固體廢物處置與資源化06

1、【概念概念】穩(wěn)定化固化穩(wěn)定化固化 浸出率增容比浸出率增容比 浸出速率浸出速率 【方法原理方法原理】 重金屬穩(wěn)定化方法及適用對象；重金屬穩(wěn)定化方法及適用對象； 有機污染物的氧化解毒處理方法及適用對象；有機污染物的氧化解毒處理方法及適用對象； 固化處理的方法原理及優(yōu)缺點；固化處理的方法原理及優(yōu)缺點； 穩(wěn)定化固化效果的評價指標(biāo)。穩(wěn)定化固化效果的評價指標(biāo)。本章重點本章重點6.1 6.1 固化處理的原理和步驟固化處理的原理和步驟 6.2 6.2 藥劑穩(wěn)定化處理藥劑穩(wěn)定化處理6.3 6.3 固體廢物固化處理固體廢物固化處理 6.3.1 6.3.1 水泥固化水泥固化 6.3.2 6.3.2 石灰固化石灰固化

2、 6.3.3 6.3.3 瀝青固化瀝青固化 6.3.4 6.3.4 塑性材料固化塑性材料固化 6.3.5 6.3.5 玻璃固化玻璃固化 6.3.6 6.3.6 自膠結(jié)固化自膠結(jié)固化6.4 6.4 化學(xué)穩(wěn)定化處理化學(xué)穩(wěn)定化處理6.56.5固化固化/ /穩(wěn)定化產(chǎn)物性能的評價方法穩(wěn)定化產(chǎn)物性能的評價方法內(nèi)內(nèi) 容容 提提 要要6.1 6.1 概述概述1 1、定義、定義（1 1）固化技術(shù)：固化技術(shù)：是利用物理或化學(xué)方法將有害廢是利用物理或化學(xué)方法將有害廢物與能聚結(jié)成固體的某些惰性基材混合，從而使固體物與能聚結(jié)成固體的某些惰性基材混合，從而使固體廢物固定或包容在惰性固體基材中，使之具有廢物固定或包容在惰性

3、固體基材中，使之具有化學(xué)穩(wěn)化學(xué)穩(wěn)定性定性或或密封性密封性的一種的一種無害化無害化處理技術(shù)。處理技術(shù)。固化所用的惰性材料稱為固化所用的惰性材料稱為固化劑固化劑。有害廢物經(jīng)過固。有害廢物經(jīng)過固化處理所形成的固化產(chǎn)物稱為化處理所形成的固化產(chǎn)物稱為固化體固化體?；蛘吖袒蛘吖袒?Solidification)(Solidification)，在危險廢物中添加固化劑，使，在危險廢物中添加固化劑，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槠滢D(zhuǎn)變?yōu)椴豢闪鲃庸腆w不可流動固體或形成或形成緊密固體緊密固體的過程。的過程。（2 2）穩(wěn)定化）穩(wěn)定化(Stabilization) (Stabilization) , , 將有毒有害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)閷⒂卸居?/p>

4、害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑?、低遷移性及低毒性低溶解性、低遷移性及低毒性的過程。的過程?；瘜W(xué)穩(wěn)定化和物理穩(wěn)定化學(xué)穩(wěn)定化和物理穩(wěn)定化化。 （3 3）包容化技術(shù)。）包容化技術(shù)。是指用穩(wěn)定劑、固化劑凝聚，將有毒物是指用穩(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。質(zhì)或危險廢物顆粒包容或覆蓋的過程。固化和穩(wěn)定化技術(shù)在處理危險廢物時通常無法截然分開，固固化和穩(wěn)定化技術(shù)在處理危險廢物時通常無法截然分開，固化的過程會有穩(wěn)定化的作用發(fā)生，穩(wěn)定化的過程往往也具有固化的過程會有穩(wěn)定化的作用發(fā)生，穩(wěn)定化的過程往往也具有固化的作用。而在固化和穩(wěn)定化處理過程中，往往也發(fā)生包容化化的作用。而在固化和穩(wěn)定化處理過

5、程中，往往也發(fā)生包容化的作用。的作用。 2、 特點及應(yīng)用特點及應(yīng)用固化固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于危險廢物的管理中，主要如穩(wěn)定化處理技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于危險廢物的管理中，主要如下：下：（1）對于具有毒性或強反應(yīng)性等危險性質(zhì)的廢物進(jìn)行處理，使其滿）對于具有毒性或強反應(yīng)性等危險性質(zhì)的廢物進(jìn)行處理，使其滿足填埋處置的要求。足填埋處置的要求。（2）其他處理過程所產(chǎn)生的殘渣，例如焚燒飛灰的無害化處理。）其他處理過程所產(chǎn)生的殘渣，例如焚燒飛灰的無害化處理。（3）對被有害污染物污染的土壤進(jìn)行去污。與其他方法（例如封閉）對被有害污染物污染的土壤進(jìn)行去污。與其他方法（例如封閉與隔離）相比，穩(wěn)定化具有相對

6、永久性的作用。與隔離）相比，穩(wěn)定化具有相對永久性的作用。危險廢物固化危險廢物固化/穩(wěn)定化處理的目的，是使危險廢物中的所有污染組分穩(wěn)定化處理的目的，是使危險廢物中的所有污染組分呈現(xiàn)化學(xué)惰性或被包容起來，以便運輸、利用和處置。呈現(xiàn)化學(xué)惰性或被包容起來，以便運輸、利用和處置。減少后續(xù)處理與減少后續(xù)處理與處置的潛在危險。處置的潛在危險。 3 3、固化處理的基本要求、固化處理的基本要求 （1 1）有害廢物經(jīng)過固化處理后所形成的固化體應(yīng)具有良）有害廢物經(jīng)過固化處理后所形成的固化體應(yīng)具有良 好的好的抗?jié)B透性、抗浸出性、抗干濕性、抗凍融性抗?jié)B透性、抗浸出性、抗干濕性、抗凍融性及足夠的及足夠的 機械強度機械強度

7、等，最好能等，最好能作為資源作為資源加以利用。加以利用。 （2 2）固化過程中）固化過程中材料和能量消耗要低材料和能量消耗要低，增容比要低增容比要低。 （3 3）固化工藝過程）固化工藝過程簡單簡單，便于操作便于操作。 （4 4）固化劑來源豐富，價廉易得。）固化劑來源豐富，價廉易得。 （5 5）處理費用低廉。）處理費用低廉。4 4、固化效果評價指標(biāo)、固化效果評價指標(biāo)固化處理效果常用固化處理效果常用浸出率浸出率、增容比增容比、抗壓強度抗壓強度等物理、化學(xué)指標(biāo)予以評價。等物理、化學(xué)指標(biāo)予以評價。 （1 1）浸出率：）浸出率：是指固化體浸于水中或其它溶液中時，其中有毒是指固化體浸于水中或其它溶液中時，

8、其中有毒（害）物質(zhì)的浸出速度。（害）物質(zhì)的浸出速度。 浸出率的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：浸出率的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：式中：式中：R Rinin標(biāo)準(zhǔn)比表面的樣品每天浸出的有害物質(zhì)的浸出量，標(biāo)準(zhǔn)比表面的樣品每天浸出的有害物質(zhì)的浸出量，g/(dg/(dcmcm2 2) ) a ar r浸出時間內(nèi)浸出的有害物質(zhì)的量，浸出時間內(nèi)浸出的有害物質(zhì)的量，mgmg A Ao o樣品中含有的有害物質(zhì)的量，樣品中含有的有害物質(zhì)的量，mgmg F F樣品暴露的表面積，樣品暴露的表面積，cmcm2 2 M M樣品的質(zhì)量，樣品的質(zhì)量，g g t t浸出時間，浸出時間，d dtMFAaRrin)/(/0（2 2）增容比）增容比 是指所形

9、成的固化體體積與被固化有害廢物體積的比值，是指所形成的固化體體積與被固化有害廢物體積的比值，它是鑒別處理方法好壞和衡量最終成本的一項重要指標(biāo)。它是鑒別處理方法好壞和衡量最終成本的一項重要指標(biāo)。 即即 ： 式中：式中：C Ci i增容比增容比 V V2 2固化體體積，固化體體積，m m3 3 V V1 1固化前有害廢物的體積，固化前有害廢物的體積，m m3 3 12VVci（3 3）抗壓強度）抗壓強度是保證固化體安全貯存的重要指標(biāo)。是保證固化體安全貯存的重要指標(biāo)。 對于一般的危險廢物，經(jīng)固化處理后得到的固化體，若進(jìn)對于一般的危險廢物，經(jīng)固化處理后得到的固化體，若進(jìn)行處置或裝桶貯存，對抗壓強度要求

10、較低，控制在行處置或裝桶貯存，對抗壓強度要求較低，控制在0.10.10.5MPa0.5MPa即可；作為填埋處理無側(cè)限抗壓強度大于即可；作為填埋處理無側(cè)限抗壓強度大于50kPa50kPa；作為；作為建筑填土無側(cè)限抗壓強度大于建筑填土無側(cè)限抗壓強度大于100kPa100kPa 。對于放射性廢物，其固化產(chǎn)品的抗壓強度，前蘇聯(lián)要求大于對于放射性廢物，其固化產(chǎn)品的抗壓強度，前蘇聯(lián)要求大于5MPa5MPa，英國要求達(dá)到，英國要求達(dá)到20MPa20MPa。一般情況下，固化體的強度越高，。一般情況下，固化體的強度越高，其中有毒有害組分的浸出率也越低。其中有毒有害組分的浸出率也越低。 評評 價價 指指 標(biāo)標(biāo)具備

11、一定的性能：抗浸出性；具備一定的性能：抗浸出性； 抗干濕性、抗凍融性；抗干濕性、抗凍融性； 耐耐腐蝕性、不燃性；腐蝕性、不燃性； 抗?jié)B透性（固化產(chǎn)物）；抗?jié)B透性（固化產(chǎn)物）； 足夠的機械強度足夠的機械強度（固化產(chǎn)物）。（固化產(chǎn)物）。21VVCRnnntVFAaR)/(/05 5、固化處理的基本步驟、固化處理的基本步驟（1 1）廢物預(yù)處理）廢物預(yù)處理對收集到的固體廢物必須進(jìn)行預(yù)處理，如分選、干燥、中和、對收集到的固體廢物必須進(jìn)行預(yù)處理，如分選、干燥、中和、破壞氧化物等物理和化學(xué)的處理過程，因為廢物中所含的許多破壞氧化物等物理和化學(xué)的處理過程，因為廢物中所含的許多化合物都會干擾固化過程。例如用水泥

12、為固化劑時，錳、錫、化合物都會干擾固化過程。例如用水泥為固化劑時，錳、錫、銅、鋁的可溶性鹽類會延長凝固時間并降低固化體的物理強度。銅、鋁的可溶性鹽類會延長凝固時間并降低固化體的物理強度。過量的水也會阻礙固化過程，含酸性物質(zhì)過多則會使固化劑用過量的水也會阻礙固化過程，含酸性物質(zhì)過多則會使固化劑用量增加等。量增加等。 （2 2）加入填充劑及固化劑）加入填充劑及固化劑其用量一般根據(jù)實驗結(jié)果來確定。其用量一般根據(jù)實驗結(jié)果來確定。 （3 3）混合和凝硬）混合和凝硬將廢物和固化劑在混合設(shè)備中均勻混合，然后送到硬化池或?qū)U物和固化劑在混合設(shè)備中均勻混合，然后送到硬化池或處置場地中放置一段時間，使之凝硬完成硬

13、化過程。處置場地中放置一段時間，使之凝硬完成硬化過程。 （4 4）固化體的處理）固化體的處理根據(jù)所處理廢物的特性將固化體填埋或加以利用（如做建筑根據(jù)所處理廢物的特性將固化體填埋或加以利用（如做建筑材料）。材料）。 6.2 6.2 有毒有害物質(zhì)的穩(wěn)定化處理有毒有害物質(zhì)的穩(wěn)定化處理6.2.1 6.2.1 重金屬離子的穩(wěn)定化技術(shù)重金屬離子的穩(wěn)定化技術(shù) （1 1）中和法）中和法 （2 2）氧化還原法）氧化還原法 （3 3）化學(xué)沉淀法）化學(xué)沉淀法 氫氧化物沉淀法氫氧化物沉淀法 硫化物沉淀法硫化物沉淀法 硅酸鹽沉淀法硅酸鹽沉淀法 碳酸鹽沉淀法碳酸鹽沉淀法 共沉淀法共沉淀法 無機及有機螯合物沉淀法無機及有機

14、螯合物沉淀法 （4 4）吸附法）吸附法 （5 5）離子交換法）離子交換法酸堿泥渣酸堿泥渣 中和劑中和劑 罐式機械攪拌罐式機械攪拌/ /池式人工攪拌池式人工攪拌將固體廢物中可以發(fā)將固體廢物中可以發(fā)生價態(tài)變化的某些有生價態(tài)變化的某些有毒有害組分通過氧化毒有害組分通過氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒/ /低毒化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定低毒化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的組分的組分吸附劑吸附劑 可逆可逆 吸附具有選擇性：活吸附具有選擇性：活性炭性炭- -有機物；活性有機物；活性氧化鋁氧化鋁- -鎳離子鎳離子氫氧化物沉淀氫氧化物沉淀 硫化物沉淀硫化物沉淀 硅酸鹽沉淀硅酸鹽沉淀 碳酸鹽沉淀碳酸鹽沉淀 共沉淀共沉淀 無機無機/ /

15、有機螯合有機螯合物沉淀物沉淀重金屬重金屬溶出法溶出法離子離子交換交換中和法中和法氧化還氧化還原法原法吸附法吸附法化學(xué)沉化學(xué)沉淀法淀法離子交換樹脂、天離子交換樹脂、天然或人工合成沸石、然或人工合成沸石、硅膠硅膠 昂貴昂貴 可逆可逆 重重 金金 屬屬 化化 學(xué)學(xué) 穩(wěn)穩(wěn) 定定 化化6.2.2 6.2.2 有機污染物的氧化解毒技術(shù)有機污染物的氧化解毒技術(shù) 向廢物中投加某種強氧化劑，可以將有機污染物轉(zhuǎn)化為向廢物中投加某種強氧化劑，可以將有機污染物轉(zhuǎn)化為COCO2 2和和H H2 2O O，或轉(zhuǎn)化為毒性很小的中間有機物，以達(dá)到穩(wěn)定化目的。，或轉(zhuǎn)化為毒性很小的中間有機物，以達(dá)到穩(wěn)定化目的。常用的氧化劑有常用

16、的氧化劑有臭氧臭氧、過氧化氫過氧化氫、氯氣氯氣、漂白粉漂白粉等。等。1 1、臭氧氧化解毒、臭氧氧化解毒 如用臭氧處理氰化物時發(fā)生反應(yīng)：如用臭氧處理氰化物時發(fā)生反應(yīng)：NaCN+ONaCN+O3 3一一NaCNO+ONaCNO+O2 22 2、過氧化氫氧化解毒、過氧化氫氧化解毒 如用過氧化氫處理氰化物時發(fā)生下列反應(yīng)：如用過氧化氫處理氰化物時發(fā)生下列反應(yīng)： NaCNNaCN +H +H2 2O O2 2一一NaCNO+HNaCNO+H2 2O O 3 3、氯氧化解毒、氯氧化解毒 如果廢物是液態(tài)的，則可以將氯氣直接通入其中發(fā)生水如果廢物是液態(tài)的，則可以將氯氣直接通入其中發(fā)生水解反應(yīng)生成次氯酸：解反應(yīng)生

17、成次氯酸： ClCl2 2+H+H2 2O O一一HOCl+HHOCl+H+ +Cl+Cl- - 次氯酸次氯酸HOClHOCl是一種弱酸，又進(jìn)而在瞬間離解：是一種弱酸，又進(jìn)而在瞬間離解： HOClHOClH H+ +OCl+OCl- -CrCr、CdCd、HgHg、PbPb、CuCu、ZnZn等重金屬的化學(xué)穩(wěn)等重金屬的化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)定化技術(shù)有有 毒毒 有有 害害 物物 質(zhì)質(zhì)含氯的揮發(fā)性有機物、含氯的揮發(fā)性有機物、硫醇、酚類、氰化物等硫醇、酚類、氰化物等有機污染物的氧化解毒有機污染物的氧化解毒技術(shù)技術(shù)利用化學(xué)藥劑通過化學(xué)反應(yīng)利用化學(xué)藥劑通過化學(xué)反應(yīng), ,具有相對持久性具有相對持久性 。硫酸亞鐵硫

18、酸亞鐵/ /硫代硫酸鈉硫代硫酸鈉/ /亞硫酸氫鈉亞硫酸氫鈉/ /二氧二氧化硫化硫/ /煤炭煤炭/ /紙漿廢液紙漿廢液/ /鋸木屑鋸木屑/ /谷殼谷殼Cr6+Hg2+As3+Cr3+HgAs5+無毒有毒 藥劑穩(wěn)定化處理藥劑穩(wěn)定化處理 吸吸 附附 劑劑 活性炭活性炭; ;粘土粘土; ;金屬氧化物：氧化鐵、氧化鎂、氧化鋁金屬氧化物：氧化鐵、氧化鎂、氧化鋁; ;天然材料：鋸末、沙、泥炭、沸石、軟錳礦、天然材料：鋸末、沙、泥炭、沸石、軟錳礦、 磁鐵礦、硫鐵礦、磁黃鐵礦等磁鐵礦、硫鐵礦、磁黃鐵礦等; ;人工材料：飛灰、粉煤灰、高爐渣、活性氧化人工材料：飛灰、粉煤灰、高爐渣、活性氧化鋁、有機聚合物。鋁、有機

19、聚合物。氫氧化物沉淀法氫氧化物沉淀法 堿性物質(zhì)：氫氧化鈉、石灰、碳酸鈉等堿性物質(zhì)：氫氧化鈉、石灰、碳酸鈉等 固化基材：硅酸鹽水泥、石灰窯灰渣、碳酸鈉等固化基材：硅酸鹽水泥、石灰窯灰渣、碳酸鈉等硅酸鹽固化（硅酸鹽固化（pH 2pH 21111） 水和金屬離子與二氧化硅或硅膠不同比例結(jié)合水和金屬離子與二氧化硅或硅膠不同比例結(jié)合 碳酸鹽沉淀碳酸鹽沉淀 鋇、鎘、鉛碳酸鹽溶解度比其氫氧化物低，鋇、鎘、鉛碳酸鹽溶解度比其氫氧化物低， 應(yīng)用不廣泛應(yīng)用不廣泛pHpH低，低，COCO2 2溢出；即使最終的溢出；即使最終的pHpH很高，最終很高，最終產(chǎn)物也只能是氫氧化物而不是碳酸鹽沉淀。產(chǎn)物也只能是氫氧化物而不是

20、碳酸鹽沉淀。 pH溶解度硫化物沉淀法硫化物沉淀法 無機無機硫化物沉淀硫化物沉淀：應(yīng)用僅次于氫氧化物沉淀法：應(yīng)用僅次于氫氧化物沉淀法大多大多數(shù)數(shù)金屬硫化物溶解度低金屬硫化物溶解度低。一般保持。一般保持pHpH大于大于8 8。有機有機硫化物沉淀硫化物沉淀：較高的分子質(zhì)量：較高的分子質(zhì)量沉淀物易沉降、沉淀物易沉降、脫水和過濾；沉淀徹底，適用脫水和過濾；沉淀徹底，適用pHpH范圍廣。范圍廣。 含汞廢物及含重金屬的粉塵含汞廢物及含重金屬的粉塵（焚燒灰及飛灰等）（焚燒灰及飛灰等） 共沉淀共沉淀 永久磁鐵吸住。碳酸鈣也可產(chǎn)生共沉淀永久磁鐵吸住。碳酸鈣也可產(chǎn)生共沉淀6322)()(6)3(OHFeMOHFex

21、xMxx43263)(OFeMOOHFeMxxxxMn2+Zn2+Ni2+Mg2+Cu2+Cd2+溶解度無機及有機螯合物沉淀無機及有機螯合物沉淀 廢物中含有的配合劑：廢物中含有的配合劑：磷酸酯、檸檬酸鹽、葡萄糖酸、氨磷酸酯、檸檬酸鹽、葡萄糖酸、氨基乙酸、基乙酸、EDTAEDTA等形成等形成穩(wěn)定可溶螯合物穩(wěn)定可溶螯合物。 螯環(huán)螯環(huán) PbPb2+2+、CdCd2+2+、AgAg+ +、NiNi2+2+、CuCu2+2+,98% ,98% CoCo2+2+、CrCr2+2+,85%,85%； 優(yōu)于優(yōu)于NaNa2 2S S強氧化劑、高溫破壞強氧化劑、高溫破壞 高高pHpH破壞破壞螯合效應(yīng)有機有機 污染

22、物污染物 氧化解毒氧化解毒 臭氧氧化臭氧氧化 解毒解毒 過氧化氫過氧化氫 解毒解毒氯氧化解毒氯氧化解毒理論上理論上1058g1058g臭氧臭氧/ /度電度電 實際實際150g/150g/度電，費用高度電，費用高 自由能高，強氧化劑自由能高，強氧化劑 有紫外線照射時：有紫外線照射時：OHRCOOHOOHRCH232332323ONaCNOONaCN2333OCOOHCHOCHOCH氯和漂白粉。用氯的氧化物破壞劇毒的氰化物是一種經(jīng)典方法：在氯和漂白粉。用氯的氧化物破壞劇毒的氰化物是一種經(jīng)典方法：在pH pH 1010ClCNOClOCNNaClOHNaCNONaOHCNCl22NaClCNClCl

23、NaCN2OHNaClCONNaOHClNaCNO2222262432 鐵做催化劑產(chǎn)生鐵做催化劑產(chǎn)生OHOH 35% 35%50%50%，紫外線，紫外線功率功率500W/L500W/L 五氯酚污染的土壤，五氯酚污染的土壤，99.9%99.9%，有機碳，有機碳 ROHOHOHR22OHRRHOH26.3 6.3 固體廢物的固化處理固體廢物的固化處理 6.3.1 6.3.1 水泥固化技術(shù)水泥固化技術(shù) (Cement solidification)(Cement solidification) 水泥固化：水泥固化：是以水泥為固化劑將有害廢物進(jìn)行固是以水泥為固化劑將有害廢物進(jìn)行固化的一種處理方法?；?/p>

24、一種處理方法。 水泥固化原理：水泥固化原理：水泥是一種無機膠結(jié)劑，經(jīng)水化水泥是一種無機膠結(jié)劑，經(jīng)水化反應(yīng)后可形成堅硬的水泥塊，能將砂、石等骨料牢固地凝反應(yīng)后可形成堅硬的水泥塊，能將砂、石等骨料牢固地凝結(jié)在一起。水泥固化有害廢物就是利用水泥的這一特性。結(jié)在一起。水泥固化有害廢物就是利用水泥的這一特性。 常用作固化劑的水泥：常用作固化劑的水泥：硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥和和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 。 在水泥固化處理過程中，為了改善固化條件，提高固體在水泥固化處理過程中，為了改善固化條件，提高固體 的質(zhì)量，有時摻入適宜的添加劑。常用的添加劑有：的質(zhì)量，有時摻入適宜的添加劑。常用的添加劑有：

25、吸附劑：吸附劑：如活性氧化鋁、粘土、蛭石等；如活性氧化鋁、粘土、蛭石等； 緩凝劑：緩凝劑：如酒石酸、檸檬酸、硼酸鹽等；如酒石酸、檸檬酸、硼酸鹽等； 促凝劑：促凝劑：如水玻璃、鋁酸鈉、碳酸鈉等；如水玻璃、鋁酸鈉、碳酸鈉等； 減水劑：減水劑：如表面活性劑等。如表面活性劑等。 固化材料固化材料 廢物被摻入水泥的基質(zhì)中廢物被摻入水泥的基質(zhì)中, ,水泥與廢物中的水分或另外添加的水水泥與廢物中的水分或另外添加的水分分, ,發(fā)生水化反應(yīng)后生成堅硬的水泥固化體發(fā)生水化反應(yīng)后生成堅硬的水泥固化體 水泥主要成分：水泥主要成分：鋁、硅、鐵、鈣的氧化物鋁、硅、鐵、鈣的氧化物 固化基材固化基材: : 普通硅酸鹽普通硅酸

26、鹽 礦渣硅酸鹽礦渣硅酸鹽 火山灰硅酸鹽火山灰硅酸鹽 礬土礬土 沸石等水泥沸石等水泥 無機添加劑：無機添加劑：蛭石、沸石、多種粘土礦物、水玻璃、蛭石、沸石、多種粘土礦物、水玻璃、 無機緩凝劑、無機速凝劑和骨料等無機緩凝劑、無機速凝劑和骨料等 有機添加劑：有機添加劑：硬脂肪酸丁酯、硬脂肪酸丁酯、- -糖酸丙酯、檸檬酸糖酸丙酯、檸檬酸 水泥固化過程硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣等的水合反應(yīng)產(chǎn)水泥固化過程硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣等的水合反應(yīng)產(chǎn)生生Ca(OH)Ca(OH)2 2 改善固化體質(zhì)量。吸附劑改善固化體質(zhì)量。吸附劑沸石或蛭石加入含硫酸鹽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

27、鋁鈣導(dǎo)致體積的廢物中防止其與水泥成分反應(yīng)生成硫酸鋁鈣導(dǎo)致體積膨脹和破裂。蛭石還是骨料。膨脹和破裂。蛭石還是骨料。6.3.2 6.3.2 瀝青固化技術(shù)瀝青固化技術(shù) （Pitch solidificationPitch solidification） 1 1、基本概念、基本概念瀝青固化：瀝青固化：是以瀝青類材料作為固化劑，與有害廢物在一是以瀝青類材料作為固化劑，與有害廢物在一定的溫度、配料比、堿度和攪拌作用下產(chǎn)生定的溫度、配料比、堿度和攪拌作用下產(chǎn)生皂化反應(yīng)皂化反應(yīng)，使有，使有害廢物均勻地包容在瀝青中，形成穩(wěn)定的固化體。害廢物均勻地包容在瀝青中，形成穩(wěn)定的固化體。 瀝青屬于憎水性物質(zhì)，具有良好的瀝

28、青屬于憎水性物質(zhì)，具有良好的黏結(jié)性黏結(jié)性和和化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性與一定的與一定的彈性彈性和和塑性塑性，對大多數(shù)酸、堿、鹽類有一定的耐腐，對大多數(shù)酸、堿、鹽類有一定的耐腐蝕性。此外，它還具有一定的蝕性。此外，它還具有一定的輻射穩(wěn)定性輻射穩(wěn)定性，一般被用來處理，一般被用來處理具有中、低放射性的蒸發(fā)殘渣及有毒有害廢物。具有中、低放射性的蒸發(fā)殘渣及有毒有害廢物。 瀝青固化體的性質(zhì)：瀝青固化體的主要性能指標(biāo)是它在水瀝青固化體的性質(zhì)：瀝青固化體的主要性能指標(biāo)是它在水中的中的浸出率浸出率、輻照穩(wěn)定性輻照穩(wěn)定性和和化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性。它們分別受到瀝青。它們分別受到瀝青種類、加入的廢物量、廢物的化學(xué)組分和殘余

29、水分等因素的種類、加入的廢物量、廢物的化學(xué)組分和殘余水分等因素的影響。影響。2、瀝青固化的基本方法、瀝青固化的基本方法放射性廢物瀝青固化的基本方法有高溫熔化混合蒸發(fā)法放射性廢物瀝青固化的基本方法有高溫熔化混合蒸發(fā)法（如（如圖圖6 62 2） 、暫時乳化法和化學(xué)乳化法三種。、暫時乳化法和化學(xué)乳化法三種。（1）高溫熔化混合蒸發(fā)法）高溫熔化混合蒸發(fā)法操作步驟：操作步驟：將已熔化的瀝青送入混合槽，并通過混合槽的加熱裝置使將已熔化的瀝青送入混合槽，并通過混合槽的加熱裝置使其維持在一定的溫度范圍內(nèi)，然后將放射性廢液以一定的速率加入混其維持在一定的溫度范圍內(nèi)，然后將放射性廢液以一定的速率加入混合槽內(nèi)，在約合

30、槽內(nèi)，在約220條件下高速攪拌，使瀝青和廢液充分混合，使其條件下高速攪拌，使瀝青和廢液充分混合，使其中水分和其它揮發(fā)組分排出。當(dāng)加入的鹽分與瀝青的重量比達(dá)中水分和其它揮發(fā)組分排出。當(dāng)加入的鹽分與瀝青的重量比達(dá)40%時時，即可把混合物排至貯存桶內(nèi)，待其冷卻硬化后即形成瀝青固化體。，即可把混合物排至貯存桶內(nèi)，待其冷卻硬化后即形成瀝青固化體。 混合蒸發(fā)過程產(chǎn)生的二次蒸汽含有一定量的油質(zhì)。其中的混合蒸發(fā)過程產(chǎn)生的二次蒸汽含有一定量的油質(zhì)。其中的重油組分可返回混合槽，輕油組分隨二次水蒸汽進(jìn)入冷凝重油組分可返回混合槽，輕油組分隨二次水蒸汽進(jìn)入冷凝器，待冷凝后予以排放。殘余的含油廢氣通過油霧過濾器器，待冷凝

31、后予以排放。殘余的含油廢氣通過油霧過濾器或靜電除塵器進(jìn)一步凈化，最后經(jīng)過木炭過濾后排入大氣或靜電除塵器進(jìn)一步凈化，最后經(jīng)過木炭過濾后排入大氣環(huán)境。環(huán)境。 圖圖6 62 2 高溫熔化混合蒸發(fā)瀝青固化流程示意圖高溫熔化混合蒸發(fā)瀝青固化流程示意圖 （2）暫時乳化法）暫時乳化法 放射性泥漿的暫時乳化法瀝青固化分三個步驟進(jìn)行：放射性泥漿的暫時乳化法瀝青固化分三個步驟進(jìn)行： 將污泥漿、瀝青與表面活性劑混合成乳漿狀；將污泥漿、瀝青與表面活性劑混合成乳漿狀； 分離除去大部分水分；分離除去大部分水分； 進(jìn)一步升溫干燥，使混合物脫水。進(jìn)一步升溫干燥，使混合物脫水。 圖圖6-3為雙螺桿擠壓機的暫時乳化法瀝青固化流程

32、。其工為雙螺桿擠壓機的暫時乳化法瀝青固化流程。其工作過程是放射性污泥漿經(jīng)轉(zhuǎn)鼓真空過濾機除去部分水分，作過程是放射性污泥漿經(jīng)轉(zhuǎn)鼓真空過濾機除去部分水分，與瀝青、表面活性劑一起加入雙螺桿擠壓機。與瀝青、表面活性劑一起加入雙螺桿擠壓機。 雙螺桿擠壓機分三段：雙螺桿擠壓機分三段： 第一段溫度為第一段溫度為90，固體廢物在此與瀝青產(chǎn)生混合和包容，固體廢物在此與瀝青產(chǎn)生混合和包容兩種作用，分離出兩種作用，分離出90%左右的水分；左右的水分； 第二段將分離出的水分除去；第二段將分離出的水分除去； 第三段混合物被升溫至第三段混合物被升溫至105-110，由雙螺桿擠壓機得到，由雙螺桿擠壓機得到的混合物尚有的混合

33、物尚有5-7%的水分，再送入螺旋干燥器，在的水分，再送入螺旋干燥器，在140-150下使水分進(jìn)一步減至下使水分進(jìn)一步減至0.5%以下。以下。 圖圖6-3 暫時乳化法工藝流程暫時乳化法工藝流程 根據(jù)所處理的泥漿性質(zhì)不同，需采用的表面活性劑也不相同。根據(jù)所處理的泥漿性質(zhì)不同，需采用的表面活性劑也不相同。當(dāng)處理中放污泥漿時，可采用含20%活性成分（1/3烷基磺酸鈉和2/3烷基苯磺酸鈉）的陰離子乳化劑溶液，表面活性劑與干污泥的重量比約為6：1000。當(dāng)處理高放污泥漿時，可采用含有當(dāng)處理高放污泥漿時，可采用含有90%活性成分（主要是活性成分（主要是椰子殼中的氨基丙酮）的陰離子乳化劑。椰子殼中的氨基丙酮）

34、的陰離子乳化劑?；钚詣┡c干污泥的重量比約為5：100。 在暫時乳化法瀝青固化中，其主要設(shè)備是雙螺桿擠壓機（圖在暫時乳化法瀝青固化中，其主要設(shè)備是雙螺桿擠壓機（圖6-4）它）它主要由包括加料段、壓縮段及蒸發(fā)段的兩根不等距螺桿和瀝青與料液主要由包括加料段、壓縮段及蒸發(fā)段的兩根不等距螺桿和瀝青與料液加料口、二次蒸汽排出口、產(chǎn)品出口和分段加熱的外筒組成。加料口、二次蒸汽排出口、產(chǎn)品出口和分段加熱的外筒組成。 圖圖6-4 雙螺桿擠壓機示意圖雙螺桿擠壓機示意圖 雙螺桿擠壓機的優(yōu)點：雙螺桿擠壓機的優(yōu)點： 蒸發(fā)、固化和干燥在同一設(shè)備中進(jìn)行，有利于簡化流程蒸發(fā)、固化和干燥在同一設(shè)備中進(jìn)行，有利于簡化流程 設(shè)備所

35、占空間較??；設(shè)備所占空間較??； 瀝青停留時間短（約瀝青停留時間短（約1.7min），避免瀝青因長期受熱而），避免瀝青因長期受熱而降解及硬化等；降解及硬化等； 混合物在擠壓機內(nèi)呈薄膜狀分布，減少了蒸發(fā)時的夾帶混合物在擠壓機內(nèi)呈薄膜狀分布，減少了蒸發(fā)時的夾帶現(xiàn)象；現(xiàn)象； 強烈的擠壓推送可使固化體有較高的含鹽量（強烈的擠壓推送可使固化體有較高的含鹽量（60%），），從而大大降低運行費用。其主要缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備制從而大大降低運行費用。其主要缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備制造要求高，價格較貴。造要求高，價格較貴。 （3）化學(xué)乳化法）化學(xué)乳化法 化學(xué)乳化法的操作步驟也分三步進(jìn)行：化學(xué)乳化法的操作步驟也分三步進(jìn)行

36、： 將放射性廢物在常溫下與乳化瀝青混合；將放射性廢物在常溫下與乳化瀝青混合； 將混合物加熱，脫去水分；將混合物加熱，脫去水分； 將脫水干燥后的混合物排入廢物容器，待冷卻硬化后即將脫水干燥后的混合物排入廢物容器，待冷卻硬化后即形成瀝青固化體。形成瀝青固化體。 3、影響瀝青固化體浸出率的因素、影響瀝青固化體浸出率的因素（1）瀝青的種類）瀝青的種類用不同類型的瀝青所得固化體的浸出率不同，實驗表明，采用直餾瀝用不同類型的瀝青所得固化體的浸出率不同，實驗表明，采用直餾瀝青效果較好。較軟的瀝青比較硬的瀝青所得固化體浸出率低。青效果較好。較軟的瀝青比較硬的瀝青所得固化體浸出率低。（2）廢物量、化學(xué)組成及混合

37、狀況）廢物量、化學(xué)組成及混合狀況過高的廢物量將導(dǎo)致固化體浸出率的急劇上升，一般應(yīng)控制加入的廢一般應(yīng)控制加入的廢物量與瀝青的重量比在物量與瀝青的重量比在40-50%。（3）殘余水分）殘余水分一般認(rèn)為殘余水分的存在將增加瀝青中的細(xì)孔數(shù)量。為此，固化體中固化體中殘余水分的重量百分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在殘余水分的重量百分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在10%以下，最好小于以下，最好小于0.5%。（4）某些表面活性劑的影響）某些表面活性劑的影響加入某些表面活性劑可導(dǎo)致固化體浸出率的升高。加入某些表面活性劑可導(dǎo)致固化體浸出率的升高。 4、影響瀝青固化體化學(xué)穩(wěn)定性的因素、影響瀝青固化體化學(xué)穩(wěn)定性的因素 在瀝青固化過程中，瀝青會與某些摻入的化

38、合物、氧化劑在瀝青固化過程中，瀝青會與某些摻入的化合物、氧化劑等發(fā)生化學(xué)作用，從而影響固化體的化學(xué)穩(wěn)定性。例如純等發(fā)生化學(xué)作用，從而影響固化體的化學(xué)穩(wěn)定性。例如純?yōu)r青的燃點一般為瀝青的燃點一般為420左右，而在摻入硝酸鹽、亞硝酸左右，而在摻入硝酸鹽、亞硝酸鹽后，其燃點降至鹽后，其燃點降至250-330，因而增加了燃燒的危險性，因而增加了燃燒的危險性。概念概念以塑料為固化劑，與危險廢物按一定的比例配料，并以塑料為固化劑，與危險廢物按一定的比例配料，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度和穩(wěn)定性固化體的

39、過程。危險廢物包容形成具有一定強度和穩(wěn)定性固化體的過程。熱固性塑料固化熱固性塑料固化（脲醛樹脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛樹脂、環(huán)氧（脲醛樹脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂）樹脂）用熱固性有機單體和經(jīng)過粉碎處理的廢物充分混合，在助用熱固性有機單體和經(jīng)過粉碎處理的廢物充分混合，在助凝劑和催化劑的作用下產(chǎn)生聚合以形成海綿狀的聚合物質(zhì)，從而凝劑和催化劑的作用下產(chǎn)生聚合以形成海綿狀的聚合物質(zhì)，從而在每個廢物顆粒的周圍形成一層不透水的保護膜。在每個廢物顆粒的周圍形成一層不透水的保護膜。 部分液體廢物遺留，需干化。顆粒度、含水量等以及進(jìn)行聚合的部分液體廢物遺留，需干化。顆粒度、含水量等以及進(jìn)行聚合的條件。

40、條件。熱塑性材料固化熱塑性材料固化（瀝青、石蠟、聚乙烯、聚丙烯等）：（瀝青、石蠟、聚乙烯、聚丙烯等）：是用熔融是用熔融的熱塑性物質(zhì)在高溫下與干燥脫水危險廢物混合，以達(dá)到對廢物的熱塑性物質(zhì)在高溫下與干燥脫水危險廢物混合，以達(dá)到對廢物穩(wěn)定化的目的的過程。穩(wěn)定化的目的的過程。 6.3.3 塑料固化塑料固化處理處理 熱塑性材料熱塑性材料是指那些在加熱后冷卻時能反復(fù)轉(zhuǎn)化和硬化的有是指那些在加熱后冷卻時能反復(fù)轉(zhuǎn)化和硬化的有機材料，如瀝青、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、石蠟等。這些機材料，如瀝青、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、石蠟等。這些材料在常溫下為堅硬的固體，而在較高溫度下有可塑性和流動材料在常溫下為堅硬的固體

41、，而在較高溫度下有可塑性和流動性，從而可以利用這種特性對固體廢物進(jìn)行固化處理。性，從而可以利用這種特性對固體廢物進(jìn)行固化處理。 熱固性材料熱固性材料是指在加熱時變成固體并且硬化，且再進(jìn)行加是指在加熱時變成固體并且硬化，且再進(jìn)行加熱或冷卻時仍保持其固體狀態(tài)不變的物質(zhì)。目前常用的熱固熱或冷卻時仍保持其固體狀態(tài)不變的物質(zhì)。目前常用的熱固性材料有尿醛樹脂和不飽和聚酯等，酚醛樹脂及環(huán)氧樹脂也性材料有尿醛樹脂和不飽和聚酯等，酚醛樹脂及環(huán)氧樹脂也在小范圍內(nèi)使用。在小范圍內(nèi)使用。 尿醛樹脂使用方便，固化速度快，與有害物質(zhì)形成的固化尿醛樹脂使用方便，固化速度快，與有害物質(zhì)形成的固化體有較好的耐水性、耐腐蝕性、價

42、格也較便宜，使用較為廣體有較好的耐水性、耐腐蝕性、價格也較便宜，使用較為廣泛。不飽和聚醋樹脂在常溫常壓下即可固化。泛。不飽和聚醋樹脂在常溫常壓下即可固化。 日本岡山公害防治中心利用不飽和聚醋樹脂固化處理電鍍?nèi)毡緦焦Ψ乐沃行睦貌伙柡途鄞讟渲袒幚黼婂兾勰啵纬傻墓袒w抗壓強度大，重量輕，表面光澤，可污泥，所形成的固化體抗壓強度大，重量輕，表面光澤，可以作為建筑材料使用。以作為建筑材料使用。 玻璃原料為固化劑，將其與危險廢物以一定的配料玻璃原料為固化劑，將其與危險廢物以一定的配料比混合后，在比混合后，在1000100015001500的高溫下熔融，經(jīng)退火后形成的高溫下熔融，經(jīng)退火后形成穩(wěn)

43、定的玻璃固化體。穩(wěn)定的玻璃固化體。概念固化劑特點 6.3.4 玻璃固化玻璃固化處理處理1、基本概念、基本概念玻璃固化是用玻璃原料（如氧化硅等）作為固化劑和待處理廢料混合玻璃固化是用玻璃原料（如氧化硅等）作為固化劑和待處理廢料混合均勻，先在高溫下煅燒，然后升溫至均勻，先在高溫下煅燒，然后升溫至 11001150保溫數(shù)小時，形保溫數(shù)小時，形成熔融的玻璃體，冷卻后再經(jīng)退火處理即可得到堅固而穩(wěn)定的固化體成熔融的玻璃體，冷卻后再經(jīng)退火處理即可得到堅固而穩(wěn)定的固化體。玻璃的種類繁多，普通的鈉鉀玻璃熔點較低，制造容易，但在水中的玻璃的種類繁多，普通的鈉鉀玻璃熔點較低，制造容易，但在水中的溶解度較高，溶解度較

44、高，因而不能用于高放廢液的固化因而不能用于高放廢液的固化。硅酸鹽玻璃腐蝕能力強。硅酸鹽玻璃腐蝕能力強，但熔點高，制造困難。通常在高放廢液的玻璃固化中，研究較多的，但熔點高，制造困難。通常在高放廢液的玻璃固化中，研究較多的是是磷酸鹽和硼酸鹽磷酸鹽和硼酸鹽玻璃固化過程。玻璃固化過程。 2、玻璃固化方法、玻璃固化方法玻璃固化的方法可分為間歇式和連續(xù)式兩種。玻璃固化的方法可分為間歇式和連續(xù)式兩種。（1）間歇式固化法）間歇式固化法間歇式固化法，是一罐一罐地將高放廢液和玻璃原料一起加入罐內(nèi)，間歇式固化法，是一罐一罐地將高放廢液和玻璃原料一起加入罐內(nèi)，使蒸發(fā)干燥、煅燒、熔融等幾步過程都在罐內(nèi)完成。熔融成玻璃

45、后，使蒸發(fā)干燥、煅燒、熔融等幾步過程都在罐內(nèi)完成。熔融成玻璃后，將熔化玻璃注放貯存容器內(nèi)成型。熔化罐可以反復(fù)使用，也可以采用將熔化玻璃注放貯存容器內(nèi)成型。熔化罐可以反復(fù)使用，也可以采用棄罐方式，即熔化罐本身兼作貯存容器或最終處置容器用。棄罐方式，即熔化罐本身兼作貯存容器或最終處置容器用。（2）連續(xù)式固化法）連續(xù)式固化法連續(xù)式固化法是將蒸發(fā)、煅燒過程與熔融過程分別在煅燒爐和熔融內(nèi)連續(xù)式固化法是將蒸發(fā)、煅燒過程與熔融過程分別在煅燒爐和熔融內(nèi)完成，蒸發(fā)煅燒過程采用連續(xù)進(jìn)料和排料的方式，而熔融過程既可連完成，蒸發(fā)煅燒過程采用連續(xù)進(jìn)料和排料的方式，而熔融過程既可連續(xù)進(jìn)料和排料，也可連續(xù)進(jìn)料和間歇排料。續(xù)

46、進(jìn)料和排料，也可連續(xù)進(jìn)料和間歇排料。 （2）玻璃固化的工藝流程）玻璃固化的工藝流程 磷酸鹽玻璃固化的工藝流程磷酸鹽玻璃固化的工藝流程 玻璃固化法的優(yōu)點：玻璃固化法的優(yōu)點：玻璃固化體致密，在水及酸、堿溶液中的浸出率小，大約為玻璃固化體致密，在水及酸、堿溶液中的浸出率小，大約為10-7g/（cm2d）；）；增容比小；增容比??；在玻璃固化過程中產(chǎn)生的粉塵量少；在玻璃固化過程中產(chǎn)生的粉塵量少；玻璃固化體有較高的導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性和輻射穩(wěn)定性。玻璃固化體有較高的導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性和輻射穩(wěn)定性。 玻璃固化法的缺點：玻璃固化法的缺點：裝置較復(fù)雜；裝置較復(fù)雜；處理費用昂貴、工作溫度較高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；處理費用昂貴

47、、工作溫度較高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；操作過程中會產(chǎn)生較多的廢氣，必須加以收集處理，以防止二次污操作過程中會產(chǎn)生較多的廢氣，必須加以收集處理，以防止二次污染的產(chǎn)生。染的產(chǎn)生。以石灰和具有火山灰活性的物質(zhì)（如粉煤灰、垃圾以石灰和具有火山灰活性的物質(zhì)（如粉煤灰、垃圾焚燒灰渣、水泥窯灰等）為固化基材對危險廢物進(jìn)行穩(wěn)定焚燒灰渣、水泥窯灰等）為固化基材對危險廢物進(jìn)行穩(wěn)定化與固化處理的方法。重金屬被吸附于膠體結(jié)晶中，包裹化與固化處理的方法。重金屬被吸附于膠體結(jié)晶中，包裹起來的粘結(jié)性物質(zhì)起來的粘結(jié)性物質(zhì)概念應(yīng)用特點 6.3.5 石灰固化石灰固化處理處理特點原理應(yīng)用概念 6.3.6 自膠結(jié)固化自膠結(jié)固化處理處理圖圖6

48、-5 6-5 煙道氣脫硫泥渣自膠結(jié)固化的工藝流程煙道氣脫硫泥渣自膠結(jié)固化的工藝流程6.3.7 6.3.7 水玻璃固化水玻璃固化 水玻璃固化：水玻璃固化：以水玻璃為固化劑，無機酸類（如硫酸、以水玻璃為固化劑，無機酸類（如硫酸、硝酸、鹽酸和磷酸）為助劑，與有害污泥按一定的配料比進(jìn)硝酸、鹽酸和磷酸）為助劑，與有害污泥按一定的配料比進(jìn)行中和與縮合脫水反應(yīng)，形成凝膠體，將有害污泥包容，經(jīng)行中和與縮合脫水反應(yīng)，形成凝膠體，將有害污泥包容，經(jīng)凝結(jié)硬化逐步形成水玻璃固化體。凝結(jié)硬化逐步形成水玻璃固化體。 水玻璃固化電鍍污泥時的配比為：水玻璃（水玻璃固化電鍍污泥時的配比為：水玻璃（3 3號硅酸號硅酸鈉）鈉）混酸

49、（純硫酸與純磷酸之比為混酸（純硫酸與純磷酸之比為9191）污泥為污泥為5.850.5593.65.850.5593.6。技術(shù)技術(shù)適用對象適用對象主要優(yōu)點主要優(yōu)點主要缺點主要缺點水泥水泥固化法固化法重金屬、重金屬、氧化物、氧化物、廢酸廢酸1.1.水泥攪拌，技術(shù)已相當(dāng)成熟；水泥攪拌，技術(shù)已相當(dāng)成熟；2.2.對廢物中對廢物中化學(xué)性質(zhì)的變動承受力強化學(xué)性質(zhì)的變動承受力強;3.;3.可由水泥與廢可由水泥與廢物的比例來控制固化體的結(jié)構(gòu)缺點與防水性；物的比例來控制固化體的結(jié)構(gòu)缺點與防水性；4.4.無需特殊的設(shè)備，處理成本低；無需特殊的設(shè)備，處理成本低；5.5.廢物可廢物可直接處理，無需前處理。直接處理，無需

50、前處理。1.1.廢物如含特殊的鹽類，會造成廢物如含特殊的鹽類，會造成固化體破裂；固化體破裂；2.2.有機物的分解造有機物的分解造成裂隙，增加滲透性，降低結(jié)構(gòu)成裂隙，增加滲透性，降低結(jié)構(gòu)強度；強度；3.3.大量水泥的使用可增加大量水泥的使用可增加固化體的體積和質(zhì)量固化體的體積和質(zhì)量石灰石灰固化法固化法重金屬、重金屬、氧化物、氧化物、廢酸廢酸1 1所用物料來源方便，價格便宜；所用物料來源方便，價格便宜；2 2操作不需特殊設(shè)備及技術(shù)；操作不需特殊設(shè)備及技術(shù)；3.3.產(chǎn)品通常便于裝卸，滲透性有所降低產(chǎn)品通常便于裝卸，滲透性有所降低1.1.固化體的強度較低，需較長的固化體的強度較低，需較長的養(yǎng)護時間；養(yǎng)

51、護時間；2.2.有較大的體積膨脹，有較大的體積膨脹，增加清運和處置的困難增加清運和處置的困難瀝青瀝青固化法固化法重金屬、重金屬、氧化物、氧化物、廢酸廢酸1.1.有時需要對廢物預(yù)先脫水或濃縮；有時需要對廢物預(yù)先脫水或濃縮；2.2.固化體空隙率和污染物浸出速率均大大降固化體空隙率和污染物浸出速率均大大降低；低；3.3.固化體的增容較小固化體的增容較小 1.1.需高溫操作，安全性較差；需高溫操作，安全性較差；2.2.一次性投資費用與運行費用比一次性投資費用與運行費用比水泥固化法高水泥固化法高塑性塑性固化法固化法部分非極性有部分非極性有機物、氧化物、機物、氧化物、廢酸廢酸1 1固化體的滲透性較其他固化

52、法低；固化體的滲透性較其他固化法低；2 2對水溶液有良好的阻隔性對水溶液有良好的阻隔性3 3接觸液損失率遠(yuǎn)低于水泥固化與石灰固化。接觸液損失率遠(yuǎn)低于水泥固化與石灰固化。1.1.需特殊設(shè)備和專業(yè)操作人員；需特殊設(shè)備和專業(yè)操作人員；2.2.廢物如含氧化劑或揮發(fā)性物質(zhì)，廢物如含氧化劑或揮發(fā)性物質(zhì)，加熱時會著火或逸散，在操作前加熱時會著火或逸散，在操作前先對廢物干燥、破碎先對廢物干燥、破碎玻璃玻璃固化法固化法不揮發(fā)高危性不揮發(fā)高危性廢物，核廢料廢物，核廢料1 1固化體可長期穩(wěn)定；固化體可長期穩(wěn)定；2 2可利用廢玻璃屑作為固化材料；可利用廢玻璃屑作為固化材料；3 3對核能廢料的處理已有相當(dāng)成功的技術(shù)對核

53、能廢料的處理已有相當(dāng)成功的技術(shù)1 1不適用于可燃或揮發(fā)性的廢物不適用于可燃或揮發(fā)性的廢物2 2高溫?zé)崛谛柘拇罅磕茉?；高溫?zé)崛谛柘拇罅磕茉矗? 3需要特殊設(shè)備及專業(yè)人員需要特殊設(shè)備及專業(yè)人員自膠結(jié)自膠結(jié)固化法固化法硫酸鈣和亞硫硫酸鈣和亞硫酸鈣的廢物酸鈣的廢物1 1燒結(jié)體的性質(zhì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)強度高；燒結(jié)體的性質(zhì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)強度高；2 2燒結(jié)體不具生物反應(yīng)性及著火性燒結(jié)體不具生物反應(yīng)性及著火性1 1應(yīng)用面較狹窄；應(yīng)用面較狹窄；2 2需要特殊設(shè)備及專業(yè)人員需要特殊設(shè)備及專業(yè)人員6.4 化學(xué)穩(wěn)定化處理的基本方法化學(xué)穩(wěn)定化處理的基本方法 6.4.1 概述概述 物理包容是傳統(tǒng)水泥固化的主要機理，然而：物理包容

54、是傳統(tǒng)水泥固化的主要機理，然而： （1）確切的包容機理和對固化體在不同化學(xué)環(huán)境中的長）確切的包容機理和對固化體在不同化學(xué)環(huán)境中的長期學(xué)位的認(rèn)識還很不夠，特別是包容機理，當(dāng)包容體破裂后期學(xué)位的認(rèn)識還很不夠，特別是包容機理，當(dāng)包容體破裂后，廢物會重新進(jìn)入環(huán)境，廢物會重新進(jìn)入環(huán)境 ，造成不可預(yù)見的影響。，造成不可預(yù)見的影響。（2）固化體中微觀化學(xué)變化也）固化體中微觀化學(xué)變化也 沒有找到合適的監(jiān)測方法。沒有找到合適的監(jiān)測方法。（3）對固化試樣的長期化學(xué)浸出學(xué)位和物理完整性還沒有）對固化試樣的長期化學(xué)浸出學(xué)位和物理完整性還沒有客觀的評價?？陀^的評價。（4）融融固化和高溫?zé)Y(jié)固化則存在投資和處理成本昂貴）

55、融融固化和高溫?zé)Y(jié)固化則存在投資和處理成本昂貴的問題。的問題。因此針對不同種類的危險廢物選擇不同種類的穩(wěn)定化藥劑因此針對不同種類的危險廢物選擇不同種類的穩(wěn)定化藥劑進(jìn)行化學(xué)穩(wěn)定化處理成為當(dāng)前研究熱點。進(jìn)行化學(xué)穩(wěn)定化處理成為當(dāng)前研究熱點。 用化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)處理危險廢物，可以在實現(xiàn)廢物無害化用化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)處理危險廢物，可以在實現(xiàn)廢物無害化的同時，達(dá)到廢物少增容或者不增容，從而提高危險廢物處的同時，達(dá)到廢物少增容或者不增容，從而提高危險廢物處理處置系統(tǒng)的總體效果和經(jīng)濟性。同時，可以通過改進(jìn)化學(xué)理處置系統(tǒng)的總體效果和經(jīng)濟性。同時，可以通過改進(jìn)化學(xué)藥劑的構(gòu)造和性能，使之與廢物中危險成分之間的化學(xué)作用藥劑

56、的構(gòu)造和性能，使之與廢物中危險成分之間的化學(xué)作用得到強化，進(jìn)而提高穩(wěn)定化產(chǎn)物的長期穩(wěn)定性，減少最終處得到強化，進(jìn)而提高穩(wěn)定化產(chǎn)物的長期穩(wěn)定性，減少最終處置過程中穩(wěn)定化產(chǎn)物對環(huán)境的二次污染。置過程中穩(wěn)定化產(chǎn)物對環(huán)境的二次污染。 化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)以處理含重金屬的危險廢物為主，例如，以處理含重金屬的危險廢物為主，例如，焚燒飛灰、電鍍污泥、重金屬污染土壤等，當(dāng)然，化學(xué)穩(wěn)定焚燒飛灰、電鍍污泥、重金屬污染土壤等，當(dāng)然，化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)在處理含有機物的危險廢物時也能取得較好的效果，化技術(shù)在處理含有機物的危險廢物時也能取得較好的效果，如可以利用氧化還原的原理處理危險廢物中的有機物，如可以利用氧化還原

57、的原理處理危險廢物中的有機物，使使其其實現(xiàn)解毒的目的。實現(xiàn)解毒的目的。 到目前為止，基于不同的原理已經(jīng)發(fā)展了許多化學(xué)穩(wěn)定化到目前為止，基于不同的原理已經(jīng)發(fā)展了許多化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)，這些技術(shù)主要包括：技術(shù)，這些技術(shù)主要包括：基于基于pH值控制原理的化學(xué)穩(wěn)定化值控制原理的化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)、基于氧化技術(shù)、基于氧化/還原電勢控制原理的化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)、基于還原電勢控制原理的化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)、基于沉淀原理的化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)、基于吸附原理的化學(xué)穩(wěn)定化技沉淀原理的化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)、基于吸附原理的化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)及基于離子交換原理的化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)等，術(shù)及基于離子交換原理的化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)等，其中，前三類其中，前三類技術(shù)特別是

58、基于氧化技術(shù)特別是基于氧化/還原電勢控制原理和基于沉淀原理的化還原電勢控制原理和基于沉淀原理的化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)是危險廢物穩(wěn)定化處理中最重要的應(yīng)用方向?qū)W穩(wěn)定化技術(shù)是危險廢物穩(wěn)定化處理中最重要的應(yīng)用方向。6.4.2化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)的基本原理化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)的基本原理1、pH控制原理控制原理其原理為：其原理為：加入堿性藥劑，將廢物的加入堿性藥劑，將廢物的pH值調(diào)整至重金屬離值調(diào)整至重金屬離子具有最小溶解度的范圍，從而實現(xiàn)子具有最小溶解度的范圍，從而實現(xiàn)其其穩(wěn)定化。常用的穩(wěn)定化。常用的pH調(diào)調(diào)整劑有石灰整劑有石灰CaO或或Ca（OH）2、蘇打、蘇打(Na2CO3)、氫氧化鈉、氫氧化鈉(NaOH)等，另外，除

59、了這些常用的強堿外，大部分固化基材等，另外，除了這些常用的強堿外，大部分固化基材，如普通水泥，石灰窯渣、硅酸鈉等也都是堿性物質(zhì)，如普通水泥，石灰窯渣、硅酸鈉等也都是堿性物質(zhì)，它它們們在固化廢物的同時，也有調(diào)整在固化廢物的同時，也有調(diào)整pH值的作用。另外，石灰及一值的作用。另外，石灰及一些類型的黏土可用作些類型的黏土可用作pH緩沖材料。緩沖材料。2、氧化還原解毒原理、氧化還原解毒原理（1）技術(shù)原理）技術(shù)原理某些金屬元素的不同價態(tài)離子具有不同毒性，因此為了使某些重金屬離某些金屬元素的不同價態(tài)離子具有不同毒性，因此為了使某些重金屬離子更易于沉淀且毒性最小，常常需要將其還原或者氧化為最有利的價態(tài)子更易

60、于沉淀且毒性最小，常常需要將其還原或者氧化為最有利的價態(tài)，最典型的是將最典型的是將6價鉻（價鉻（Cr6+）還原為）還原為3價鉻（價鉻（Cr3+）、）、3價砷（價砷（As3+）氧）氧化為五價砷（化為五價砷（As5+）。而對于氰化物和一些有機物，可以采用強氧化劑）。而對于氰化物和一些有機物，可以采用強氧化劑進(jìn)行氧化處理，或者強氧化劑結(jié)合進(jìn)行氧化處理，或者強氧化劑結(jié)合UV、臭氧、催化劑、加熱等進(jìn)行處理、臭氧、催化劑、加熱等進(jìn)行處理，達(dá)到解毒的目的。，達(dá)到解毒的目的。常用的還原劑有硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉、亞硫酸氫常用的還原劑有硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫等，常用的氧化劑有臭氧、過氧化氫、氯