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1、1第四章第四章 固体废物的固化固体废物的固化与稳定化处理与稳定化处理固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第1页/共49页2 内内 容容 提提 要要 固化固化稳定化稳定化浮选浮选溶剂浸出溶剂浸出见第三章见第三章自学自学 (物理化学过程，适合有价或有害成分处理物理化学过程，适合有价或有害成分处理)固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物
2、的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第2页/共49页34.1 概述概述 4.2 水泥固化水泥固化4.3 沥青固化沥青固化 4.4 塑料固化塑料固化 4.5 玻璃固化玻璃固化 4.6 石灰固化和自胶结固化石灰固化和自胶结固化 内内 容容 提提 要要 固化固化稳定化稳定化固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第3页/共49页44.1 4.1 概概 述述 基本概念基本概念废物固化废物固化废物固化是用物
3、理化学方法将有害废物掺和并包容在密实的废物固化是用物理化学方法将有害废物掺和并包容在密实的惰性材料中，使其稳定化的过程。惰性材料中，使其稳定化的过程。固化途径固化途径 通过化学转变，将污染物引入到某种稳定固体物质的晶格中去；通过化学转变，将污染物引入到某种稳定固体物质的晶格中去；通过物理过程，把污染物直接掺入到惰性基材中去。通过物理过程，把污染物直接掺入到惰性基材中去。固化剂固化剂 固化过程所用的惰性材料。固化过程所用的惰性材料。固化体固化体 有害废物经过固化处理所形成的固化产物。有害废物经过固化处理所形成的固化产物。稳定化稳定化 利用化学添加剂等技术手段，改变废物中有毒有害组分的赋利用化学添
4、加剂等技术手段，改变废物中有毒有害组分的赋利用化学添加剂等技术手段，改变废物中有毒有害组分的赋利用化学添加剂等技术手段，改变废物中有毒有害组分的赋 存状态或化学组成形式，以降低毒性、溶解性和迁移性的过程。存状态或化学组成形式，以降低毒性、溶解性和迁移性的过程。存状态或化学组成形式，以降低毒性、溶解性和迁移性的过程。存状态或化学组成形式，以降低毒性、溶解性和迁移性的过程。固定化固定化 具有固化和稳定化作用的过程。具有固化和稳定化作用的过程。限定化限定化、包容化、包容化固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固
5、体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第4页/共49页5 所形成的固化体应具有良好的所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干抗渗透性、抗浸出性、抗干 湿性、抗冻融性湿性、抗冻融性及足够的及足够的机械强度机械强度等，最好能作为资源加等，最好能作为资源加 以利用，如作建筑基础和路基材料以利用，如作建筑基础和路基材料 固化过程中固化过程中材料和能量消耗材料和能量消耗要低，要低，增容比增容比(即所形成的固化即所形成的固化 体体积与被固化废物的体积之比体体积与被固化废物的体积之比)要低要低 固化工艺过程简单、便于操作固化工艺过程简单、便于操作 固化剂来源丰
6、富，价廉易得固化剂来源丰富，价廉易得 处理费用低处理费用低 固化处理的基本要求固化处理的基本要求固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第5页/共49页6评价固化处理效果的主要指标评价固化处理效果的主要指标1.1.固化体的浸出速率固化体的浸出速率式中：式中：VnVn 标准比表面的样品每天浸出有害物质的浸出速率，标准比表面的样品每天浸出有害物质的浸出速率，cmcm/d/dm mn n 第第n n个浸提剂更换期的内浸出的有害物质的量，
7、个浸提剂更换期的内浸出的有害物质的量，g gm m0 0 样品中原有的有害物质的量，样品中原有的有害物质的量，g gAeAe 样品暴露的表面积，样品暴露的表面积，cmcm2 2V V 样品的体积，样品的体积，cmcm3 3tntn 第第n n个浸提剂更换期的时间，个浸提剂更换期的时间，d d2.2.增容比增容比(即所形成的固化体体积与被固化废物的体积之比即所形成的固化体体积与被固化废物的体积之比)固化体体积固化体体积固化前有害废物的体积固化前有害废物的体积 mn/m0_ (Ae/V)tnVn=R3.3.抗压强度抗压强度贮桶贮桶0.10.5Mpa；建材建材10Mpa浸出率浸出率g/cm2.d固体
8、废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第6页/共49页7固化固化/稳定化处理对象稳定化处理对象 危险废物处理，使其满足安全处置工程与技术要求。危险废物处理，使其满足安全处置工程与技术要求。其它处理过程的残渣、电镀废水处理产生的污泥，以及其它工业废渣其它处理过程的残渣、电镀废水处理产生的污泥，以及其它工业废渣 固化固化/稳定化处理以防止其无控堆放造成环境污染。稳定化处理以防止其无控堆放造成环境污染。土壤去污，特别是当大面积土壤受到有机
9、或无机有毒有害污染物污染土壤去污，特别是当大面积土壤受到有机或无机有毒有害污染物污染 时，对其稳定处理以恢复土壤功能。时，对其稳定处理以恢复土壤功能。固化处理的目的固化处理的目的 在于改变废物的工程特性，即增加废物的机械强度，减少废物的可压在于改变废物的工程特性，即增加废物的机械强度，减少废物的可压 缩性和渗透性，以便于废物的运输、处置和利用，降低废物对环境与健缩性和渗透性，以便于废物的运输、处置和利用，降低废物对环境与健 康的风险。康的风险。稳定化处理的目的稳定化处理的目的 在于降低废物中有毒有害组分的毒性（危害性）、溶解性和迁移性，在于降低废物中有毒有害组分的毒性（危害性）、溶解性和迁移性
10、，即将污染物全部或部分地固定于支持介质或粘结剂等添加剂上，借此降即将污染物全部或部分地固定于支持介质或粘结剂等添加剂上，借此降 低废物对环境与健康的风险。低废物对环境与健康的风险。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第7页/共49页84.2 4.2 水泥固化水泥固化一、水泥固化的基本理论一、水泥固化的基本理论二、水泥固化的工艺流程二、水泥固化的工艺流程三、水泥固化法的应用三、水泥固化法的应用四、水泥固化法的特点四、水泥固化法的
11、特点固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第8页/共49页9水泥固化基本理论水泥固化基本理论水泥固化基本理论水泥固化基本理论p水泥固化原理水泥固化原理水泥固化原理水泥固化原理 水泥是一种无机胶凝结剂，经水化反应可形成坚硬的水泥块，能将砂水泥是一种无机胶凝结剂，经水化反应可形成坚硬的水泥块，能将砂石等添加料牢固地凝结在一起。石等添加料牢固地凝结在一起。水泥固化有害废物利用了水泥的无机胶凝性质，废物被掺入水泥的基水泥固化有害废物利用
12、了水泥的无机胶凝性质，废物被掺入水泥的基质中，水泥与废物中的水分或另外添加的水分，发生水化反应后生成凝质中，水泥与废物中的水分或另外添加的水分，发生水化反应后生成凝胶，将有害污泥微粒分别包容，并逐步硬化形成水泥固化体。胶，将有害污泥微粒分别包容，并逐步硬化形成水泥固化体。固化机理固化机理 水泥的水化产物水泥的水化产物 3 CaOSiO3,水化结晶体内包进了污泥微粒，使得污泥水化结晶体内包进了污泥微粒，使得污泥中的有害物质被封闭在固化体内，达到稳定化、无害化的目的。中的有害物质被封闭在固化体内，达到稳定化、无害化的目的。化学反应化学反应 P 117固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理
13、与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第9页/共49页10纤维状、针状和柱状的水化产物纤维状、针状和柱状的水化产物 水泥浆体电镜图水泥浆体电镜图固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第10页/共49页11p固化材料固化材料固化材料固化材料固体废物、水泥、水、添加剂固体废物、水泥、水、添加剂p最适宜对象最适宜对象
14、最适宜对象最适宜对象含重金属离子的的污泥含重金属离子的的污泥 在固化过程中，由于水泥具有较高的在固化过程中，由于水泥具有较高的pHpH值，使值，使得污泥中重金属离子在碱性条件下，生成难溶于得污泥中重金属离子在碱性条件下，生成难溶于水的氢氧化物或碳酸盐等。某些重金属离子也可水的氢氧化物或碳酸盐等。某些重金属离子也可以固定在水泥基体的晶格中，从而可有效地防止以固定在水泥基体的晶格中，从而可有效地防止重金属的浸出。重金属的浸出。水泥固化基本理论水泥固化基本理论水泥固化基本理论水泥固化基本理论固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物
15、的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第11页/共49页12水泥主要成分：水泥主要成分：硅酸钙，铝、硅、铁、钙的氧化物硅酸钙，铝、硅、铁、钙的氧化物 用作固化剂的水泥有：用作固化剂的水泥有：普通硅酸盐普通硅酸盐矿渣硅酸盐矿渣硅酸盐火山灰硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥 硅酸盐水泥是由石灰石和粘土混合物或其它含硅、铝，铁的氧化物硅酸盐水泥是由石灰石和粘土混合物或其它含硅、铝，铁的氧化物在约在约145014500 0C C的高温下煅烧，再经磨细制得。的高温下煅烧，再经磨细制得。水泥简介水泥简介水泥固化基本理论水泥固化基本理论水泥固化基本理论水泥固
16、化基本理论无机添加剂：无机添加剂：蛭石、沸石、多种粘土矿物、水玻璃、无机缓凝剂、蛭石、沸石、多种粘土矿物、水玻璃、无机缓凝剂、无无 机速凝剂和骨料等机速凝剂和骨料等 有机添加剂：有机添加剂：硬脂肪酸丁酯、硬脂肪酸丁酯、-糖酸丙酯、柠檬酸糖酸丙酯、柠檬酸固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第12页/共49页13水泥固化影响因素水泥固化影响因素 固化固化固化固化 效果效果效果效果添加剂添加剂添加剂添加剂pHpH 凝凝凝凝 固固固固
17、 时时时时 间间间间 配配配配 料料料料 比比比比pH pH 过高，氢氧化物沉淀，碳酸盐沉淀。过高，带负电荷的羟基络合物，过高，氢氧化物沉淀，碳酸盐沉淀。过高，带负电荷的羟基络合物，过高，氢氧化物沉淀，碳酸盐沉淀。过高，带负电荷的羟基络合物，过高，氢氧化物沉淀，碳酸盐沉淀。过高，带负电荷的羟基络合物，溶解度溶解度溶解度溶解度。Cu9Cu9；Zn9.3 Zn9.3；Cd11.1Cd11.1 改善固化体质量。吸附剂改善固化体质量。吸附剂改善固化体质量。吸附剂改善固化体质量。吸附剂沸石或蛭石加入含硫酸盐的废物中防止其沸石或蛭石加入含硫酸盐的废物中防止其沸石或蛭石加入含硫酸盐的废物中防止其沸石或蛭石加
18、入含硫酸盐的废物中防止其与水泥成分反应生成硫酸铝钙导致体积膨胀和破裂。蛭石也是骨料与水泥成分反应生成硫酸铝钙导致体积膨胀和破裂。蛭石也是骨料与水泥成分反应生成硫酸铝钙导致体积膨胀和破裂。蛭石也是骨料与水泥成分反应生成硫酸铝钙导致体积膨胀和破裂。蛭石也是骨料 水、水泥和废物的量水、水泥和废物的量水、水泥和废物的量水、水泥和废物的量比，比，比，比，水分过少，不能保水分过少，不能保水分过少，不能保水分过少，不能保证水泥的充分水合作用；证水泥的充分水合作用；证水泥的充分水合作用；证水泥的充分水合作用；水分过大，出现泌水现水分过大，出现泌水现水分过大，出现泌水现水分过大，出现泌水现象象象象 投加促凝剂、
19、缓凝剂投加促凝剂、缓凝剂投加促凝剂、缓凝剂投加促凝剂、缓凝剂来控制凝结时间，一般来控制凝结时间，一般来控制凝结时间，一般来控制凝结时间，一般初凝时间初凝时间初凝时间初凝时间2h2h,终凝终凝终凝终凝24h24h，保证混料后有足够时，保证混料后有足够时，保证混料后有足够时，保证混料后有足够时间输送、装桶或浇注间输送、装桶或浇注间输送、装桶或浇注间输送、装桶或浇注水泥固化基本理论水泥固化基本理论水泥固化基本理论水泥固化基本理论固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固
20、化处理固体废物的稳定化与固化处理第13页/共49页14水泥固化法工艺流程水泥固化法工艺流程水泥固化法工艺流程水泥固化法工艺流程 将废物、水泥、添加剂和水在单独的混合器中进行混合，经过充分将废物、水泥、添加剂和水在单独的混合器中进行混合，经过充分搅拌后再注入处置容器中。搅拌后再注入处置容器中。特点：需要设备较少，可充分利用处置容器的容积；但搅拌混合后特点：需要设备较少，可充分利用处置容器的容积；但搅拌混合后的混合器需要洗涤，耗费人力，产生一定数量的洗涤废水。的混合器需要洗涤，耗费人力，产生一定数量的洗涤废水。外部加入水泥的方法外部加入水泥的方法固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处
21、置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第14页/共49页15可直接在最终处置使用的容器内进行混合，然后用可移动的搅拌装置混合可直接在最终处置使用的容器内进行混合，然后用可移动的搅拌装置混合适合危险性大但数量不多的废物，如放射性废物。适合危险性大但数量不多的废物，如放射性废物。优点优点:不产生二次污染物。但处置所用容器体积有限不产生二次污染物。但处置所用容器体积有限(通常用通常用200 L200 L的桶），充的桶），充分搅拌困难，留有无效空间分搅拌困难，留有无效空间水泥固化法工艺流
22、程水泥固化法工艺流程水泥固化法工艺流程水泥固化法工艺流程在桶中加入水泥的方法在桶中加入水泥的方法固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第15页/共49页16电镀污泥固化处理电镀污泥固化处理水泥固化法的应用水泥固化法的应用水泥固化法的应用水泥固化法的应用电镀污泥：包含电镀污泥：包含Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn电镀干污泥、水泥、和水的比电镀干污泥、水泥、和水的比（1-21-2）：）：20 20：（：（6-106-10）固体废物
23、处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第16页/共49页17水泥也用来处理复杂的污泥，如水泥也用来处理复杂的污泥，如多氯联苯多氯联苯、油油和和油泥油泥，含，含二二氯乙烯和二氯乙烷氯乙烯和二氯乙烷的废物，的废物，多种树脂多种树脂，被稳定化固化的，被稳定化固化的塑塑料，石棉，硫化物料，石棉，硫化物等物料等物料水泥固化工艺也较多地被应用于处理垃圾焚烧厂产生的水泥固化工艺也较多地被应用于处理垃圾焚烧厂产生的焚烧焚烧飞灰飞灰这种危险废物这种危险废
24、物水泥固化法的应用水泥固化法的应用水泥固化法的应用水泥固化法的应用固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第17页/共49页18水泥固化法的特点水泥固化法的特点优点：优点：设备和工艺过程简单，无需特殊的设备，设备投资、动力消耗和运行设备和工艺过程简单，无需特殊的设备，设备投资、动力消耗和运行 费用都比较低；费用都比较低；水泥和添加剂价廉易得；水泥和添加剂价廉易得；对含水率较低的废物可直接固化，无需前处理；对含水率较低的废物可直接固
25、化，无需前处理；在常温下就可操作；在常温下就可操作；处理技术已相当成熟，对放射性固体废物的固化容易实现安全运输和处理技术已相当成熟，对放射性固体废物的固化容易实现安全运输和 自动控制等。自动控制等。缺点缺点 水泥固化体的浸出率较高，通常为水泥固化体的浸出率较高，通常为1010-4-4一一1010-5-5 g g(cm(cm2 2d)d)，主要是由，主要是由 于它的空隙率较高所致，因此，需作涂覆处理；于它的空隙率较高所致，因此，需作涂覆处理；水泥固化体的增容比较高，达水泥固化体的增容比较高，达1.5-21.5-2；有的废物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高；有的废物需进行预处理和投加添加剂
26、，使处理费用增高；水泥的碱性易使铵离子转变为氨气逸出；水泥的碱性易使铵离子转变为氨气逸出；处理化学泥渣时，由于生成胶状物，使混合器的排料较困难需加入处理化学泥渣时，由于生成胶状物，使混合器的排料较困难需加入 适量的锯末予以克服。适量的锯末予以克服。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第18页/共49页194.3 4.3 沥青固化沥青固化一一 概述概述二二 沥青固化的基本方法沥青固化的基本方法三三 沥青固化体的性质及其影响因素沥
27、青固化体的性质及其影响因素固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第19页/共49页20定义：定义：沥青固化是以沥青为固化剂，与有害废物在一定的温度、配沥青固化是以沥青为固化剂，与有害废物在一定的温度、配比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害废物均匀地包容在沥青比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害废物均匀地包容在沥青中，形成稳定固化体的过程。中，形成稳定固化体的过程。沥青固化沥青固化沥青固化沥青固化概述概述沥青的特性：沥青的
28、特性：沥青具有良好的粘结性、憎水性沥青具有良好的粘结性、憎水性化学稳定性化学稳定性一定的弹性和塑性一定的弹性和塑性一定的耐腐蚀性（耐大多数酸、碱、盐类）一定的耐腐蚀性（耐大多数酸、碱、盐类）一定的辐射稳定性一定的辐射稳定性石油分馏的残渣，其石油分馏的残渣，其石油分馏的残渣，其石油分馏的残渣，其化学成分包括沥青化学成分包括沥青化学成分包括沥青化学成分包括沥青质、油分、游离碳、质、油分、游离碳、质、油分、游离碳、质、油分、游离碳、胶质、沥青酸和石胶质、沥青酸和石胶质、沥青酸和石胶质、沥青酸和石蜡等。蜡等。蜡等。蜡等。沥青固化应用对象：沥青固化应用对象：中、低放射水平的蒸发残液中、低放射水平的蒸发残
29、液废水化学处理产生的沉渣废水化学处理产生的沉渣焚烧炉产生的灰烬、塑料废物，电镀污泥、砷渣等（同水泥）焚烧炉产生的灰烬、塑料废物，电镀污泥、砷渣等（同水泥）不适合热不稳定物质、不适合热不稳定物质、有机溶剂有机溶剂固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第20页/共49页21沥青固化的基本方法沥青固化的基本方法高温熔化混合蒸发法高温熔化混合蒸发法暂时乳化法暂时乳化法化学乳化法化学乳化法固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与
30、处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第21页/共49页22高温熔化混合蒸发法高温熔化混合蒸发法沥沥青青固固化化的的基基本本方方法法 中放射水中放射水平废水浓平废水浓缩液缩液150230固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第22页/共49页23暂时乳化法暂时乳化法温度为温度为9090度，固体物质在此度，固体物质
31、在此产生混合和包容，分离产生混合和包容，分离9090的水分的水分将分离出的水分除去将分离出的水分除去升温至升温至105-110105-110度，由双螺度，由双螺杆挤压机得到的混合物尚有杆挤压机得到的混合物尚有5-75-7的水分的水分140-150140-150度度混合混合混合混合脱水脱水脱水脱水干燥干燥干燥干燥固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第23页/共49页24化学乳化法化学乳化法废物与乳化沥青混合废物与乳化沥青混合干燥
32、脱水干燥脱水冷却硬化冷却硬化常温常温沥沥青青固固化化的的基基本本方方法法固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第24页/共49页25 沥青固化体的主要性能指标：沥青固化体的主要性能指标：水中的浸出率水中的浸出率辐照稳定性辐照稳定性化学稳定性化学稳定性沥青固化体的性质及其影响因素沥青固化体的性质及其影响因素沥青固化体的性质及其影响因素沥青固化体的性质及其影响因素固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处
33、置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第25页/共49页261 1沥青的种类沥青的种类 用不同类型的沥青所得固化体的浸出率不同，实验表明，采用直用不同类型的沥青所得固化体的浸出率不同，实验表明，采用直馏沥青效果较好。较软的沥青比较硬的沥青所得固化体浸出率低。馏沥青效果较好。较软的沥青比较硬的沥青所得固化体浸出率低。2 2废物量，化学组成及混合状况废物量，化学组成及混合状况 由于沥青与废物之间存在复杂的物理和化学作用，过高的废物量由于沥青与废物之间存在复杂的物理和化学作用，过高的废物量将导致固化体浸
34、出率的急剧上升。鉴于操作和安全上的考虑，一般将导致固化体浸出率的急剧上升。鉴于操作和安全上的考虑，一般应控制加入的废物量与沥青的重量比在应控制加入的废物量与沥青的重量比在40-5040-50。3 3残余水分残余水分 固化体中的残余水分对固化体的浸出率有显著的影响。一般认为固化体中的残余水分对固化体的浸出率有显著的影响。一般认为残余水分的存在将增加沥青中的细孔数量。残余水分应控制在残余水分的存在将增加沥青中的细孔数量。残余水分应控制在1010以下，最好小于以下，最好小于0.50.5（一）影响沥青固化体浸出率的因素（一）影响沥青固化体浸出率的因素 固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与
35、处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第26页/共49页27(二二)影响沥青固化体化学稳定性的因素影响沥青固化体化学稳定性的因素 在沥青固化过程中，沥青会与某些掺入的在沥青固化过程中，沥青会与某些掺入的化合物，氧化剂化合物，氧化剂等发生化学作用，从而影响固化体的化学稳定性。例如纯沥等发生化学作用，从而影响固化体的化学稳定性。例如纯沥青的燃点一般为青的燃点一般为420420左右，而在掺入硝酸盐，亚硝酸盐后，左右，而在掺入硝酸盐，亚硝酸盐后，其燃点降至其燃点降至250-330250
36、-330，因而增加了燃烧的危险性。，因而增加了燃烧的危险性。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第27页/共49页284.4 4.4 塑料固化塑料固化一一 塑料固化原理塑料固化原理二二 塑料固化的应用及其特点塑料固化的应用及其特点固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固
37、化处理第28页/共49页29概念概念概念概念:以塑料为固化剂，与危险废物按一定的比例配料，并加入适以塑料为固化剂，与危险废物按一定的比例配料，并加入适以塑料为固化剂，与危险废物按一定的比例配料，并加入适以塑料为固化剂，与危险废物按一定的比例配料，并加入适量催化剂和填料进行搅拌混合，使其量催化剂和填料进行搅拌混合，使其量催化剂和填料进行搅拌混合，使其量催化剂和填料进行搅拌混合，使其共聚合固化共聚合固化共聚合固化共聚合固化，将危险废物包容，将危险废物包容，将危险废物包容，将危险废物包容形成具有一定强度和稳定性固化体。形成具有一定强度和稳定性固化体。形成具有一定强度和稳定性固化体。形成具有一定强度和
38、稳定性固化体。塑料固化原理塑料固化原理热塑性材料固化热塑性材料固化热塑性材料固化热塑性材料固化石蜡、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等石蜡、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等石蜡、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等石蜡、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等是用熔融的热塑性物质在高温下与干燥脱水危险废物混合，以达到是用熔融的热塑性物质在高温下与干燥脱水危险废物混合，以达到是用熔融的热塑性物质在高温下与干燥脱水危险废物混合，以达到是用熔融的热塑性物质在高温下与干燥脱水危险废物混合，以达到对废物稳定化的目的的过程。对废物稳定化的目的的过程。对废物稳定化的目的的过程。对废物稳定化的目的的过程。热固性塑料固化热固性塑料固化热固性塑料固化
39、热固性塑料固化 脲醛树脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛树脂、环氧树脂脲醛树脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛树脂、环氧树脂脲醛树脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛树脂、环氧树脂脲醛树脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛树脂、环氧树脂 用热固性有机单体和经过粉碎处理的废物充分混合，在助凝剂和用热固性有机单体和经过粉碎处理的废物充分混合，在助凝剂和用热固性有机单体和经过粉碎处理的废物充分混合，在助凝剂和用热固性有机单体和经过粉碎处理的废物充分混合，在助凝剂和催化剂的作用下产生聚合以形成海绵状的聚合物质，从而在每个废催化剂的作用下产生聚合以形成海绵状的聚合物质，从而在每个废催化剂的作用下产生聚合以形成海绵状的聚合物质，从而在每个废催化剂的
40、作用下产生聚合以形成海绵状的聚合物质，从而在每个废物颗粒的周围形成一层不透水的保护膜。物颗粒的周围形成一层不透水的保护膜。物颗粒的周围形成一层不透水的保护膜。物颗粒的周围形成一层不透水的保护膜。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第29页/共49页30应用实例应用实例 日本冈山县公害防治中心利用塑料固化法处理电镀日本冈山县公害防治中心利用塑料固化法处理电镀污泥，其工艺过程是向电镀污泥中加入碳酸钙使其干燥，污泥，其工艺过程是向电
41、镀污泥中加入碳酸钙使其干燥，然后加入不饱和聚酯树脂、催化剂、促进剂及河沙然后加入不饱和聚酯树脂、催化剂、促进剂及河沙(骨骨料料)等经过混合，等经过混合，加热加热形成固化体。形成固化体。其配比为：干污泥重量百分数为其配比为：干污泥重量百分数为3030左右，不饱和左右，不饱和聚酯树脂聚酯树脂20-3520-35，骨料，骨料35-5035-50。该法所形成的固化。该法所形成的固化体与水泥固化体相比具有抗压强度大、重量轻、表面有体与水泥固化体相比具有抗压强度大、重量轻、表面有光泽等特点，可作为轻型建筑材料光泽等特点，可作为轻型建筑材料热固性塑料固化热固性塑料固化热固性塑料固化热固性塑料固化固体废物处理
42、与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第30页/共49页31塑料固化的特点塑料固化的特点优点：优点：可在常温下操作可在常温下操作增容比和固化体的密度较小增容比和固化体的密度较小既能处理干废渣，也能处理污泥浆。既能处理干废渣，也能处理污泥浆。塑料固化体是塑料固化体是不可燃不可燃的。的。缺点：缺点：塑料固化体耐老化性能较差，固化体一旦破裂，污染物浸出会污染环塑料固化体耐老化性能较差，固化体一旦破裂，污染物浸出会污染环境，因此，处置前都应有容器包
43、装，因而增加了处理费用。境，因此，处置前都应有容器包装，因而增加了处理费用。如果以如果以脲醛树脂为固化剂，通常采用强酸作催化剂，需要耐腐蚀的混合设备脲醛树脂为固化剂，通常采用强酸作催化剂，需要耐腐蚀的混合设备或有耐腐蚀衬里的混合器。或有耐腐蚀衬里的混合器。在混合过程中释放有害烟雾，污染周围环境。该法还需要熟练的操作在混合过程中释放有害烟雾，污染周围环境。该法还需要熟练的操作技术以保证固化质量。技术以保证固化质量。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体
44、废物的稳定化与固化处理第31页/共49页324.5 4.5 玻璃固化玻璃固化一一 玻璃固化原理玻璃固化原理二二 玻璃固化方法及工艺流程玻璃固化方法及工艺流程三三 玻璃固化法的特点玻璃固化法的特点固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第32页/共49页33 玻璃固化原理玻璃固化原理 玻璃固化是以玻璃原料为固化剂，将其与有害废物以一玻璃固化是以玻璃原料为固化剂，将其与有害废物以一定的配料比混合后，在高温（定的配料比混合后，在高温（1
45、000-1500 1000-1500 ）下熔融，）下熔融，经退火后即可转化为稳定的玻璃固化体经退火后即可转化为稳定的玻璃固化体主要用于固化高放废物主要用于固化高放废物磷酸盐玻璃固化磷酸盐玻璃固化硼酸盐玻璃固化硼酸盐玻璃固化 K K、NaNa玻璃在水中溶解度较高，玻璃在水中溶解度较高，硅酸盐玻璃熔点过高，均不适用硅酸盐玻璃熔点过高，均不适用固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第33页/共49页34玻璃固化方法及工艺流程玻璃固化方
46、法及工艺流程固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第34页/共49页35优点优点：玻璃固化体致密，在水及酸、碱溶液中的浸出率小，玻璃固化体致密，在水及酸、碱溶液中的浸出率小，大大 约为约为1010-7-7 g/(cmg/(cm2.2.d)d)；增容比小；增容比小；在玻璃固化过程中产生的粉尘量少；在玻璃固化过程中产生的粉尘量少；玻璃固化体有较高的导热性、热温定性和辐射稳定玻璃固化体有较高的导热性、热温定性和辐射稳定性。性。缺点缺点
47、 装置较复杂；装置较复杂；处理费用昂贵；处理费用昂贵；工作温度较高；工作温度较高；设备腐蚀严重；设备腐蚀严重；放射性核素挥发量大。放射性核素挥发量大。玻璃固化法的特点玻璃固化法的特点固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理固体废物的稳定化与固化处理第35页/共49页364.6 4.6 石灰固化和自胶结固石灰固化和自胶结固化化石灰固化石灰固化石灰固化石灰固化概念概念概念概念 以石灰和具有火山灰活性的物质（如粉煤灰、垃圾焚烧灰渣、以石灰和具有火山灰活性的物质（
48、如粉煤灰、垃圾焚烧灰渣、以石灰和具有火山灰活性的物质（如粉煤灰、垃圾焚烧灰渣、以石灰和具有火山灰活性的物质（如粉煤灰、垃圾焚烧灰渣、水泥窑灰等）为固化基材，对危险废物进行稳定化与固化处理的方法。水泥窑灰等）为固化基材，对危险废物进行稳定化与固化处理的方法。水泥窑灰等）为固化基材，对危险废物进行稳定化与固化处理的方法。水泥窑灰等）为固化基材，对危险废物进行稳定化与固化处理的方法。重金属被吸附于胶体结晶中。重金属被吸附于胶体结晶中。重金属被吸附于胶体结晶中。重金属被吸附于胶体结晶中。添加剂添加剂添加剂添加剂 与石灰同时向废物中加入适量的添加剂，如废物中含有可溶性与石灰同时向废物中加入适量的添加剂，
49、如废物中含有可溶性 钡时可添加适量的硫酸根离子等，可获得额外稳定效果。钡时可添加适量的硫酸根离子等，可获得额外稳定效果。应用应用应用应用 适用于稳定石油冶炼污泥、重金属污泥、氧化物、废酸等无机污染物。适用于稳定石油冶炼污泥、重金属污泥、氧化物、废酸等无机污染物。适用于稳定石油冶炼污泥、重金属污泥、氧化物、废酸等无机污染物。适用于稳定石油冶炼污泥、重金属污泥、氧化物、废酸等无机污染物。特点特点特点特点简单，物料来源方便，操作不需特殊设备及技术，比水泥固化法便宜。简单，物料来源方便，操作不需特殊设备及技术，比水泥固化法便宜。简单，物料来源方便，操作不需特殊设备及技术，比水泥固化法便宜。简单，物料来
50、源方便，操作不需特殊设备及技术，比水泥固化法便宜。石灰固化处理得到固化体的强度较低，所需养护时间较长，并且体积膨胀石灰固化处理得到固化体的强度较低，所需养护时间较长，并且体积膨胀石灰固化处理得到固化体的强度较低，所需养护时间较长，并且体积膨胀石灰固化处理得到固化体的强度较低，所需养护时间较长，并且体积膨胀较大，增加清运和处置的困难，因而较少单独使用。较大，增加清运和处置的困难，因而较少单独使用。较大，增加清运和处置的困难，因而较少单独使用。较大，增加清运和处置的困难，因而较少单独使用。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 第第第第 4 4 章章章章 固体废物