第四章固體廢物的物化處理

第四章固體廢物的物化處理第1頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

第四章固體廢物的物化處理

第一節(jié)溶劑浸出第二節(jié)固體廢物的穩(wěn)定化/固化處理

第2頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)溶劑浸出溶劑浸出是指用適當(dāng)?shù)娜軇┡c廢物作用使物料中有關(guān)的組分有選擇性地溶解的物理化學(xué)過(guò)程。浸出主要用于處理成分復(fù)雜有價(jià)成分含量低的礦業(yè)固體廢物、化工和冶金過(guò)程的廢棄物。浸出的目的是要使物料中有用或者有害成分能選擇性地最大限度地從固相轉(zhuǎn)入液相。第3頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三浸出動(dòng)力學(xué)過(guò)程浸出過(guò)程大致分為以下幾個(gè)階段：1.外擴(kuò)散-即溶劑分子向顆粒表面和孔隙擴(kuò)散。2.化學(xué)反應(yīng)-即溶劑達(dá)到反應(yīng)帶之后與顆粒中某些組分發(fā)生反應(yīng)生成可溶性化合物。3.解吸-即可溶性化合物在顆粒表面解吸，其中包括顆粒內(nèi)部孔隙的可溶性化合物的解吸。4-反擴(kuò)散-即可溶性化合物在固體表面解吸之后，向液相擴(kuò)散。浸出就是物料中的目的組分不斷進(jìn)入液相，最后進(jìn)行固液分離，使目的組分全部或大部分轉(zhuǎn)入液相，再?gòu)囊合嘀谢厥绽?。?頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三溶劑的選擇是浸出工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，選擇的溶劑一般要有如下幾個(gè)特點(diǎn)：1.對(duì)目的組分選擇性要好；2.浸出率高，速率快；3.成本低，容易制取，便于回收和循環(huán)使用；4.對(duì)設(shè)備腐蝕性小。第5頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三浸出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理根據(jù)物料和溶劑的相互作用特性，溶解過(guò)程可分為物理溶解過(guò)程和化學(xué)溶解過(guò)程。物理溶解過(guò)程是指溶質(zhì)在溶劑作用下僅發(fā)生晶格的破壞，其離子或原子之間的化學(xué)鍵的破壞是一種可逆的過(guò)程，溶質(zhì)也可以從溶劑中再結(jié)晶出來(lái)，過(guò)程消耗的能量等于晶格能?；瘜W(xué)溶解過(guò)程是指溶劑與物料的有關(guān)組分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性的化合物，這些化合物再進(jìn)入液相的過(guò)程。這種化學(xué)作用主要是交換反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)等，是一種不可逆過(guò)程。第6頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三浸出的后續(xù)作業(yè)是浸出溶液的凈化，常用的凈化方法有：化學(xué)沉淀法，置換法，有機(jī)溶劑萃取法和離子交換法等。第7頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三交換反應(yīng)是物料中的金屬氧化物、硫化物與酸、堿、可溶性鹽作用，生成可溶性的鹽類的過(guò)程。例如：CuO+H2SO4CuSO4+H2OGeO2+2NaOHNa2GeO3+H2OCu+Fe2(SO4)3CuSO4+2FeSO4+S第8頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三氧化還原反應(yīng)是物料組成與溶液之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成可溶性化合物的過(guò)程。例如：Cu+H2SO4+1/2O2CuSO4+H2O第9頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三絡(luò)合反應(yīng)是物料組分與溶劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成可溶性絡(luò)合物的過(guò)程。例如：2Cu+O2+nNH32CuO﹒nNH3Cu+Cu(NH3)4CO3Cu2(NH3)4CO3第10頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三浸出過(guò)程就是目的組分被提取和分離的過(guò)程。浸出過(guò)程所用的藥劑稱為浸出劑，浸出后所含目的組分的溶液稱為浸出液，剩余殘?jiān)Q為浸出渣。幾種典型的浸出反應(yīng)按照浸出藥劑種類的不同，浸出可分為酸浸、堿浸、中性浸出等。第11頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三中性溶劑浸出浸出劑：水和鹽，如NaCl、高價(jià)鐵鹽、次氯酸鈉等溶液。如含金廢渣的NaCN溶液浸出：2Au+4NaCN+H2O+1/2O2

2NaAu(CN)2+2NaOH第12頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三酸性溶劑浸出浸出劑：硫酸，鹽酸，硝酸，王水等。例如有色金屬冶煉過(guò)程產(chǎn)出的鎳渣、錳渣、鈷渣等可進(jìn)行還原酸浸浸出：MnO2+2Fe2++4H+Mn2++2Fe3++2H2O2Co(OH)3+SO2+2H+2Co2++SO42-+4H2O2Ni(OH)3+SO2+2H+2Ni2++SO42-+4H2O第13頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三堿性溶劑浸出浸出劑：碳酸銨、氨水、碳酸鈉、硫化鈉等。如用碳酸鈉浸出經(jīng)焙燒過(guò)的鎢礦：CaWO4+Na2CO3+SiO2Na2WO4+CaSiO3+CO2

銅、鎳、鈷等固體廢物可用氨浸：CuO+2NH4OH+(NH4)2CO3Cu(NH3)4CO3+3H2O第14頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三影響浸出過(guò)程的主要因素：1、物料粒度及特性2、浸出溫度3、浸出壓力4、攪拌速度5、浸出溶劑濃度及固液比等第15頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三從浸出液中提取或分離目的組分的方法：1、離子沉淀2、置換沉淀3、電沉淀4、離子交換5、溶劑萃取等第16頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三浸出工藝：1、滲濾浸出：浸出劑溶液通過(guò)物料層實(shí)現(xiàn)的。有就地浸出、堆浸和槽浸三種方法。設(shè)備：滲濾浸出槽。2、攪拌浸出：用機(jī)械或空氣對(duì)物料和浸出液進(jìn)行攪拌，有常壓和高壓兩種。設(shè)備：機(jī)械攪拌浸出槽、空氣攪拌浸出槽、流態(tài)化逆流浸出塔和高壓釜等第17頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)固體廢物穩(wěn)定化/固化處理

概述

水泥固化

瀝青固化

塑料固化

玻璃固化

其他固化方法

第18頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.2概述藥劑穩(wěn)定化處理固化的概念

固化的機(jī)理固化劑

固化效果的評(píng)價(jià)

第19頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三藥劑穩(wěn)定化是利用化學(xué)藥劑通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑?、低遷移性及低毒性物質(zhì)的過(guò)程。主要的有毒有害物質(zhì)是Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn等重金屬，As、S、F等非金屬，放射性元素，含氯有機(jī)物、硫醇、酚類、氰化物等。穩(wěn)定化處理技術(shù)主要有：重金屬的化學(xué)穩(wěn)定化技術(shù)和有機(jī)污染物的氧化解毒技術(shù)。第20頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三重金屬離子的穩(wěn)定化技術(shù)化學(xué)方法：中和法、氧化還原法、溶出法、化學(xué)沉淀法物理化學(xué)方法：吸附和離子交換法第21頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三中和法對(duì)酸性泥渣常用石灰石、石灰、氫氧化鈉或碳酸氫鈉等中和對(duì)堿性泥渣常用硫酸或鹽酸中和氧化還原法通過(guò)價(jià)態(tài)的變化將有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或低毒的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的組分。如Cr6+、Hg2+、As5+具有毒性，而Cr3+、Hg+、As3+等則無(wú)毒或低毒。常用的還原劑有：硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等。第22頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三化學(xué)沉淀法含有重金屬的污染物廢物通過(guò)加入化學(xué)試劑，形成難溶的沉淀物的方法。氫氧化物沉淀、硫化物沉淀、硅酸鹽沉淀、碳酸鹽沉淀、鐵氧體沉淀、螯合物沉淀等。第23頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三有機(jī)污染物的氧化解毒處理臭氧氧化解毒：利用臭氧的強(qiáng)氧化性解毒。例如NaCN+O3NaCNO+O2過(guò)氧化氫氧化解毒：CH2Cl2+2H2O2CO2+2H2O+2HCl氯氧化解毒：次氯酸解毒或和氯氣混合解毒：CN-+ClO-CNO-+Cl-2NaCNO+3Cl2+4NaOHN2+2CO2+6NaCl+2H2O第24頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三固化指用物理－化學(xué)方法將有害廢物摻合并包容在密實(shí)的惰性基材中，使其達(dá)到穩(wěn)定化的一種過(guò)程。有害廢物經(jīng)固化處理后，其滲透性和溶出性均可降低，所得固化塊能安全地運(yùn)輸和方便地進(jìn)行堆存或填埋，對(duì)穩(wěn)定性和強(qiáng)度適宜的產(chǎn)品還可以作為筑路的基材。

第25頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三固化的機(jī)理

固化有兩種方式，其機(jī)理也不盡相同：將有害廢物通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)變或引入到某種晶格中達(dá)到穩(wěn)定化。將有害廢物用惰性材料加以包容使之與環(huán)境隔離。根據(jù)上述基本原理，固化處理方法可劃分為四類：包膠固化（又稱凝結(jié)固化）按固化劑：a.水泥固化；b.瀝青固化；c.石灰固化；c.塑料固化按包膠結(jié)構(gòu)：a.宏觀包膠：將有害廢物包裹在包膠體內(nèi)，使其與環(huán)境隔離。b.微囊包膠：用包膠材料包覆廢物的微粒。自膠結(jié)固化：適用于含有大量能稱為膠凝劑的廢物，（如：排煙脫硫石膏）玻璃固化：將污泥與玻璃原料一起燒制成玻璃。水玻璃固化：利用水玻璃加酸后的硬化等性能將有害廢物結(jié)合，包容及吸附而固化。

第26頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三固化劑(Solidifyingagent)

固化常用的惰性材料：①水泥、瀝青、塑料、石灰（凝結(jié)固化）②硅酸鈉（水玻璃）、粘土（玻璃化固化）

第27頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三固化效果的評(píng)價(jià)

浸出速率(leachingrate)

增容比(Enlargementratio)

第28頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三a.浸出速率(leachingrate)

定義指固化體內(nèi)的有害物質(zhì)在水或溶液中的浸出速度。表達(dá)式式中：mn－浸出時(shí)間內(nèi)出的有害物質(zhì)的量，mg；

m0－樣品中含有的有害物質(zhì)的量，mgAe－樣品的表面積，cm2；

V－樣品的體積，cm3

；

t－浸出時(shí)間，d;

第29頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三b.增容比(Enlargementratio)

定義指固化體體積與被固化有害廢物體積的比值。表達(dá)式式中：

V2－固化體體積，m3；

V1－固化前有害廢物的體積，m3；

Ci—增容比，也是應(yīng)越低越好。第30頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.2水泥固化原理

水泥與添加劑

水泥固化法的應(yīng)用

水泥固化法的特點(diǎn)

第31頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.2.1原理概念：以水泥為固化劑將有害廢物進(jìn)行固化的一種處理方法。

原理： 水泥是一種無(wú)機(jī)膠凝材料，是以水化反應(yīng)的形式凝固并逐步硬化的，包括兩種作用：凝膠包容(Gelencapsulation)：水泥與污泥中的水發(fā)生水化反應(yīng)，生成的凝膠將污泥中的固態(tài)物質(zhì)包容（污泥中的固態(tài)物稱為水化物的骨料從而被水泥凝膠包容）。離子沉淀(ionicprecipitation)：水泥是一種堿性物質(zhì)，污泥中的重金屬離子與水泥中的OH－反應(yīng)生成難溶于水的沉淀（重金屬離子以其穩(wěn)定的化合物形式存在與水泥制品中）。

第32頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.2.2水泥與添加劑

水泥(cement)添加劑(additive)第33頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（1）水泥

水泥的種類硅酸鹽水泥：以石灰、粘土為主要原料的水泥（又叫波特蘭水泥）；礦渣水泥：加入了一定量的高爐水淬渣（火山灰質(zhì)）。粉煤灰水泥：加入了一定量的粉煤灰（火山灰質(zhì)）。高鋁水泥：加入了一定量的高鋁原料，如鋁土。用于固化處理的水泥主要有：硅酸鹽水泥：適用于腐蝕性不強(qiáng)的污泥（因硅酸鹽水泥易于和污泥中的油類，有機(jī)酸，金屬氧化物反應(yīng)損害凝結(jié)硬化過(guò)程）。礦渣水泥：具有抗硫酸鹽和抗化學(xué)腐蝕性。粉煤灰水泥：抗硫酸鹽。第34頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）添加劑

作用改善固化條件（如早強(qiáng)劑），提高固化體的質(zhì)量（如減水劑）。添加劑種類吸附劑（活性氧化鋁等）：吸附污泥中的有害組分。緩凝劑（檸檬酸等）：獲得一定的操作時(shí)間。促凝劑（水玻璃等）：提高早期強(qiáng)度。減水劑（Na2SO4等）：降低水灰比，提高強(qiáng)度。

第35頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.2.3水泥固化法的應(yīng)用

電鍍干污泥的水泥固化

含水率為75％的污泥一般工藝流程

第36頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（1）電鍍干污泥的水泥固化

干污泥?

水泥?

水＝（1～2）?

20?

（6～10）強(qiáng)度可達(dá)：10～20Mpa浸出濃度：Hg<0.0002mg/LCd<0.02mg/LPb<0.002mg/LCr6+<0.02mg/LAs<0.01mg/L第37頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）高含水率污泥的固化污泥含水率為75%污泥?

水泥?

添加劑?

水＝60?

30?10?

20

其中：添加劑是液態(tài)或粉末狀的無(wú)機(jī)試劑，有時(shí)加礫石和砂子。第38頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（3）工藝流程水泥固化的工藝流程見(jiàn)圖4-1。第39頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三圖4-1水泥固化的工藝流程第40頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.2.4水泥固化法的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：有效；簡(jiǎn)單（工藝和設(shè)備及操作）；費(fèi)用低。缺點(diǎn)浸出率高（空隙率高所至）；增容比高（1.5～2）；有時(shí)需預(yù)處理（當(dāng)含腐蝕性物質(zhì)時(shí)），增加費(fèi)用；銨離子易溢出（堿性反應(yīng)）；不適合于化學(xué)泥渣（膠狀物、排料困難，但可采用加鋸末解決）。第41頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.3瀝青(asphalt)固化

概述

基本方法主要影響因素

第42頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.3.1概述概念將污泥與瀝青混合，通過(guò)加熱、蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)固化的方法瀝青的性質(zhì)具有粘結(jié)性、化學(xué)穩(wěn)定性，彈性，塑性；具有對(duì)大多數(shù)酸、堿、鹽的耐腐蝕性和一定的抗輻射性。應(yīng)用范圍中、低放射性蒸發(fā)殘液；化學(xué)法處理廢水的沉渣；焚燒灰分。第43頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.3.2基本方法

高溫熔化混合蒸發(fā)暫時(shí)乳化法化學(xué)乳化法第44頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.3.2.1高溫熔化混合蒸發(fā)法

（Hightemperaturemelting-vaporizationmethod）工藝流程特點(diǎn)

應(yīng)用范圍

第45頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三⑴工藝流程

工藝流程圖（見(jiàn)圖4-2）工藝流程說(shuō)明在瀝青貯槽通入蒸氣加熱，使瀝青成熔融狀態(tài)；在攪拌槽中進(jìn)一步加熱至220℃，并高速攪拌（1500～3000轉(zhuǎn)／分）；在高溫和高攪拌速度的條件下，污泥中的水分蒸發(fā)；排入容器，冷卻后固化；蒸發(fā)氣體經(jīng)冷凝器冷卻，冷凝液體再經(jīng)處理排放，廢氣經(jīng)靜電除塵，木炭過(guò)濾，煙囪排放。

第46頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三圖4-2高溫熔化混合蒸發(fā)法瀝青固化流程第47頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）特點(diǎn)增容比低，濃縮系數(shù)大（見(jiàn)表1-1）固化體致密度高，有害物質(zhì)的浸出率低，一般比水泥固化體低2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。快速硬化：冷卻后即固化（水泥需養(yǎng)護(hù)，28天后為最終強(qiáng)度）。導(dǎo)熱系數(shù)低，水分蒸發(fā)慢，處理時(shí)間長(zhǎng)（需加溫，攪拌)?？刂茰囟龋訜徇^(guò)高造成可燃），運(yùn)輸，貯存要有防火措施。第48頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三表4-1幾種處理方法的比較處理工藝生成物體積（m3）濃縮系數(shù)廢水10001化學(xué)處理45.721冷凍融化（-150）4.5213過(guò)濾1.5666瀝青固化0.472120第49頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（3）應(yīng)用范圍

適用于量小，浸出率要求較低的污泥，如放射性污泥，電鍍污等。第50頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.3.2.2暫時(shí)乳化法

（Temporaryemulsificationmethod）主要步驟固化流程第51頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（1）主要步驟將污泥、瀝青與表面活性劑混合成乳漿狀；處理中等放射性污泥時(shí)，可采用20%活性成分（1/3烷基磺酸鈉和2/3的烷基苯磺酸鈉）的陰離子表面活性劑；用量為與干污泥之比約6：1000；處理高放射性污泥時(shí)，可采用90%活性成分（主要為椰子殼中的氨基丙酮）的陰離子表面活性劑；用量為與干污泥之比約5：100；先經(jīng)過(guò)濾除去大部分水分；再升溫干燥，進(jìn)一步脫水。第52頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）固化流程(solidificatingflowsheet)固化流程見(jiàn)圖4-3。固化流程的說(shuō)明對(duì)含水率為90%的污泥，先經(jīng)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾使含水率降至50%；將污泥、瀝青和表面活性劑按比例一起給入螺桿擠壓機(jī)；螺桿擠壓機(jī)分三個(gè)區(qū)域（圖4-4）：給料區(qū)：不加熱，將三種物料混合；擠壓區(qū)：加熱至900C，并經(jīng)擠壓分離水分；高溫區(qū)：加熱至105-1100C，將水分降至5-7%。經(jīng)螺桿擠壓機(jī)處理后，再給入螺旋干燥器以140-1500C的溫度進(jìn)一步將水分降至0.5%以下；固體和放射性鹽份留在瀝青內(nèi)，冷卻后被固化。第53頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三圖4-3暫時(shí)乳化法瀝青固化流程第54頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三圖4-4雙螺桿擠壓機(jī)示意圖

I.冷卻區(qū)；II-VI.加熱區(qū)第55頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.3.3主要影響因素影響固化體浸出率的因素瀝青的種類；廢物量、化學(xué)組成及混合狀況：廢物量與瀝青的重量比以1：1—2：1為宜；殘余水分：殘余水分越高，浸出率越高，應(yīng)控制在10%以內(nèi)，最好是0.5%以內(nèi)。影響固化體化學(xué)穩(wěn)定性的因素硝酸鹽和亞硝酸鹽能降低瀝青的燃點(diǎn)；能與瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)也能降低瀝青的穩(wěn)定性。第56頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

4.4塑料固化原理

作為固化劑的塑料

塑料固化法的應(yīng)用特點(diǎn)

第57頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（1）原理

以塑料為固化劑與有害廢物按一定的配比，加入適量的催化劑和填料進(jìn)行攪拌混合，使其共聚合固化的方法。第58頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）作為固化劑的塑料熱塑性塑料高溫下呈熔融膠粘液體，如聚乙烯，聚氯乙烯等。熱固性塑料常溫或加熱能固化的塑料，如脲醛樹(shù)脂，不飽和聚酯等。

第59頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（3）塑料固化法的應(yīng)用日本主要應(yīng)用于電鍍污泥，因?yàn)殡婂兾勰嗪罅恐亟饘?，有機(jī)物和油類物質(zhì)，不宜用水泥固化?；九浔龋?干污泥?

塑料?

填料＝30?

20～35?35～50（％）塑料固化產(chǎn)品的特點(diǎn)重量輕，外觀光亮，美觀，可作輕型建筑材料。第60頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（4）塑料固化法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：常溫操作增容比小比重輕缺點(diǎn)：耐老化差需要加酸作為催化劑，故腐蝕設(shè)備，工作條件差。第61頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

4.5玻璃固化原理工藝

特點(diǎn)

第62頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（1）原理

應(yīng)用玻璃制造技術(shù)，將污泥與玻璃原料一起玻璃化。將污泥中的有害組分固定在玻璃體中的固化技術(shù)。

第63頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）工藝

玻璃固化的工藝即為熔制玻璃的工藝，但須注意要滿足下述條件：不含Hg,As（熔點(diǎn)低，易揮發(fā)造成大氣污染）。當(dāng)含Cd,Zn,Ni時(shí)，不應(yīng)含有機(jī)物等還原性物質(zhì)，（有機(jī)物中的C會(huì)使其還原成金屬霧氣揮發(fā)）。不含食鹽類的氯化物，許多金屬會(huì)被氯氣還原成氯化物揮發(fā)。磷酸鹽玻璃固化工藝（見(jiàn)圖4-5）主要用于以硫酸鹽存在的釕、銫等高放射性廢液；磷酸鹽是作為玻璃添加劑使用，目的是降低釕、銫的揮發(fā)性；第64頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三圖4-5磷酸鹽玻璃固化流程第65頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（3）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)在水和酸、堿溶液中的浸出率均低；增容比?。还袒^(guò)程粉塵少；化學(xué)穩(wěn)定性好（導(dǎo)熱性高，耐輻射）缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜，高溫作業(yè)，費(fèi)用高，揮發(fā)量大。

第66頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

4.6其他固化方法石灰固化自膠結(jié)固化水玻璃固化

其他

第67頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（1）石灰固化

以石灰為固化劑，粉煤灰和水泥窯灰為填料進(jìn)行固化。僅適用于含硫酸鹽和亞硫酸鹽的廢渣，污泥。固化體可作為路基材料或砂坑填充物。第68頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）自膠結(jié)固化

以污泥中的硫酸鈣和亞硫酸鈣在適宜溫度下煅燒生成具有膠凝性能的半水硫酸鈣(CaSO41/2H2O)，經(jīng)水化反應(yīng)硬化成自膠結(jié)固化體的方法。主要適用于煙道脫硫的泥渣（見(jiàn)圖4-6）。優(yōu)點(diǎn)：以廢治廢

缺點(diǎn)：應(yīng)用范圍受限，僅限于煙道脫硫泥渣

第69頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三圖4-6煙道氣脫硫泥渣的固化流程第70頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（3）水玻璃固化

利用水玻璃的硬化，結(jié)合，包容及吸附性能。水玻璃為堿性物，加酸（各種酸）后發(fā)生中和縮合脫水反應(yīng)，并將污泥中的有害物包容其中。

第71頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（4）其他

日本將電鍍污泥和粘土以1?

1的比例混煉，再回轉(zhuǎn)干燥器造粒，在燒結(jié)爐中燒制，生產(chǎn)人造礫石。日本將電鍍污泥同膨脹頁(yè)巖以1?9混合造粒。在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)用380～1200℃燒制成人工河沙。日本將電鍍污泥同白土以1?1混合，常溫下干燥6天，在1000℃溫度下煅燒，固化體比重2.1，抗壓強(qiáng)度達(dá)23×106帕（23Mpa,相當(dāng)于230號(hào)水泥）。

第72頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三homework什么是藥劑穩(wěn)定化？穩(wěn)定化處理技術(shù)主要有哪些？固體廢物的固化處理？固體廢物的固化處理技術(shù)主要有哪些？固化效果的評(píng)價(jià)有哪兩個(gè)？第73頁(yè)，共76頁(yè)，2023年，2月20日，星期三推薦文獻(xiàn)與思考題推薦文獻(xiàn)陳祖奇等.國(guó)外關(guān)于穩(wěn)定化/固化有毒有害污染物的滲漏試驗(yàn)方法的進(jìn)展.城市環(huán)境與城市生態(tài).2000，13（4）黃衛(wèi)嵐等.含60Co和152Eu放射性廢液的水泥固化配方研究.原子能科學(xué)技術(shù).2001，35（5）陳祖奇等.經(jīng)過(guò)水泥固化的重金屬?gòu)U物的穿透滲漏試驗(yàn).城市環(huán)境與城市生態(tài).