第五章 固体废物固化
第五章 固废
处理，一般至少需经过破碎处理。
机械分选方法：筛选、风选、浮选、磁选、 电选、摩擦和弹跳分选、光电分选和涡流分选等 等。具体方法根据废物组成中各种物质的性质差
异选择确定。
1、概念： 主要是依据各种废弃物物理性能的不同，进 行选择分类。 2、种类： （1）筛分：利用固体粒度差，通过一定孔径的 筛网振动来分离物料。 （2）重力分选：利用相对密度差。 A、风力分选：在风力作用下，重固密度大，沉 降速度大，运动距离近。 轻固密度小，沉降速度小，运动距离远。
细粒透筛时，尽管粒度都小于筛孔，但它
们透筛的难易程度却不同。
粒度小于筛孔3/4的颗粒：易筛粒
粒度大于筛孔3/4的颗粒：难筛粒
棒条筛
格筛
滚筒筛
振动筛
城市垃圾的分选
一、国内两套不同的垃圾分选处理系统
热烟气
小颗粒物质
振动筛
人工分选
磁选
烘干
大颗粒物质
滚筒筛
中间颗粒物质
水泥固化
填埋或利用
破包机
可回收物质
铁金属 人工分选 风选 强力破碎 后续工艺原料
城市垃圾
可回收物质
重质组分
南方垃圾分选处理系统
筛上物
破包
人工分选
磁选 铁金属
滚筒筛 筛下物 固化或制砖
人工分选
可回收物质
风选 强力破碎
后续工艺原料
堆肥
板式给料机 可回收物质 城市垃圾
北方垃圾分选处理系统
（a）系统 ： 固体废物
空气
贮存场 排气 破碎 除尘装置 风选 轻组分 旋分器 空气 贮存场 破碎 磁选 铁金属 风选 重组分
来源
居民
产生过程
固体废物的固化处理.ppt
特点
在水和酸、碱溶液中的浸出率均低； 增容比小； 固化过程粉尘少； 化学稳定性好（导热性高，耐辐射） 工艺复杂，高温作业，费用高，挥发量大。
自胶结固化和大型包封法
• 利用废物自身的胶结特性来达到固化目的的方法。 • 该技术主要用来处理含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物，如石
膏、烟道气脱硫废渣等。 • CaSO4﹒2H2O或CaSO3﹒2H2O经煅烧成具自胶结作用的半水
特别适用于对有害废物和放射性固体废物的固化处理
玻璃固化处理
玻璃原料为固化剂，将其与危险废物以一定的配料比混合后，在 1000～1500℃的高温下熔融，经退火后形成稳定的玻璃固化体。 主要适用于处理放射性废物，不适宜于大型工业有害固体废物 的固化处理。
• 玻璃固化的工艺即为熔制玻璃的工艺，但须注意要满足下 述条件： –不含Hg,As（熔点低，易挥发造成大气污染）。 –当含Cd,Zn,Ni时，不应含有机物等还原性物质，（有机 物中的C会使其还原成金属雾气挥发）。 –不含食盐类的氯化物，许多金属会被氯气还原成氯化物 挥发
特点
• 增容比低，浓缩系数大 • 固化体致密度高，有害物质的浸出率低，一般比
水泥固化体低2～3个数量级。 • 快速硬化：冷却后即固化（水泥需养护，28天后
为最终强度）。 • 导热系数低，水分蒸发慢，处理时间长（需加温，
搅拌)。 • 控制温度（加热过高造成可燃），运输，贮存要
有防火措施。
热固性材料固化处理
末解决）
应用 •原子能工业固体与液体废物处理 ••电镀业污泥(P265) •含汞污泥(P265) ••含砷泥渣
石灰固化处理
以石灰为固化剂，活性硅酸盐类（如粉煤灰、水泥窑灰 等）为添加剂的固化处理方法。适用于稳定石油冶炼污泥、重 金属污泥、氧化物、烟道气脱硫废物等的固化。
固废-第5章-固体废物固化-稳定化汇总.
19
水泥固化应用——电镀污泥的固化处理
固化剂可采用425号硅酸盐水泥。 干污泥、水泥和水的配比为（1~2）: 20 :（6~10）。 水泥固化体的抗压强度可达10~20MPa，铅、镉、铬的浸出浓度均 低于毒性鉴别标准。 电镀污泥的水泥固化处理工艺如图：
水泥固化 石灰固化 沥青固化 塑料固化（热固性塑料、热塑料塑料） 自胶结固化 烧结固化（陶瓷固化） 熔融固化（玻璃固化）
11
（1）水泥固化
原理：
以水泥为固化剂，将废物掺入水泥中，水泥与废物中 的水分或另外添加的水分发生水化反应，生成坚硬的 水泥固化体。通过包容减少有害危险废物的表面积和 降低其可溶性。
V2 Ci V1
Ci—增容比 V1－固化前危险废物的体积，m3； V2－固化体体积，m3；
增容比是评价固化处理方法和衡量最终成本的一项 重要指标。增容比应越低越好
8
③ 抗压强度
主要是用来评价固化体的抗破碎性，减少固化 体对环境的污染的可能性。 危险废物必须有一定的抗压强度，才能安全贮 存。避免破碎和散裂——增加暴露表面积 一般的危险废物0.1～0.5MPa便可；如用作建 筑材料，应大于l0MPa；放射性废物，其固化 产品的抗压强度，要求达到20MPa
a. 物理稳定化：是将固体废物与一种疏松物料（如粉煤 灰）混合生成一种粗颗粒、有土壤状坚实度的固体， 这种固体可以用运输机械送至处臵场。 b. 化学稳定化：通过化学反应使有毒物质变成不溶性化 合物，使之在稳定的晶格内固定不动。
4
固化：在危险废物中添加固化剂，使其转变为 不可流动固体或形成紧密固体的过程。固化的 产物是结构完整的整块密实固体。 固化可以看作是一种特定的稳定化过程，可以 理解为稳定化的一个部分 固化剂：固化所用的添加剂（水泥、沥青等） 固化体：有害废物经过固化处理所形成的固化 产物
第五章固体废物固化
第五章固体废物固化第五章固体废物固化第一节概述一、固化的定义和方法废物固化是用物理—化学方法将有害废物掺合并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。
固化过程有的是将有害废物通过化学转变或引入某种稳定的晶格中的过程有的是将有害废物用惰性材料加以包容的过程，有的兼有上述两种过程固化所用的惰性材料称为固化剂有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体固化技术可按固化剂分为水泥固化沥青固化塑料固化玻璃固化石灰固化二、基本要求固化处理的基本要求包括：1.固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等2.固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低3.固化工艺过程简单、便于操作4.固化剂来源丰富，价廉易得5.处理费用低三、固化效果评价固化处理效果常采用浸出率、增容比、抗压强度等物理、化学指标予以衡量所谓浸出率是指固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有害物质的浸出速度。
?可用浸出率的大小预测固化体在贮存地点可能发生的情况增容比是指所形成的固化体体积与被固化有害废物体积的比值增容比是评价固化处理方法和衡量最终成本的一项重要指标抗压强度是保证固化体安全贮存的重要指标对于一般的危险废物，经固化处理后得到的固化体，若进行处置或装桶贮存，对抗压强度要求较低，控制在0.1~0.5MPa即可如用作建筑材料，则对其抗压强度要求较高，应大于10MPa对于放射性废物，其固化产品的抗压强度，前苏联要求大于5MPa，英国要求达到20Mpa第二节水泥固化水泥固化是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法一、水泥固化原理水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后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。
水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性采用水泥固化处理各种含有重金属的污泥十分有效在固化过程中，由于水泥具有较高的pH值，使得污泥中的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以固定在水泥基体的晶格中，从而可以有效地防止重金属的浸出二、水泥与添加剂(一)水泥通常用作固化剂的水泥有硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等(二)添加剂在水泥固化处理过程中，为了改善固化条件，提高固化体的质量；有时还掺入适宜的添加剂常用的添加剂有吸附剂、缓凝剂、促凝剂和减水剂等三、水泥固化的化学反应用作固化剂的水泥中最常用的是普通硅酸盐水泥，它的组要成分是硅酸二钙(2CaO·SiO2 )和硅酸三钙(3CaO·SiO2 ) ，固化时发生如下的反应：3CaO·SiO2 ＋xH2O 2CaO·SiO2 ·yH2O+ Ca(OH)23CaO·SiO2 ＋xH2O CaO·SiO2 ·mH2O+ 2Ca(OH)2四、固化工艺及影响因素水泥固化工艺较为简单，通常是将危险废物、水泥和其它添加剂一起与水混合，经过一定的养护时间形成坚硬的固化体影响水泥固化的因素很多，主要包括：(1)pH值pH值对含重金属污染物的危险废物的固化处理效果有较大影响(2)水、水泥和废物的质量比(3)凝固时间适当控制初凝和终凝的时间通常，初凝时间应大于2h，终凝时间在48h以内(4)添加剂的使用五、水泥固化法的应用(一)电镀污泥固化处理电镀污泥水泥固化处理时，采用400-500号硅酸盐水泥为固化剂电镀干污泥、水泥和水的配比为(1-2)：20：(6-10)电镀污泥水泥固化处理工艺流程如图6-1所示(二)汞渣水泥固化处理汞渣水泥固化处理时，汞渣与水泥的配比为：1：(3-8)，加水混合均匀后送入模具振捣成型，然后再送入蒸汽养护室，在60-70℃温度下养护24h，凝结硬化即形成固化体，可作深埋处置六、水泥固化法的特点水泥固化法的主要优点对电镀污泥处理十分有效设备和工艺过程简单，设备投资、动力消耗和运行费用都比较低水泥和添加剂价廉易得对含水率较高的废物可以直接固化；操作在常温下即可进行，对放射性废物的固化容易实现安全运输和自动化控制等。
第五章 固体废物的物化处理
4.1.1 浮选原理
• 天然可浮性对分选的影响
• 天然可浮性差异较小，利用天然可浮性分选物质， 效料中加入浮选药剂， 扩大不同组分的可浮性差异，再通入空气形成无 数细小气泡，使目的颗粒黏附在气泡上，并随气 泡上浮于浆料表面称为泡沫层后刮出，实现目的 物料与其他物料的分离
12NaNbO5+55H2O→7Na2O·6Nb2O3·32H2O+46NaOH NaCN溶液浸出含金废渣 2Au+4NaCN+H2O+1/2O2→2NaAu(CN)2+NaOH
酸性溶剂浸出
• 简单酸浸：适用于某些易被酸分解的金属 氧化物、金属含氧盐及少数的金属硫化物 • 氧化酸浸：氧气或浓硫酸作为氧化剂，使 低价金属离子转化为可溶性离子 • 还原酸浸：浸出变价金属的高价金属氧化 物，采用铁、亚铁、SO2等作为还原剂，使 高价不可溶金属变为低价可溶盐溶出
• • • • • • 物料性质 颗粒的润湿性、大小等 药剂条件 药剂种类、用量、组合等 操作条件 充气量大小、液面高低等
4.1.4 浮选设备
• 浮选机及其基本要求 • 良好的充气作用；搅拌作用；能形成比较 平稳的泡沫区；连续工作便于调节 • 浮选机分类 • 按充气或搅拌分为机械搅拌式浮选机、充 气搅拌浮选机、充气式浮选机和气体析出 式浮选机
固体废物的物化处理
浮选 Flotation 溶剂浸出 Solvent Extraction 固化/稳定化 Solidification & Stabilization
4.1 浮选
• 浮选：是根据不同物质被水润湿程度的差 异而对其进行分离的过程（水处理中称为 气浮，air flotation） • 润湿性：物质被水润湿的程度 • 亲水性物质：易被谁润湿的物质 • 疏水性物质：不易被谁润湿的物质
固体废物的固化处理ppt课件
ppt课件完整
18
技术 适用对象
水泥 固化法
重金属、 氧化物、 废酸
主要优点
主要缺点
1.水泥搅拌，技术已相当成熟；2.对废物中1.废物如含特殊的盐类，会造成固
和渗滤液与环境隔绝开，将 废物完全保存相当一段时间 （数十甚至上百年）。这类 填埋场通常利用地层结构的 低渗透性或工程密封系统， 来减少渗滤液产生量和通过 底部的渗透泄露渗入蓄水层 的渗滤液量，将对地下水的 污染减少到最低限度，并对 所收集的渗滤液进行妥善处 理处置，从而达到使处置的 废物与环境隔绝的目的
ppt课件完整
10
热塑性材料固化处理
热塑性材料固化（沥青、石蜡、聚乙烯、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 到对废物稳定化的目的的过程。
以沥青类材料作为固化剂，与危险废物在一定的温度、配 料比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害物质包容在沥 青中并形成稳定固化体的过程。
(1)自然衰减型填埋场 自然衰减型填埋场允许部
分渗滤液由填埋场基部渗透， 利用下伏包气带土层和含水 层的自净功能来降低渗滤液 中污染物的浓度，使其达到 能接受的水平。理想的自然 衰减型填埋场底部的包气带 应为粘土层，粘土层之下是 含砂潜水层，而在含砂水层 下为基岩。包气带土层和潜 水层应较厚。
（2)全封闭型填埋场 全封闭型填埋场是将废物
ppt课件完整
26
1、填埋场地的选择
在规划一个新的填埋场时，首先应对适宜处置废物的填 埋场场址进行现场调查，并根据所能收集到的当地地理、 地质、水文地质和气象资料，初步筛选出若干可供建设 城市垃圾卫生填埋场的地区。
固体废物处理与利用第五单元：固化与稳定化处理
知识点：固化、稳定化处理的概念及适用 对象、适应性评价与适用性分析、 主要固化、稳定化技术及产物性能 评价。 重 点：固化、稳定化处理的技术原理、 主要方法及其适应性、适用性分析 与效果评价。 难 点：固化、稳定化处理技术适应性评 价和适用性分析、及产物性能评价。
1
第一节 概述
14
五、固化与稳定化技术适应性
固化处理技术
一、水泥固化技术 二、石灰固化技术 三、自胶结固化技术 四、塑性材料固化技术 五、熔融固化技术
17
方法
根据固化基材及固化过程，目前常用固化技术有： 包胶固化：水泥固化、塑性材料固化、石灰固化、 有机聚合物固化 自胶结固化： 熔融固化（玻璃固化） 实践表明：自胶结更适用于处理无机废物， 尤其是含阳离子废物；而无机基材包封（容）法 则更适用于有机废物或无机阴离子废物处理。
10
三、固化稳定化处理基本要求
1、固化体是密实的、具有一定几何形状和稳定的物理化学性质； 有一定的抗压强度 2、有毒有害组分浸出量满足相应标准要求，即符合浸出毒性标 准。 3、固化体的体积尽可能小，即体积增率尽可能地小于掺入的固 体废物的体积； 4、处理工艺过程简单、便于操作，无二次污染，固化剂来源丰 富，价廉易得，处理费用或成本低廉，。 5、固化体要有较好的导热性和热稳定性，以防内热或外部环境 条件改变造成固化体自融化或结构破损，污染物泄漏。尤其是放 射性废物的固化体，还要有交好的耐辐照稳定性。
它是鉴别固化/稳定化处理方法好坏和衡量最 终处置成本的一项重要指标，其大小取决于药剂 掺入量和有毒有害物质控制水平。
13
四、固化与稳定化效果评价指标
3、抗压强度：是固化体基本工程特性指标，目的 在于确保固化体在贮运过程和最终处置过程中不 至于出现结构破坏，甚至破裂和散裂现象而造成 暴露比表面积增加，污染环境的潜在可能性增大 情况发生。 对于一般的危险性废物，固化体如果进行处置 或桶装贮存，其抗压强度要求较低，控制在 0.10.5Mpa即可，固化体如果用作建材，硬大于10Mpa， 对于放射性的固化体，则抗压强度要求要高，英 国要求达到20 Mpa。
第五章固体废物的固化和稳定化
水泥固化法的应用
电镀干污泥的水泥固化
干污泥 ׃水泥 ׃水＝（1～2） ）01～6（׃ 02 ׃ 强度可达：10～20Mpa 浸出率：Hg<0.0002 mg/L Cd<0.02 mg/L Pb<0.002 mg/L Cr6+<0.02 mg/L As<0.01 mg/L
水泥固化法的特点
5.2固化技术
固化有两种方式，其机理也不尽相同： 将有害废物通过化学转变或引入到某种晶 格中达到稳定化。 将有害废物用惰性材料加以包容使之与环 境隔离。
根据上述基本原理，固化处理方法可划分为四类 四类： 包胶固化（又称凝结固化）
按固化剂：a.水泥固化；b.沥青固化；c.石灰固化；c. 塑料固化 按包胶结构： a.宏观包胶：将有害废物包裹在包胶体内，使其与 环境隔离。 b.微囊包胶：用包胶材料包覆废物的微粒。
测定各类废物固化体的抗浸出性能，预测其在长 期贮存条件下的安全性。选择聚乙烯或聚丙烯作 为浸出容器材料，以去离子水或合成海水作为浸 出剂，将一定尺寸的试验样品用尼龙丝悬挂于浸 出容器中，在25±5℃；40±2℃；70±2℃； 25 5 40 2 70 2 90±2℃ 的浸出温度下进行浸出至在试验误差范 围内浸出率实际恒定不变。一般从开始试验的第1， 3， 7， 10， 14， 21， 28，35和42 天后更换浸 出剂，以后每一个月更换一次。然后对浸出液 （包括溶解的、悬浮的、沉积的和吸附的）进行 分析，从而确定固化体的类型或组成。
固体废物固化
第四章
固体废物固化
4.1概述 4.2水泥固化 4.3沥青固化 4.4塑料固化 4.5玻璃固化 4.4石灰固化 4.7自胶结固化 4.8水玻璃固化
4.1概述
固化概念 固化机理 固化剂和固化体 性质指标 基本要求 固化技术应用 固化技术分类
4.1概述
固化技术首先是从处理放射性固体废弃 物发展起来的。近年来，其技术有较大的 发展。 目前，固化技术已应用于处理多种有毒 有害废物，如电镀废渣、砷渣、汞渣、氰 渣、铬渣等。
Rin—标准比表面的样品每天浸出的有害物质的浸出率， g/(d〃cm2)， ar—浸出时间内浸出的有害物质的量，mg， A0—样品中含有的有害物质的量，mg， F—样品暴露表面积，cm2， M—样品的质量，g， t—浸出时间，d。
4.1概述——固化的性质指标
增容比：所形成的固化体体积与被固化有害废物
4.3沥青固化——影响因素
影响稳定性的因素
硝酸盐与亚硝酸盐：纯沥青的燃
点一般为420℃左右，而在掺入硝酸 盐，亚硝酸盐后，其燃点降至250～ 330℃，因而增加了燃烧的危险性。 氧化剂：在沥青固化过程中，沥青 会与某些氧化剂等发生化学作用，从 而影响固化体的化学稳定性。
4.3沥青固化——特点
4.1概述——固化的基本要求
①有害废物经固化处理后所形成的固化体应具 有良好的抗渗透性、抗浸出性，抗干湿性、抗 冻融性及足够的机械强度等，最好能作为资源 加以利用，如作建筑基础和路基材料等； ②固化过程中材料和能量消耗要低，增容比 (即所形成的固化体体积与被固化废物的体积 之比)要低； ③固化工艺过程简单、便于操作； ④固化剂来源丰富，价廉易得； ⑤处理费用低。
固废-第5章-固体废物固化-稳定化
1. pH控制技术 原理：
加入碱性药剂，将废物的pH值调整至使重金属离子具 有最小溶解度的范围，从而实现稳定化。
常用的药剂：
石灰（CaO或CaOH2）、苏打（Na2CO3）、氢氧化钠 等。 另外，除了这些常用的强碱外，大部分固化基材，如 普通水泥、石灰窑灰渣、硅酸钠等也都是碱性物质， 它们在固化废物的同时，也有调整pH值的作用。
水泥固化工艺
有害固体废物、水泥、添加剂+水→搅拌混合→养护（硬化） →水泥固化体
15
影响水泥固化的因素：
控制pH=8~9
①pH: 当pH值较高时，许多金属离子将形成氢氧化物 沉淀。但是pH值过高，会形成带负电荷的羟基 络合物，溶解度反而升高。 例如，pH值＜9时，铜主要以Cu(OH)2沉淀的 形式存在；当pH值＞9时，则形成Cu(OH)3-和 Cu(OH)42-络合物，溶解度增加。
5
二、固化技术
1.固化技术的应用
固化技术最早是用来处理放射性废物的，后 被广泛应用于处理电镀污泥、铬渣、汞渣、 砷渣、氰渣和镉渣等。特别适合处理含重金 属的废物
2.衡量固化效果的指标
① 浸出率 ② 增容比 ③ 抗压强度
6
① 浸出率 leaching rate
固化体浸于水或其他溶液中时，有害物质的浸 出速率。通常用标准比面积的样品每日浸出污 染物质的量（Rin）来表示：
16
水灰比1：2
②水灰比：
水分过小，则无法保证水泥的充分水合作用； 水分过大，则会出现泌水现象，影响固化块的强度。
③凝固时间：
为确保水泥废物混合浆料能够在混合以后有足 够的时间进行输送、装桶或者浇注，必须适当 控制初凝和终凝的时间。 初凝时间>2h，终凝时间在48h以内。（添加缓 凝剂或促凝剂）
《固体废物处理与处置》章节笔记
《固体废物处理与处置》章节笔记第一章：固体废物概述一、引言固体废物是现代社会不可避免的现象，随着工业化和城市化进程的加快，固体废物的产量和种类也在不断增加。
固体废物的处理与处置问题已成为全球性的环境问题，对人类健康和生态环境构成了严重威胁。
二、固体废物的定义与分类1. 定义固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的，失去了原有使用价值或被抛弃的固态、半固态和置于容器中的气态物品、物质。
这些废物可能包含有机物、无机物、生物体、化学品等多种成分。
2. 分类（1）按来源分类：- 工业固体废物：来源于工业生产过程中的废渣、废料、废品等。
- 生活固体废物：居民日常生活中产生的垃圾，如厨余、塑料、纸张、玻璃、金属等。
- 农业固体废物：农业生产过程中产生的废弃物，如秸秆、粪便、农膜等。
- 危险固体废物：具有毒性、腐蚀性、感染性、放射性等特性的废物，如废电池、废药品、医疗废物等。
（2）按性质分类：- 有机废物：含有碳元素的废物，如食物残渣、植物秸秆、皮革等。
- 无机废物：不含碳元素的废物，如玻璃、陶瓷、砖瓦等。
- 生物废物：来源于生物体或与生物活动相关的废物，如动物尸体、粪便等。
- 放射性废物：含有放射性元素的废物，如核工业产生的废料。
三、固体废物的来源与特征1. 来源- 工业来源：矿山开采、制造业、建筑业、化工等行业产生的固体废物。
- 农业来源：种植业、养殖业、农产品加工等过程中产生的固体废物。
- 生活来源：居民日常生活、商业、服务业等活动中产生的固体废物。
- 其他来源：如医疗机构、科研单位、教育机构等产生的特殊废物。
2. 特征- 物理性质：包括形状、大小、颜色、密度、含水率、堆积密度等。
- 化学性质：包括酸碱性、氧化还原性、稳定性、可燃性、反应性等。
- 生物性质：包括腐败性、传播疾病的能力、生物降解性等。
四、固体废物处理与处置的重要性1. 环境影响- 土壤污染：固体废物中的有害成分渗入土壤，影响土壤结构和肥力。
固体废弃物处理知识点总结
第一章1;固体废物：指在生产，生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态半固态和置于容器中的气态的物品，物质以及法律，行政法规规定纳入固体废物管理的物品，物质。
2，固体废物的特性：时空性，无主性，危害性，分散性。
3，固体废物按来源分为工业废物，矿业废物，城市垃圾，农村垃圾，农业废物，放射性废物。
（按化学组成分为：有机废物和无机废物。
按形态分为固态废物，液态废物，泥状废物）4，固体废物资源化途径主要有：a，金属回收。
b，生产建筑材料。
c，生产农肥。
d，回收能源。
e，取代某种工业原料。
5，固体废物处理方法有哪些？答：a，物理处理，b，化学处理，c，生物处理，d，热处理，e，固化处理。
6，固体废物处置方法有陆地处置和海洋处置两类。
7，固体废物的危害主要表现在哪几方面？答：a，侵占土地，b，污染土壤。
c，污染水体。
d，污染空气，e，影响环境卫生，f，燃烧爆炸等其他危害。
8，“三化”原则及具体内容是无害化（不仅是处理处置过程的任务，更加强调前端无害化），减量化（不仅在处理处置阶段对已产生的固废进行减量，而且延伸到源头，从而减少固体废物的产生），资源化（不仅是处理与利用过程中通过工程技术手段来实现，而且从产生点的贮存，收运阶段开始进行）。
9，全过程固体废物管理应遵循哪些原则？答：a，产生源控制优先。
b，完善资源化体系，c，有害废物的分流管理d，最终处置无遗漏。
10，全过程固体废物管理的具体目标有哪些？答：a，减少物质利用过程的原材料需求。
b，减少物质利用过程向自然环境输出的废物流量，同时应使废物组成特性尽可能达到与自然生态过程相容。
c，对进入自然环境的废物设置物流交换隔膜屏障，避免废物对环境生态的直接冲击与破坏。
11，全过程固体废物管理涉及哪些环节？答：产品设计与生产环节，销售环节，消费环节，废物贮存与投弃环节及废物处理处置环节。
12;全过程固体废物管理法规涉及：a，管理政策法规b，管理方法法规。
固体废物的固化与化学处理技术
（3）水泥固化工艺 有害固体废物、水泥、添加剂+水→搅拌混合→养护 →水泥固化体。 要求： ①pH >8； ②水灰比在1：2左右； ③水泥与废物比：由实验确定。 ④凝固时间：初凝时间>2h，终凝时间在48h以内； ⑤选择适当的添加剂； ⑥养护条件：室温、相对湿度80%、28天； 固化产物性能：抗压强度、浸出性等。 混合方法：外部搅拌混合法；筒内混合法；注入法
第五节 固化与化学处理
一、固化 （一）概述 1. 基本概念 固化处理：是用物理-化学方法将有害废物固定或包封在惰 性基材中，使之呈现化学稳定性或密封性的一种无害化处 理方法。 固化剂：固化所用的惰性材料。 固化体：有害废物经过固化处理所形成的固化产物。 目前已应用于处理电镀污泥、砷渣、汞渣、氰渣、铬渣和 镉渣。
2.固化处理的基本要求
固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、 抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作为资源加以利 用。 固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低。 工艺过程简单、便于操作。
固化剂来源丰富，价廉易得。
处理用低。
3.固化处理的主要指标 固化体的浸出率：指固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有 害物质的浸出速度。 Rin=(At/A0)/(F/M)t Rin——标准比表面的样品每天浸出的有害物质的浸出率， g/(d.cm2)； At——浸出时间内浸出的有害物质的量，mg； A0——样品中含有的有害物质的量，mg； F——样品暴露的表面积，cm2； M——样品的质量，g； t——浸出时间，d。 增容比：指所形成的固化体体积与被固化有害废物体积的比值， 即 Ci=V2/V1 Ci——增容比； V2——固化体体积，m3； V1——固化前有害废物的体积，m3。
固体废物固化、稳定化技术
电镀污泥固化处理
固化材料为425号普通硅酸盐水泥，水/ 水泥质量比为0.47—0.88，水泥／废物 质量比0.67－4.00，固化体的抗压强度 可以达到6—30MPa。固化体的浸出试验 结果说明，Pb2+、Cd2+、Cr6+的浸出浓度 都远低于相应的浸出毒性鉴别标准。
水泥固化的优点
对各种无机类型废物，尤其是重金属废物； 设备和工艺过程简单，设备投资、动力消
影响沥青固化体性质的因素
沥青的种类 直馏沥青效果最好 废物量、化学组成及混合状况 一般应控制加
入的废物量与沥青的重量比在40-50％ 残余水分 应控制在10％以下，最好小于0.5％ 表面活性剂 使浸出率升高 掺入的化合物、氧化剂 硝酸盐、亚硝酸盐掺
入后，会降低沥青的燃点
三、塑料固化
进入70 年代后,危险废物污染环境的问题日益 严重,作为危险废物最终处置的预处理技术,稳 定化/ 固化在一些工业发达国家首先得到研究 和应用。
人们进而开发了以脲甲醛和沥青等高分子有机 物为基材的固化技术。此类固化技术的优点是 与废物的相容性更高,增容比相对较小,而且固 化体的重量也较轻。
向水泥中添加硅酸钠,可以使水泥固化产生更 好的效果。
开始出现以有机聚合物为基材的塑料固化和利 用水泥、粉煤灰、石灰及粘土混合处理废物的 技术。
三、固化机理
有的是将有害废物通过化学转变或引入 某种稳定的晶格中
有的是将有害废物用惰性材料加以包容 有的兼有上述两种过程
四、衡量固化处理效果的指标
浸出率：固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有 害物质的浸出速度。
耗和运行费用都比较低； 价廉易得； 对含水率较高的废物可直接固化； 操作常温下即可进行； 对放射性废物的固化容易实现安全运输和
固体废物固化.ppt
6.3.1 概述
概念
将污泥与沥青混合，通过加热、蒸发实现固化的方法
沥青的性质
具有粘结性、化学稳定性，弹性，塑性； 具有对大多数酸、碱、盐的耐腐蚀性和一定的抗辐射性。
应用范围
中、低放射性蒸发残液； 化学法处理废水的沉渣； 焚浇灰分。
6.2.1 原理
概念：以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理 方法。
原理：
水泥是一种无机胶凝材料，是以水化反应的形式凝固并逐步硬化 的，包括两种作用： 凝胶包容(Gel encapsulation)：水泥与污泥中的水发生水化反 应，生成的凝胶将污泥中的固态物质包容（污泥中的固态物成为 水化物的骨料从而被水泥凝胶包容）。 离子沉淀(ionic precipitation)：水泥是一种碱性物质，污泥中 的重金属离子与水泥中的OH－反应生成难溶于水的沉淀（重金属 离子以其稳定的化合物形式存在与水泥制品中）。
在沥青贮槽通入蒸气加热，使沥青成熔融状态； 在搅拌槽中进一步加热至220℃，并高速搅拌（1500～3000转／分）； 在高温和高搅拌速度的条件下，污泥中的水分蒸发； 排入容器，冷却后固化； 蒸发气体经冷凝器冷却，冷凝液体再经处理排放，废气经静电除尘，木炭
过滤，烟囱排放。
图6-2 高温熔化混合蒸发法沥青固化流程
的C会使其还原成金属雾气挥发）。 不含食盐类的氯化物，许多金属会被氯气还原成氯化物挥发。
磷酸盐玻璃固化工艺（见图6-5）
主要用于以硫酸盐存在的钌、铯等高放射性废液； 磷酸盐是作为玻璃添加剂使用，目的是降低钌、铯的挥发性；
图6-5 磷酸盐玻璃固化流程
（3）特点
优点
在水和酸、碱溶液中的浸出率均低； 增容比小； 固化过程粉尘少； 化学稳定性好（导热性高，耐辐射）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五章固体废物固化第一节概述✹一、固化的定义和方法✹废物固化是用物理—化学方法将有害废物掺合并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。
✹固化过程有的是将有害废物通过化学转变或引入某种稳定的晶格中的过程有的是将有害废物用惰性材料加以包容的过程，有的兼有上述两种过程✹固化所用的惰性材料称为固化剂✹有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体✹固化技术可按固化剂分为✹水泥固化✹沥青固化✹塑料固化✹玻璃固化✹石灰固化二、基本要求固化处理的基本要求包括：✹1.固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及足够的机械强度等✹2.固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低✹3.固化工艺过程简单、便于操作✹4.固化剂来源丰富，价廉易得✹5.处理费用低三、固化效果评价✹固化处理效果常采用浸出率、增容比、抗压强度等物理、化学指标予以衡量✹所谓浸出率是指固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有害物质的浸出速度。
✹可用浸出率的大小预测固化体在贮存地点可能发生的情况✹增容比是指所形成的固化体体积与被固化有害废物体积的比值✹增容比是评价固化处理方法和衡量最终成本的一项重要指标✹抗压强度是保证固化体安全贮存的重要指标✹对于一般的危险废物，经固化处理后得到的固化体，若进行处置或装桶贮存，对抗压强度要求较低，✹控制在0.1~0.5MPa即可✹如用作建筑材料，则对其抗压强度要求较高，应大于10MPa✹对于放射性废物，其固化产品的抗压强度，前苏联要求大于5MPa，英国要求达到20Mpa第二节水泥固化✹水泥固化是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法一、水泥固化原理✹水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后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。
✹水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性✹采用水泥固化处理各种含有重金属的污泥十分有效✹在固化过程中，由于水泥具有较高的pH值，使得污泥中的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以固定在水泥基体的晶格中，从而可以有效地防止重金属的浸出二、水泥与添加剂(一)水泥✹通常用作固化剂的水泥有硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等(二)添加剂✹在水泥固化处理过程中，为了改善固化条件，提高固化体的质量；有时还掺入适宜的添加剂✹常用的添加剂有吸附剂、缓凝剂、促凝剂和减水剂等三、水泥固化的化学反应✹用作固化剂的水泥中最常用的是普通硅酸盐水泥，它的组要成分是硅酸二钙(2CaO·SiO2 )和硅酸三钙(3CaO·SiO2 ) ，固化时发生如下的反应：3CaO·SiO2 ＋xH2O 2CaO·SiO2 ·yH2O+ Ca(OH)2✹3CaO·SiO2 ＋xH2O CaO·SiO2 ·mH2O+ 2Ca(OH)2✹四、固化工艺及影响因素✹水泥固化工艺较为简单，通常是将危险废物、水泥和其它添加剂一起与水混合，经过一定的养护时间形成坚硬的固化体影响水泥固化的因素很多，主要包括：✹(1)pH值✹pH值对含重金属污染物的危险废物的固化处理效果有较大影响✹(2)水、水泥和废物的质量比✹(3)凝固时间✹适当控制初凝和终凝的时间✹通常，初凝时间应大于2h，终凝时间在48h以内✹(4)添加剂的使用五、水泥固化法的应用✹(一)电镀污泥固化处理✹电镀污泥水泥固化处理时，采用400-500号硅酸盐水泥为固化剂✹电镀干污泥、水泥和水的配比为(1-2)：20：(6-10)✹电镀污泥水泥固化处理工艺流程如图6-1所示✹(二)汞渣水泥固化处理✹汞渣水泥固化处理时，汞渣与水泥的配比为：1：(3-8)，加水混合均匀后送入模具振捣成型，然后再送入蒸汽养护室，在60-70℃温度下养护24h，凝结硬化即形成固化体，可作深埋处置六、水泥固化法的特点✹水泥固化法的主要优点✹对电镀污泥处理十分有效✹设备和工艺过程简单，设备投资、动力消耗和运行费用都比较低✹水泥和添加剂价廉易得✹对含水率较高的废物可以直接固化；操作在✹常温下即可进行，对放射性废物的固化容易实现安全运输和自动化控制等。
✹水泥固化的缺点✹水泥固化体的浸出率较高，需作涂覆处理，✹水泥固化体的增容比较高✹有的废物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高✹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，需加入适量的锯末予以克服第三节沥青固化✹一、固化原理✹沥青固化是以沥青为固化剂与有害废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下产生皂化反应，使有害废物均匀地包容在沥青中，形成固化体沥青属于憎水性物质，完整的沥青固化体具有优良的防水性能，还具有良好的粘结性，化学稳定性与一定的弹性和塑性✹而且对大多数酸、碱、盐类有一定的耐腐蚀性此外，它还具有一定的辐射稳定性✹所以长期以来被用作为危险废物固化处理的材料之一二、沥青固化的基本方法✹放射性废物沥青固化的基本方法有高温熔化混合蒸发法、暂时乳化法和化学乳化法三种。
(一)高温熔化混合蒸发法✹高温熔化混合蒸发法是将废液加入预先熔化的沥青中，150-230℃下搅拌混合蒸发，待水分和其它挥发组分排出后，混合物排至贮存器或处置容器中✹图6—2是中放射水平废水浓缩液的高温熔化混合蒸发法沥青固化流程(二)暂时乳化法✹放射性泥浆的暂时乳化法沥青固化分三个步骤进行：✹1.将污泥浆、沥青与表面活性剂混合成乳浆状✹2.分离除去大部分水分✹3.进一步升温干燥，使混合物脱水图6—3为双螺杆挤压机的暂时乳化法沥青固化流程(三)化学乳化法✹化学乳化法的操作步骤也分三步进行：✹1.将放射性废物在常温下与乳化沥青混合；✹2.将混合物加热，脱去水分✹3.将脱水干燥后的混合物排入废物容器，待冷却硬化后即形成沥青固化体三、沥青固化的特点及应用四、沥青固化体的性质及其影响因素✹沥青固化体的主要性能指标是它在水中的浸出率、辐照稳定性和化学稳定性。
✹它们分别受到沥青种类、加入的废物量、废物的化学组分和残余水分等的影响✹(一)影响沥青固化体浸出率的因素✹1.沥青的种类✹2.废物量、化学组成及混合状况✹一般应控制加入的废物量与沥青的重量比在40-50％✹3.残余水分✹固化体中残余水分的重量百分数应控制在10％以下，最好小于0.5％✹4.某些表面活性剂的影响✹(二)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第四节塑料固化✹一、塑料固化原理✹塑料固化是以塑料为固化剂，与有害废物按一定的配料比，并加入适量的催化剂和填料进行搅拌混合，使其发生共聚合反应，将有害废物包容形成具有一定强度和稳定性的固化体的过程✹塑料固化技术按所用塑料(树脂)不同，可分为✹热塑性塑料固化✹热固性塑料固化✹热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯树脂等，在常温下呈固态，高温时可变成熔融胶粘液体，将有害废物掺合包容在塑料中，冷却后即形成塑料固化体✹热固性塑料有脲醛树脂和不饱和聚酯等。
✹脲醛树脂是一种无色透明的粘稠液体。
对多孔性极性材料有较好的粘附力，使用方便，固化速度快，常温或加热都能很快固化，适用于危险废物的固化处理。
✹价格较其它树脂便宜。
其缺点是耐老化性能差✹不饱和聚酯树脂在常温下有适宜的粘度，可在常温、常压下固化成型，固化过程中无小分子形成，因而使用方便，容易保证质量，适用于对有害废物和放射性废物的固化处理二、塑料固化的应用及其特点(一)应用实例✹塑料固化已用于处理多种废物，一个典型的例子是电镀污泥的固化处理✹工艺过程是向电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(骨料)等经过混合、加热形成固化体。
✹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、表面有光泽等特点，可作为轻型建筑材料(二)塑料固化法的特点✹塑料固化可以在常温下操作✹为使混合物聚合凝结仅加入少量的催化剂即可✹增容比和固化体的密度较小✹该法既能处理干废渣，也能处理污泥浆✹主要缺点✹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境，因此，处置前都应有容器包装，因而增加了处理费用第五节玻璃固化✹一、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定的配料比混合后，在高温(900-1200℃)下熔融，经退火后即可转化为稳定的玻璃固化体二、玻璃固化方法及工艺流程✹(一)玻璃固化方法✹玻璃固化的方法可分为间歇式和连续式两种1.间歇式固化法✹间歇式固化法，是一罐一罐地将高放废液和玻璃原料一起加入罐内，使蒸发干燥、煅烧、熔融等几步过程都在罐内完成。
熔融成玻璃后，将熔化玻璃注入贮存容器内成型2.连续式固化法✹是将蒸发、煅烧过程与熔融过程分别在煅烧炉和熔融炉内完成，✹蒸发煅烧过程采用连续进料和排料的方式✹熔融过程既可连续进料和排料，也可连续进料和间歇排料✹(二)玻璃固化的工艺流程✹1.磷酸盐玻璃固化的工艺流程✹对于含硫酸盐的高放废液，多采用铝、钠和钙的磷酸盐作化学添加剂，有时还加入亚磷酸盐和酸式亚磷酸盐代替磷酸盐降低釕、铯的挥发度对于不含硫酸盐的废液，则以磷酸盐和铅作添加剂，而对组分复杂的废液，只要加入适量的磷酸盐就可制得玻璃体图6—5是磷酸盐玻璃固化流程图✹2.硼酸盐玻璃固化的工艺流程✹图6-6是硼酸盐玻璃固化流程图。
硼酸盐玻璃固化是半连续式操作三、玻璃固化法的特点✹玻璃固化法具有以下优点；✹1.玻璃固化体致密，在水及酸、碱溶液中的浸出率小✹2.增容比小✹3.在玻璃固化过程中产生的粉尘量少✹4.玻璃固化体有较高的导热性、热稳定性和辐射稳定性✹玻璃固化法的缺点✹1.装置较复杂✹2.处理费用昂贵✹3.工作温度较高、设备腐蚀严重✹4.放射性核素挥发量大第六节其他固化方法✹一、石灰固化✹(一)固化原理✹石灰固化是以石灰为固化剂，以粉煤灰、水泥窑灰为填料，专用于固化含有硫酸盐或亚硫酸盐类废渣的一种固化方法其原理是基于水泥窑灰和粉煤灰中含有活性氧化铝和二氧化硅，能与石灰和含有硫酸盐、亚硫酸盐废渣中的水反应，经凝结、硬化后形成具有一定强度的固化体(二)石灰固化法的应用及其优缺点✹石灰固化法适用于固化钢铁、机械的酸洗工序所排放的废液和废渣、电镀污泥、烟道脱硫废渣、石油冶炼污泥等✹石灰固化法的优点✹1.使用的填料来源丰富，价廉易得✹2.操作简单，不需要特殊的设备✹3.处理费用低，被固化的废渣不要求脱水和干燥，可在常温下操作等✹主要缺点是✹石灰固化体的增容比大✹固化体容易受酸性介质浸蚀，需对固化体表面进行涂覆二、自胶结固化✹(一)自胶结固化原理✹自胶结固化是利用废物自身的胶结特性来达到固化目的的方法。
主要用来处理含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物，如磷石膏，烟道气脱硫废渣等(二)自凝结固化法的处理工艺流程及其优缺点✹美国泥渣固化技术(SFT)有限公司利用自胶结固化法处理石灰基烟道气脱硫泥渣的流程如图6—7所示自胶结固化法的优缺点✹自胶结固化法的优点✹采用的填料飞灰是工业废料，以废治废节约资源✹固化体的化学稳定性好，浸出率低✹凝结硬化时间短✹对固化的泥渣不需要完全脱水等✹主要缺点是✹该种固化法只适用于含硫酸钙、亚硫酸钙泥渣或泥浆的处理✹需要熟练的操作技术和昂贵的设备，煅烧泥渣需消耗一定的能量等三、水玻璃固化✹水玻璃固化是以水玻璃为固化剂，无机酸类(如硫酸、硝酸、盐酸和磷酸)为助剂，与有害污泥按一定的配料比进行中和与缩合脱水反应，形成凝胶体，将有害污泥包容，经凝结硬化逐步形成水玻璃固化体✹水玻璃固化法具有✹工艺操作简便✹原料价廉易得，处理费用低✹固化体耐酸性强，抗透水性好✹重金属浸出率低等第五章习题✹补充题✹一、填空题1. 固化处理是采用（）将废物固定或包覆起来以降低其对环境的危害，因而能安全的运输和处置的一种过程。