第四章固體廢物的物化處理

促進泡沫形成，增加分選界面，與捕收劑聯(lián)合使用。如：松醇油、脂肪醇等。2.起泡劑氣泡氣泡氣泡氣泡起泡劑圖4-1起泡劑在氣泡表面的吸附圖4-2起泡劑與捕收劑相互作用調(diào)整捕收劑作用及介質(zhì)條件的藥劑。

3.調(diào)整劑活化劑（金屬陽離子、HS-、HSiO3-）、抑制劑（O2、SO2、淀粉、單寧等）、分散劑（水玻璃、磷酸鹽）、絮凝劑（腐殖酸、聚丙烯酰胺）、pH調(diào)整劑（酸、堿）等三、浮選工藝過程（P93)1.調(diào)漿：調(diào)節(jié)浮選前料漿濃度。2.調(diào)藥：藥劑的種類、數(shù)量、濃度調(diào)節(jié)與控制等，通過實驗確定。3.調(diào)泡：調(diào)節(jié)氣泡的過程。a.正浮選：有用物質(zhì)浮入泡沫產(chǎn)物，無用或回收價值不大的物質(zhì)留在料漿中。b.反浮選：無用物質(zhì)浮入泡沫產(chǎn)物，有用物質(zhì)留在料漿中。當(dāng)廢物中含有兩種或兩種以上有用物質(zhì)，采用優(yōu)先浮選、混合浮選方法。影響浮選效果因素：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（如充氣量的大小、液面高低等）四、浮選設(shè)備（P94)目前應(yīng)用最廣泛的浮選機是機械攪拌式浮選機。氣泡在浮選機內(nèi)運動狀況：充氣攪拌區(qū)；分離區(qū)；泡沫區(qū)。第二節(jié)固體廢物穩(wěn)定化/固化處理（1）對危險廢物進行處理，滿足后續(xù)處理或填埋要求；（2）其它處理過程中產(chǎn)生殘渣的無害化處理；（3）對被有害污染物污染的土壤進行去污。一、概述（P107)1.穩(wěn)定化/固化目的2.穩(wěn)定化:將有害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑?、低遷移性及低毒性物質(zhì)的過程。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。物理穩(wěn)定化：通過物理過程將污染物直接摻合到惰性材料中。3.固化將危險廢物轉(zhuǎn)為不可流動固體或形成緊密固體的過程。一種特定的穩(wěn)定化過程。4.限定化：將有毒化合物固定在固體粒子表面的過程。5.包容化：用穩(wěn)定劑/固化劑將有毒物質(zhì)或危險廢物顆粒包容或覆蓋的過程。二.穩(wěn)定化/固化效果評價指標(biāo)vn—浸出速率，cm/d；mn—第n個浸提劑更換期內(nèi)浸出的污染物質(zhì)量，g；m0—樣品中原有的污染物質(zhì)量，mg；Ae—樣品暴露表面積，cm2；V—樣品體積，m3；tn—第n個浸提劑更換期的時間，d。（1）浸出速率vn越小，固化效果越好。Vn實際上是“遞減浸出速率”。評價固化體浸出速率目的：對固化工藝/方法進行比較；預(yù)測固化體在不同環(huán)境中的性能。固化體浸于水或其他溶液中時，固化體中危險物質(zhì)的浸出速度。（2）增容比CRV2—固化體體積，m3；V1—固化前廢物體積，m3。CR越小，固化效果越好。（3）抗壓強度保證固化體安全貯存的重要指標(biāo)。抗壓強度高，危險組分浸出速率低。三、固體廢物藥劑穩(wěn)定化處理（P109）（一）重金屬離子的穩(wěn)定化1、中和法處理含重金屬的酸、堿性泥渣。根據(jù)廢物的酸堿性、含量、藥劑的來源等選擇中和劑。酸渣：石灰石、石灰。堿渣：硫酸或鹽酸。還原劑：FeSO4/Na2S2SO4/NaHSO3等。Cr6+Hg2+As5+Cr3+Hg0As3+氧化還原反應(yīng)2、氧化還原法3、化學(xué)沉淀法（1）氫氧化物沉淀法：投加堿性物質(zhì)，pH是關(guān)鍵。（2）硫化物沉淀法無機硫化物沉淀：大多數(shù)重金屬硫化物溶解度<氫氧化物溶解度，pH>8。有機硫化物沉淀：（3）硅酸鹽沉淀水和金屬離子與二氧化硅或硅膠不同比例結(jié)合，pH范圍2～11）（4）碳酸鹽沉淀:應(yīng)用不廣泛。(5)共沉淀如氫氧化鐵、碳酸鈣產(chǎn)生共沉淀。（6）無機及有機螯合物沉淀4、吸附技術(shù)通過吸附劑吸附廢物中的重金屬離子和有機污染物。5、離子交換技術(shù)溶液中的重金屬離子與離子交換劑發(fā)生交換反應(yīng),去除重金屬離子。(二）有機污染物的氧化解毒處理向廢物中投加強氧化劑，將有機污染物轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，或毒性很小的中間有機物。CH3CHO+O3

紫外線

CH3COOH+O21、臭氧氧化解毒:NaCN+O3NaCNO+O2優(yōu)點：氧化性強，與有機物反應(yīng)徹底、完全。缺點：費用高；臭氧在空氣中極易解離，需現(xiàn)場生產(chǎn)。2、過氧化氫氧化解毒:反應(yīng)如下：CI2+H2OHCIO+H++CI-

HCIO

H++CIO-CN-+ClO-CNO-+Cl-

NaCNO+3Cl2+4NaOHN2+2CO2+NaCl+2H2O(一）水泥固化1.基本理論（1）水泥固化基材及添加劑四、固體廢物固化處理3、氯氧化解毒表4-4水泥主要成分及含量變化范圍無機添加劑：粘土、水玻璃、骨料等；有機添加劑：硬脂酸丁酯、檸檬酸等。（2）水泥固化的化學(xué)反應(yīng)(P117)2.水泥固化工藝及影響因素（1）固化工藝：廢物、水泥、添加劑+水→攪拌混合→養(yǎng)護→固化體。（2）影響因素①pH>8，但過高金屬離子形成羥基絡(luò)合物，溶解度升高；②水、水泥與廢物比例：③凝固時間：初凝時間>2h，終凝時間48h以內(nèi)；④添加劑：3.應(yīng)用及特點(1)應(yīng)用：如電鍍污泥、含汞泥渣、含砷泥渣的固化處理。

圖4-11電鍍污泥固化處理工藝流程圖

(二）石灰固化（P119)

1.固化原理:以石灰和具有火山灰活性的物質(zhì)為固化基材的處理方法。2.應(yīng)用及特點（1）應(yīng)用：如重金屬污泥、石油冶煉污泥等。（2）特點：方法簡單，費用低；增容比大；固化體強度低。(2)特點優(yōu)點：設(shè)備和工藝簡單，費用低；技術(shù)成熟。缺點：固化體浸出率高，增容比大。水泥的堿性易使氨離子轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔庖莩觯?三）瀝青固化1.固化原理（P119）瀝青與危險廢物在一定的溫度、堿度和攪拌作用下發(fā)生皂化反應(yīng)，使有害廢物包容在瀝青中，形成固化體。2.固化工藝包括廢物預(yù)處理、廢物與瀝青混合、二次蒸汽凈化。放射性廢物瀝青固化基本方法：高溫融化混合蒸發(fā)：150～230℃暫時乳化：混合——脫水——干燥，雙螺桿擠壓機化學(xué)乳化：廢物與乳化瀝青混合——干燥脫水——冷卻硬化圖4-12放射性廢物的高溫熔化混合蒸發(fā)法3.應(yīng)用及特點應(yīng)用：低、中放射性殘渣，焚燒灰渣等。特點：浸出率低、增容比小、抗侵蝕性強。高溫操作，易造成二次污染。（四）塑性材料固化法1.固化原理（1）熱固性塑料固化

熱固性有機單體和廢物混合，在助凝劑和催化劑的作用下產(chǎn)生聚合,將廢物包容。（2）熱塑性塑料固化：用熔融的熱塑性物質(zhì)在高溫下與危險廢物混合，達(dá)到廢物穩(wěn)定化。(五）玻璃固化1.固化原理將玻璃與廢物按一定的比例混合，在高溫下熔融，冷卻后形成穩(wěn)定的固化體。2.應(yīng)用:高放射性廢物的處理。3.特點：固化體浸出率?。辉鋈荼刃?；裝置復(fù)雜，費用高。2.應(yīng)用及特點（1）應(yīng)用：低水平放射性廢物。（2）特點：增容比小，不可燃。操作復(fù)雜、價格昂貴；圖4－14硼酸鹽玻璃固化工藝流程（六）自膠結(jié)固化1.原理利用廢物自身的膠結(jié)性能來固化廢物。圖4-15煙道氣脫硫灰渣自膠結(jié)固化工藝流程圖2.特點：工藝簡單；固化體浸出率低；強度高；適用于含硫酸鈣、亞硫酸鈣的廢物；P126：1、2、3、4、5、6、7復(fù)習(xí)思考題表4-2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魏包容法大型包容法有機物有機溶劑和油影響凝固，有機氣體揮發(fā)影響凝固，有機氣體揮發(fā)加熱時，有機氣體揮發(fā)先用固體材料吸附固態(tài)有機物可適應(yīng)，能提高固化體的耐久性可適應(yīng)，能提高固化體的耐久性有可能作為凝結(jié)劑使用可適應(yīng)，可作為包容材料使用無機物酸性廢物水泥可中和酸可適應(yīng)，能中和酸應(yīng)先進行中和處理應(yīng)先進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，否則引起表面脫落可適應(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)表4-3無機廢物固化法和有機廢物包封法的優(yōu)缺點無機廢物固化法有機廢物包封法優(yōu)點①設(shè)備投資費用及日常運行費用低；②所需材料比較便宜而豐富；③處理技術(shù)已比較成熟；④材料的天然堿性有助于中和廢水的酸度；⑤由于材料含水量范圍內(nèi)使用，不需要徹底的脫水過程；⑥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)可從軟的黏土一直變化到整塊石料；⑦用石灰為基質(zhì)的方法可在一個單一的過程中處置兩種廢物；⑧用黏土為基質(zhì)可用于處理某些有機廢物。①污染物遷移率比無機固化法低；②與無機固化法相比需要的固定程度低③處理后材料的密度較低，從而可以降低運輸成本；④有機材料可在廢物與浸出液之間形成一層不透水的邊界層；⑤此法可包封較大范圍的廢物；⑥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①需要大量原料；②原料（特別是水泥）是高能耗產(chǎn)品；③某些廢物如那些含有有機物的廢物在固化時會有一些困難；④處理后產(chǎn)物的質(zhì)量和體積都有較多增加；⑤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；⑥穩(wěn)定化的機理尚未了解。①所以的材料較昂貴；②用熱塑性及熱固性包封法時，干燥、熔化及聚合化過程中能源消耗大；③某些有機聚合物是易燃的；④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；⑤材料可降解的，易被有機溶劑腐蝕；⑥某些這些材料在聚合不完全時自身會造成污染。技術(shù)適用對象主要優(yōu)點主要缺點水泥

固化法重金屬、

氧化物、

廢酸1.水泥攪拌，技術(shù)已相當(dāng)成熟；2.對廢物中化學(xué)性質(zhì)的變動承受力強;3.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；4.無需特殊的設(shè)備，處理成本低；5.廢物可直接處理，無需前處理。1.廢物如含特殊的鹽類，會造成固化體破裂；2.有機物的分解造成裂隙，增加滲透性，降低結(jié)構(gòu)強度；3.大量水泥的使用可增加固化體的體積和質(zhì)量石灰

固化法重金屬、

氧化物、

廢酸1所用物料來源方便，價格便宜；

2操作不需特殊設(shè)備及技術(shù)；

3.產(chǎn)品通常便于裝卸，滲透性有所降低1.固化體的強度較低，需較長的養(yǎng)護時間；2.有較大的體積膨脹，增加清運和處置的困難瀝青

固化法重金屬、

氧化物、

廢酸1.有時需要對廢物預(yù)先脫水或濃縮；

2.固化體空隙率和污染物浸出速率均大大降低；3.固化體的增容較小1.需高溫操作，安全性較差；

2.一次性投資費用與運行費用比水泥固化法高塑性

固化法部分非極性有機物、氧化物、廢酸1固化體的滲透性較其他固化法低；

2對水溶液有良好的阻隔性

3接觸液損失率遠(yuǎn)低于水泥固化與石灰固化。1.需特殊設(shè)備和專