑產(chǎn)生OH H2O235%50%水溶液 紫外線功率500W/L 五氯酚污染土壤99.9%降解， 有效去除TOC 氯氧化解毒 氯和漂白粉。用氯的氧化作用破壞劇毒氰化物是一種經(jīng)典方法，pH7.5 232 32 3332 3233RCH OHORCOOHH O NaCNONaCNOO CH CHOOCH COOHO 2 22 OHRHRH O

21、RH OOHROH 22 2 2222 2234262 ClH OHClOHClHClOHClO CNClOCNOClNaCNClCNClNaCl CNClNaOHNaCNONaClNaCNOClNaOHNCONaClH O u定義：是用物理-化學(xué)方法將有害廢物固定或包封在惰 性基材中，使之呈現(xiàn)化學(xué)穩(wěn)定性或密封性的一種無害化 處理方法。 u應(yīng)用：目前已應(yīng)用于處理電鍍污泥、砷渣、汞渣、氰 渣、鉻渣和鎘渣等。 某些廢物對不同固化處理技術(shù)的適應(yīng)性 廢物成分 處理技術(shù) 水泥固化石灰等材料固化熱塑性微包容法大型包容法 有 機(jī) 物 有機(jī)溶劑和油 影響凝固，有機(jī)氣 體揮發(fā) 影響凝固，有機(jī) 氣體揮發(fā) 加熱時有

22、機(jī)氣體會 逸出 先用固體基 料吸附 固態(tài)有機(jī)物（如 塑料、樹脂、瀝 青） 可適應(yīng)，能提高固 體化的耐久性 可適應(yīng)，能提高 固體化的耐久性 有可能作為凝結(jié)劑 來使用 可適應(yīng)，可 作為包容材 料使用 無 機(jī) 物 酸性廢物水泥可中和酸 可適應(yīng)，能中和 酸 應(yīng)先進(jìn)行中和處理 應(yīng)先進(jìn)行中 和處理 氧化劑可適應(yīng)可適應(yīng) 會引起基料的破壞 甚至燃燒 會破壞包容 材料 硫酸鹽 影響凝固，除非使 用特殊材料，否則 引起表面剝落 可適應(yīng) 會發(fā)生脫水反應(yīng)和 再水合反應(yīng)而引起 泄漏 可適應(yīng) 鹵化物 很容易從水泥中浸 出，妨礙凝固 妨礙凝固，會從 水泥中浸出 會發(fā)生脫水反應(yīng)和 再水合反應(yīng) 可適應(yīng) 重金屬鹽可適應(yīng)可適應(yīng)可適

23、應(yīng)可適應(yīng) 放射性廢物可適應(yīng)可適應(yīng)可適應(yīng)可適應(yīng) 無機(jī)廢物固化法和有機(jī)廢物包封法的優(yōu)缺點 無機(jī)廢物固化法有機(jī)廢物包封法 優(yōu) 點 設(shè)備投資費用及日常運行費用低；所需 材料比較便宜且豐富；處理技術(shù)已比較成 熟；材料的天然堿性有助于中和廢水的酸 度；由于材料可在一定的含水量范圍內(nèi)使 用，不需要徹底的脫水過程；借助于有選 擇地改變處理劑的比例，處理后產(chǎn)物的物理 性質(zhì)可從軟的粘土一直變化到整塊石料； 用石灰為基質(zhì)的方法可在一個單一的過程中 處理兩種廢物；用粘土為基質(zhì)可用于處理 某些有機(jī)廢物 污染物遷移率一般要比無機(jī)固化法 低；與無機(jī)固化法相比，需要固定 程度低；處理后材料的密度較低， 從而可以降低運輸成本；

24、有機(jī)材料 可在廢物與浸出液之間形成一層不透 水的邊界層；此法可包封較大范圍 的廢物；對大型包封法而言，可直 接應(yīng)用現(xiàn)代化的設(shè)備噴涂樹脂，無需 其他能量開支 缺 點 需要大量原料；原料（特別是水泥）是 高能耗產(chǎn)品；某些飛灰如那些含有有機(jī)物 的廢物在固化時會有一些困難；處理后產(chǎn) 物的質(zhì)量和體積都有較多增加；處理后產(chǎn) 物容易被浸出，尤其容易被稀酸浸出，因此 可能需要額外的密封材料；穩(wěn)定化的機(jī)理 尚未了解 所用的材料較昂貴；用熱塑性及 熱固性包封法時，干燥、融化及聚合 化過程中能源消耗大；某些有機(jī)聚 合物是易燃的；除大型包封法外， 各種方法均需要熟練的技術(shù)工人及昂 貴的設(shè)備；材料是可降解的，易于 被有

25、機(jī)溶劑腐蝕；某些材料在聚合 不完全時自身會造成污染 水泥固化（重點） u原理：以水泥為固化劑將有害廢物進(jìn)行固化的一種處 理方法。適于各種含重金屬的污泥。 u水泥與添加劑 u固化劑：硅酸鹽、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等 u添加劑：能夠吸收有害物質(zhì)并促進(jìn)其凝固，可減少 水泥用量，加強(qiáng)固化體的強(qiáng)度，降低有害組分的浸出 率。 u常用 有吸附劑（活性氧化鋁、粘土等）、緩凝劑 （酒石酸、檸檬酸、硼酸鹽等）促凝劑（水玻璃、鋁 酸鈉、碳酸鈉等）和減水劑（表面活性劑等）。 水泥固化（重點） u水泥固化的化學(xué)反應(yīng)： u硅酸三鈣的水合反應(yīng) u硅酸二鈣的水合反應(yīng) u氯酸三鈣的水合反應(yīng) u鋁酸四鈣的水合反應(yīng) 固化 效果 u影響

26、因素 pH值 pH過高，氫氧化物沉淀， 碳酸鹽沉淀。另外，pH 過高，形成帶負(fù)電荷的 羥基絡(luò)合物，溶解度。 Cu，pH9；Zn，pH 9.3；Cd，pH11.1。 水、水泥和廢物的比例 水分過少，不能保證水泥 的充分水合作用；水分過 大，出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。 凝固時間 投加促凝劑、緩凝劑來 控制凝固時間，一般初 凝2h，終凝24h，保 證混料后有足夠時間輸 送、裝桶或澆注。 添加劑、成型工藝 改善固化體質(zhì)量。吸附 劑沸石或蛭石加入含硫 酸鹽的廢物中防止其與水 泥成分反應(yīng)生成硫酸鋁鈣 導(dǎo)致體積膨脹或破裂。蛭 石還是骨料。 水泥固化（重點） u應(yīng)用：無機(jī)類廢物，如：多氯聯(lián)苯、油和油泥、含有氯乙 烯和二氯

27、乙烷的廢物、硫化物等，尤其是含有重金屬污染物 的廢物，也被應(yīng)用于低、中放射性及垃圾焚燒廠產(chǎn)生的焚燒 飛灰等危險廢物的固化處理。 u電鍍污泥固化處理 u采用400500號硅酸鹽水泥為固化劑。電鍍干污泥、水 水泥固化（重點） 和水泥配比為 (12):20:(6 10）。固化體 抗壓強(qiáng)度達(dá) 1020MPa。 u優(yōu)點： u固化工藝和設(shè)備比較簡單，設(shè)備和運行費用低； u水泥和添加劑便宜易得； u對含水量較高的廢物可以直接固化； u固化產(chǎn)品經(jīng)過瀝青涂覆能有效地降低污染物的浸出， 固化體的強(qiáng)度、耐熱性、耐久性均好； u產(chǎn)品適于投海處置，有的產(chǎn)品可作路基或建筑物基 礎(chǔ)材料。 水泥固化（重點） u缺點： u產(chǎn)品

28、一般都比最終廢物原體積增大1.52.0倍，固化 體中污染物的浸出率較高，須作涂覆處理； u廢物有的需作預(yù)處理或需要加入添加劑，因而可能 影響水泥漿的凝固，并會使成本增加，廢物體積增大； u水泥的堿性能使銨離子變成氨氣釋出。 水泥固化（重點） 石灰固化 u概念：以石灰和具有火山灰活性的物質(zhì)為固化基材對 危險廢物進(jìn)行固化處理的方法。 u應(yīng)用：產(chǎn)品適用于固化鋼鐵、機(jī)械的酸洗工序所排放 的廢液和廢渣、電鍍污泥、煙道脫硫廢渣、石油冶煉污 泥等。固化體養(yǎng)護(hù)后可作為路基材料或砂坑填充物。 u原理：石灰與硬凝性物料結(jié)合會產(chǎn)生能在化學(xué)及物理 上將廢物包裹起來的粘結(jié)性物質(zhì)。常以氫氧化鈣（熟石 灰）的方法固定污泥。

29、 石灰固化 u特點： u使用的添加劑本身是廢物，來源廣，成本低； u操作簡單，不需要特殊的設(shè)備，處理費用低； u被固化的廢渣不要求脫水和干燥； u可在常溫下操作，沒有尾氣處理問題等。 u缺點：石灰固化體的增容比較大；固化體容易受酸性 介質(zhì)浸蝕，需對固化體表面進(jìn)行涂覆。 u原理：以瀝青為固化劑與有害廢物在一定的溫度、配料 比、堿度和攪拌作用下產(chǎn)生皂化反應(yīng)，使有害廢物均勻地 包容在瀝青中，形成固化體。 u瀝青憎水性物質(zhì)、良好的粘結(jié)性、化學(xué)穩(wěn)定性、較 高的耐腐蝕性。石油蒸餾的殘渣，其化學(xué)成分包括瀝 青質(zhì)、油分、游離碳、膠質(zhì)、瀝青酸和石蠟。 u工藝：先將廢物脫水，再同瀝青在高溫下混合；或?qū)U 物與瀝青

30、共同加熱脫水，再冷卻、固化。 u高溫熔化混合蒸發(fā)法：將廢液加入預(yù)先熔化的瀝青中， 在150230下攪拌混合蒸發(fā)，待水分和其他揮發(fā)組分 排出后，將混合物排至貯存器或處置容器中。被固化 的廢渣不要求脫水和干燥； 瀝青固化 u工藝： u暫時乳化：混合脫水干燥 u化學(xué)乳化法：廢物與乳化瀝青混合干燥脫水冷 卻硬化 u應(yīng)用：一般用來處理中、低放射性蒸發(fā)殘夜、廢水化 學(xué)處理產(chǎn)生的污泥、焚燒爐產(chǎn)生的灰分、以及毒性較大 的電鍍污泥和砷渣等危險廢物。（同水泥固化） u優(yōu)點：瀝青具有良好的粘結(jié)性、化學(xué)穩(wěn)定性與一定的 彈性和塑性；對大多數(shù)酸、堿、鹽類有一定的耐腐蝕性。 此外，它還具有一定的輻射穩(wěn)定性。 瀝青固化 塑性材料固化 u概念：以塑料味固化劑，與危險廢物按一定比例配料，并 加入適量催化劑和填料進(jìn)行攪拌混合，使其共聚合固化，將 危險廢物包容形成具有一定強(qiáng)度和穩(wěn)定性固體化的過程。 u熱固性塑料固化（脲醛樹脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛樹脂、 環(huán)氧樹脂）：用熱固性有機(jī)單體和經(jīng)過粉碎處理的廢物充分 混合，在助凝劑和催化劑的作