3第三章 危险废物的固化-稳固化处理技术

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危险固体废物的固化优秀课件

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6. 产品鉴定指标 浸出率:固化体在浸泡时的溶解性能,最
重要指标 体积变化因数
体积变化因数定义为固化稳定化处理前后危 险废物的体积比,减容比、体积缩小因数、 体积扩大因数,鉴别固化方法好坏和衡量 最终处置成本的一项重要指标
抗压强度:避免破碎和散裂 一般的危险废物0.1~0.5MPa便可;如用作建
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。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 磷石膏、烟道气脱硫废渣等。在废物中的 二水合石膏的含量最好高于80%。
优点是工艺简单,不需要加入大量添加剂, 已经大规模应用
缺点:应用面窄,操作要求熟练、有一定 能量设备消耗
三、药剂稳定化处理
危险固体废物的固化
6.1 概述
1. 目的:是使危险废物中的所有污染组分呈现 化学惰性或被包容起来,减小废物的毒性和 可迁移性,同时改善被处理对象的工程性质, 以便运输、利用和处置。
2. 途径: ①将污染物通过化学转变,引入到某种稳定固
体物质的晶格中去;
②通过物理过程把污染物直接掺入到惰性基材 中去。
5. 产品要求基本原则
(1)所得到的产品应该是一种密实的、具有一 定几何形状和较好物理性质、化学性质稳 定的固体;
(2)处理过程必须简单,应有有效措施减少有 毒有害物质的逸出,避免工作场所和环境 的污染;
(3)最终产品的体积尽可能小于掺入的固体废 物的体积;
(4)产品中有毒有害物质的水分或其他指定浸 提剂所浸析出的量不能超过容许水平(或浸 出毒性标准);
3. 专业名词定义 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。结构完整的 整块密实固体,方便运输。
稳定化:将有毒有害污染物转变为低溶解性、低 迁移性及低毒性的物质的过程。 化学稳定化——不活性化合物,固定于晶格中 物理稳定化——粗颗粒、有土壤状坚实度固体 实际操作中,这两种过程是同时发生的。

危险废物的处理处置技术

危险废物的处理处置技术

危险废物的处理处置技术1 危险废物的定义世界卫生组织定义:危险废物是指除生活垃圾和放射性废物之外的,由于数量、物理化学性质或传染性,当未进行适当的处理、存放、运输或处置时,会对人类健康或环境造成重大危害的废物。

联合国环境规划署定义:危险废物是指除放射性以外的具有化学或毒性、爆炸性、腐蚀性或其它对人、动植物和环境有危害的废物。

我国危废定义:危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险废物特性的废物。

2 危险废物的处理处置技术的措施2.1 预处理2.1.1 物理处理物理处理是通过各种物理途径如压实、破碎、分选、脱水、吸附、萃取、固液分离等过程,使危险废物得到浓缩、相变或形态结构改变,使废物更加便于运输、贮存、再利用或进一步处置。

物理处理可大大降低危险废物的体积,适用于处理含水率较大的污泥、工业废渣以及其他体积较大的危险废物。

2.1.2 固化/稳定固化/稳定处理是一种较常用物理处理技术,是将有害废物固定在惰性固体基材中,经处理后可将有毒有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的物理和化学特性比较稳定的物质,便于运输、利用和处置。

主要用于处理其它处理过程的残渣物及不适于焚烧处理或无机处理的废物。

常用的方法有:水泥固化、石灰固化、沥青固化、自胶结固化和熔融固化等。

化学处理是采用各种化学方法降低危险废物中的有毒有害成分,或改变危险废物的化学性质,将其转变成易于处理的形态,进而达到无害化的目的。

主要用于处理无机废物。

但该反应过程较复杂,成本太高,不适合大规模处理。

2.1.4 生物处理生物处理是利用微生物、动物或植物的新陈代谢作用分解废物中可降解的有机物,用于处理有机废液或废水。

常用生物处理技术主要有好氧堆肥、厌氧消化处理和兼性厌氧处理。

生物处理技术相比于化学处理技术有经济优势,操作较简单,但处理周期较长,处理效率不稳定。

2.2 最终处理技术2.2.1 焚烧处理对危险废物进行焚烧处理,主要应用于可燃性废物,将其置于高温炉内,促使其充分燃烧,完成氧化分解,是一种最便捷有效的无害化、减量化处理技术。

危险废物固化处理技术工艺基本要求

危险废物固化处理技术工艺基本要求

危险废物固化处理技术工艺基本要求随着工业化进程的不断加快,危险废物的排放和处理成为了一个全球性的环境问题。

危险废物的处理对环境和人类健康都构成着严重的威胁,因此如何有效地处理危险废物成为了全球环保领域的一个重要课题。

固化处理技术作为处理危险废物的重要方法,其工艺基本要求对于确保处理效果和避免二次污染具有重要意义。

本文将从工艺基本要求的角度对危险废物固化处理技术进行探讨,以期为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

一、合理的固化剂选择固化剂的选择对于固化处理的效果起着至关重要的作用。

在固化处理过程中,固化剂不仅能够固化危险废物,还能够稳定化其化学性质,从而达到减少对环境和人体的危害。

合理的固化剂选择应当考虑以下因素:1. 固化剂的化学性质和稳定性。

固化剂应当具有稳定的化学性质,不易分解和挥发,以保证其在固化处理过程中能够有效地与危险废物发生反应,形成稳定的化合物。

2. 固化剂的固结和耐久性。

固化处理后的固体废物应当具有一定的强度和耐久性,以便于储存、运输和处置。

固化剂的选择应当考虑其对固体废物的固结效果和固化后产物的稳定性。

3. 固化剂的环保性能。

固化剂应当符合环保要求,不含有对环境和人体有害的成分,避免对环境和人体造成二次污染。

合理的固化剂选择是固化处理工艺的基本要求之一,只有选择了合适的固化剂,才能够确保固化处理的效果和安全性。

二、科学的工艺参数控制固化处理技术的工艺参数控制是确保固化处理效果的重要手段。

通过合理地调控固化处理过程中的温度、压力、pH值等参数,可以有效地控制反应速率、反应程度和产物形成,从而达到固化处理的预期效果。

科学的工艺参数控制应当具备以下特点:1. 精确的参数监测和控制。

对固化处理过程中的温度、压力、pH值等参数应当进行精确地监测和控制,保证其在合适的范围内波动,以促进反应的进行和产物的形成。

2. 稳定的反应条件。

固化处理过程中应当保持稳定的反应条件,避免外界因素对反应的干扰,确保固化处理的一致性和可控性。

工业固体废物固化和稳定化处理技术概述

工业固体废物固化和稳定化处理技术概述

工业固体废物固化和稳定化处理技术概述将危险废物变成高度不溶性的稳定的物质,这就是固化和稳定化。

废物固化和稳定化技术在危险废物管理工作中起到重要作用,其目的是使废物中的污染组分被固化材料包容或呈化学惰性,一般视为废物的最终处置的预处理技术。

一、固化和稳定化处理技术的定义1.固化技术固化技术是利用物理或化学方法将有害废物与能聚结成固体的某些惰性基材混合,从而使固体废物固定或包容在惰性固体基材中,使之具有化学稳定性或密封性的一种无害化处理技术。

固化所用的惰性材料为固化剂。

有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体。

这种固体可以以方便的尺寸大小进行运输,而无须任何辅助容器。

按照固化剂的不同,固化处理方法可以分为包胶固化、自胶结固化和水玻璃固化等方法。

2.稳定化技术稳定化技术是将有毒有害污染转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的过程。

一般可分为物理稳定化和化学稳定化。

物理稳定化是将固体废物与一种疏松的物料(如粉煤灰)混合生成一种粗颗粒、有土壤状坚实度的固体,这种固体可以运送至处置场。

化学稳定化是指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。

实际操作过程中,固化和稳定化两个过程是同时发生的。

3.包容化技术包容化技术是指用稳定剂、固化剂凝聚,将有毒物质或危险废物颗粒包容或覆盖的过程。

固化和稳定化处理的目的是使污染组分呈现化学惰性或将其包裹起来,降低废物中毒性向生物圈迁移的能力,同时便于运输、利用或最终处置。

固化过程是一种利用添加剂改变废物的工程特性的过程,可以看作是一种特定的稳定化过程。

稳定化过程是利用添加剂与废物混合来完成,固化与稳定化在概念上有一定的区别,但都是降低废物污染组分迁移性的处理方式。

二、固化和稳定化处理的基本要求(1)所得到的产品应该是一种密实的,具有一定几何形状和较强的抗压强度、抗冲击性、抗浸泡性、抗冻融性,化学性质稳定的固体。

(2)处理过程必须简单,应有有效措施减少有毒有害物质的逸出,避免工作场所和环境的污染。

危险废物固化处理

危险废物固化处理
包容化是指用稳定剂/固化剂凝聚,将有毒物质或危 险废物颗粒包容或覆盖的过程。
环境专业课:固体废物处理与处置
2、稳定化/固化处理效果的评价指标
危险废物稳定化/固化处理产物为了达到无害化,必 须具备一定的性能,即:
抗浸出性 抗干湿性、抗冻融性 耐腐蚀性、不燃性 抗渗透性 足够的机械强度
化学沉法法主要有:
氢氧化物沉淀法 硫化物沉淀法 硅酸盐沉淀 碳酸盐沉淀 共沉淀 无机及有机螯合物沉淀
环境专业课:固体废物处理与处置
A、氢氧化物沉淀法: 在废物中投加碱性物质,如石灰、碳酸钠等碱性
物质,与废物中的重金属离子发生化学反应,使其 生成氢氧化物沉淀,从而实现稳定化。
环境专业课:固体废物处理与处置
衡量稳定化/固化处理效果主要采用的是固化体的浸 出速率、增容比和抗压强度等物理及化学指标。
环境专业课:固体废物处理与处置
(1)浸出速率
浸出速率是指固化体浸于水或其他溶液中时,其中 危险物质的浸出速率。国际原子能机构将其表示为 标准比表面积的样品每日浸出放射性物质量(即污 染物质量),即:
通常危险废物稳定化/固化处理的途径包括将污 染物通过化学转变,引入至某种稳定固体物质 的晶格中去,以及通过物理过程把污染物直接 掺入到惰性基材中去。
环境专业课:固体废物处理与处置
稳定化是指将有毒有害污染物转变为低溶解性、 低迁移性及低毒性的物质的过程。
分类:
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;
装桶贮存:0.1~0.5MPa; 建筑材料:10MPa; 废射性废物固化体:苏联要求大于5MPa,英国要求达
到20MPa。
环境专业课:固体废物处理与处置

危险废物固化稳定化课件

危险废物固化稳定化课件

设施施工建设与安装现场
钢平台搭建 管路布置
反应釜吊装 电器设备安装
主要设备
反应釜 抽滤槽
废液中间槽
水喷射真空机组 立式离心机
危险废液柔性物化处理 中试工程(>500t/a)
含氟废液处理验证
项目 检测结果
酸度% (以H+计)
11.68
含氟废液检测结果
F-


g/L mg/L mg/L
100 0.118 <0.02


填埋单元

综合性危险废物处理设施
• 处理方法选择
0.5 0.6
0.8
1
2
3 4 5 6 8 10
20
30 40 50 60 70 100 0.5 0.7 1
2
3 45 7
80
60 50 40 30
20
10 8 7 6 5 4 3
2
1
0.8 0.6 0.5
10
20 30
50 70 100
受料
有机废物
D
分离与处理
燃料 燃料调制 杂物
产品 蒸馏/蒸发 釜残液
产品/残余物管理 产品/残余物
质量控制和包装
有机物产品
散装废物
D
有机相
多相液体
相分离
水相
焚烧
烟气 飞灰
液体 生物处理 污泥
水相系统
D
液体
物化处理 污泥
D
气体排放控制
大气排放
按需进行废物循环 固液分离
排水
散装废物 容器包装废物
无机固体
D
容器处理
D 固体处理
镍 mg/L
0.01

危险废物固化稳定化流程

危险废物固化稳定化流程

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固化稳定化 ppt课件

固化稳定化 ppt课件
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,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,籍此降低废物对环境与健 康的风险。
固化/稳定化处理对象
☆危险废物处理使其满足安全处置工程于技术要求。
☆其它处理过程的残渣、电镀废水处理产生的污泥,以及其 它工业废渣固化/稳定化处理,以防止其无控堆放造成环境 污染。
廉。 6)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结构破损,污染物泄漏。
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评价指标
★浸 出 率 : 是评价固化体在水介质环境中受浸泡时有 毒有害物质溶解并进入环境中的性能指标。
★增 容 比 : 又称体积变化因素(包括体积缩小因素和 体积扩大因素),指固化/稳定化处理后废 物的体积比,CR=V前/V后。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。
基本原理:水泥是一种无机胶凝材料,经过水化反应后 可生成坚硬的水泥固化体,是最常用的危险 废物稳定剂,尤以普通硅酸盐水泥最为常用。 水泥固化就是一种以水泥为基材的固化方法, 其过程是:废物与硅酸盐水泥混合,如果废 物中没有水分则需要向混合物中加水以保证 水合作用发生,最终生成硅酸铝盐胶体,并 将废物中有毒有害组分固定在固化体中,达 到无害化处理的目的。
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分类
根据固化基材及固化过程,目前常用的固化技术有: 水泥固化、石灰固化、塑性材料固化、有机聚合物固化、 自胶结固化、熔融固化(玻璃固化)和陶瓷固化。
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。
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3第三章 危险废物的固化-稳固化处理技术

3第三章 危险废物的固化-稳固化处理技术
影响水泥固化的因素很多,为在各种组分之间得到良好的 匹配性能,在固化操作中需要严格控制以下的各种条件。 pH值: 值 因为大部分金属离子的溶解度与pH值有关,对于金属离子 的固定,pH值有显著的影响。当pH值较高时,许多金属离子 将形成氢氧化物沉淀,而且pH值高时,水中的CO32-浓度也高 有利于生成碳酸盐沉淀。
以水泥为基本材料的固化技术最适用于无机类型的废物, 尤其是含有重金属污染物的废物。由于水泥所具有的高pH值, 使得几乎所有的重金属形成不溶性的氢氧化物或碳酸盐形式而 被固定在固化体中。
研究资料表明,铅、铜、锌、锡、镉均可得到很好的固定 但汞仍然主要以物理封闭的微包容形式与生态圈进行隔离的。 对于重金属水泥固化过程的化学机理,关于铅与铬研究得 较多。研究结果表明,铅主要沉积于水泥水化无颗粒的外表面 而铬则较为均匀地分布于整个水化物的颗粒之中。 有机物对于水化过程有干扰作用,减小最终产物的强度, 并使得稳定化过程变得困难。它可能导致生成较多的无定型物 质而干扰最终的晶体结构形式。在固化过程中加入黏土、蛭石 以及可溶性的硅酸钠等物质,可以缓解有机物的干扰作用,提 高水泥固化的效果。 应用水泥作为固化包容的主要材料大多被用于固定电镀工 业产生的污泥和其他类型的金属氢氧化物废物。
主要的凝硬反应有: Ca(OH)2 + SiO2 + H2O → (CaO)x(SiO2)y(H2O)z calcium silicate hydrates 水合硅酸钙 Ca(OH)2 + Al2O3 + H2O → (CaO)x(Al2O3)y(H2O)z calcium aluminate hydrates 水合铝酸钙
水泥固化基材及添加剂
水泥是一种无机胶结材料,由大约4份石灰质原料与1份黏 土质原料制成,其主要成分为SiO2、CaO、Al2O3和Fe2O3,水 化反应后可形成坚硬的水泥石块。可以把分散的固体添料(如 砂石)牢固地豁结为一个整体。用于水泥固化的水泥标准规格 有一定要求。 为了改善固化产品的性能,固化过程中需视废物的性质和 对产品质量的要求,添加适量的必要添加剂。添加剂分为有机 和无机两大类。无机添加剂有蛭石、沸石、多种黏土矿物、水 玻璃、无机缓凝剂、无机速凝剂、骨料等。有机添加剂有硬脂 肪酸丁酯、δ-糖酸内酯、柠檬酸等。

危险废弃物的稳定化和固化方法[发明专利]

危险废弃物的稳定化和固化方法[发明专利]

专利名称:危险废弃物的稳定化和固化方法专利类型:发明专利
发明人:刘永定,刘力,刘宇,高家敏
申请号:CN200810052452.9
申请日:20080317
公开号:CN101254630A
公开日:
20080903
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种危险废弃物的稳定化和固化方法。

是将飞灰、灰渣和重金属渣与废油脂、硫化腐植质、硫酸亚铁及水泥和水充分混合搅拌后,通过环模制粒挤压出高强度颗粒,再与水、水泥、砂混合搅拌,制砖;通过磁选机分选出重金属回收。

其优点是:使二恶英完全溶解在废油脂中,降低毒性;利用硫化腐植质对重金属络合或螯合,进一步降低毒性;重金属回收,节约资源,降低处理成本;挤压成颗粒,减少危险废弃物体积和固化材料消耗量;有利于硫化腐植质与重金属络合或螯合和水泥热固化;颗粒包裹在混凝土块中,有效降低危险物的溶解性、迁移性,稳定化、固化更安全可靠。

申请人:刘永定
地址:300384 天津市南开区华苑小区安华里5-4-502
国籍:CN
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以水泥为基本材料的固化技术最适用于无机类型的废物, 尤其是含有重金属污染物的废物。由于水泥所具有的高pH值, 使得几乎所有的重金属形成不溶性的氢氧化物或碳酸盐形式而 被固定在固化体中。
研究资料表明,铅、铜、锌、锡、镉均可得到很好的固定 但汞仍然主要以物理封闭的微包容形式与生态圈进行隔离的。 对于重金属水泥固化过程的化学机理,关于铅与铬研究得 较多。研究结果表明,铅主要沉积于水泥水化无颗粒的外表面 而铬则较为均匀地分布于整个水化物的颗粒之中。 有机物对于水化过程有干扰作用,减小最终产物的强度, 并使得稳定化过程变得困难。它可能导致生成较多的无定型物 质而干扰最终的晶体结构形式。在固化过程中加入黏土、蛭石 以及可溶性的硅酸钠等物质,可以缓解有机物的干扰作用,提 高水泥固化的效果。 应用水泥作为固化包容的主要材料大多被用于固定电镀工 业产生的污泥和其他类型的金属氢氧化物废物。
但是pH值过高,会形成带负电荷的轻基络合物,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。许多金属离子都有这种性质,如铅当pH值>9.3时;锌当 pH值>9.2时;镉当pH值>11.1时;镍当pH值>10.2时,都会形 成金属络合物,造成溶解度增加。 水、水泥和废物的量比: 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。水泥与废物之间的量比应 用试验方法确定。 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。
包容化技术:用稳定剂/固化剂凝聚,将有毒物质
或危险废物颗粒包容或覆盖的过程。 固化和稳定化技术在处理危险废物时通常无法截 然分开,固化的过程会有稳定化的作用发生,稳定化 的过程往往也具有固化的作用。而在固化和稳定化处 理过程中,往往也发生包容化的作用。
3.1.2 固化/稳固化技术特点
根据固化基材及固化过程,目前常用的固化/稳定化方法 主要包括:水泥固化、石灰固化、塑性材料固化、有机聚合 水泥固化、石灰固化、塑性材料固化、 水泥固化 物固化、自胶结固化、熔融固化(玻璃固化)、陶瓷固化 物固化、自胶结固化、熔融固化(玻璃固化)、陶瓷固化。 )、陶瓷固化
常用的技术是加入氢氧化钙(熟石灰)的方法使污泥 得到稳定。与废物中物质进行反应的结果,石灰中的钙与 废物中的硅铝酸根会产生硅酸钙、铝酸钙的水化物,或者 硅铝酸钙。与在其他稳定化过程中一样,与石灰同时向废 物中加入少量添加剂,可以获得额外的稳定效果(如存在 可溶性钡时加入硫酸根)。使用石灰作为稳定剂也和使用 烟道灰一样具有提高pH值的作用。此种方法也基本上应用 于处理重金属污泥等无机污染物。 在有水的情况下,细火山灰粉末能在常温下与碱金属 和碱土金属的氢氧化物发生凝硬反应(pozzolanic reaction)
水泥固化基材及添加剂
水泥是一种无机胶结材料,由大约4份石灰质原料与1份黏 土质原料制成,其主要成分为SiO2、CaO、Al2O3和Fe2O3,水 化反应后可形成坚硬的水泥石块。可以把分散的固体添料(如 砂石)牢固地豁结为一个整体。用于水泥固化的水泥标准规格 有一定要求。 为了改善固化产品的性能,固化过程中需视废物的性质和 对产品质量的要求,添加适量的必要添加剂。添加剂分为有机 和无机两大类。无机添加剂有蛭石、沸石、多种黏土矿物、水 玻璃、无机缓凝剂、无机速凝剂、骨料等。有机添加剂有硬脂 肪酸丁酯、δ-糖酸内酯、柠檬酸等。
3.2.2 石灰固化技术
石灰固化:是指以石灰、垃圾焚烧飞灰、水泥窑灰以及熔矿
炉炉渣等具有波索来反应的物质为固化基材而进 行的危险废物固化/稳定化的操作。在适当的催 化环境下进行波索来反应,将污泥中的重金属成 分吸附于所产生的胶体结晶中。但因波索来反应 不似水泥水合作用,石灰系固化处理所能提供的 结构强度不如水泥固化,因而较少单独使用。
水泥固化基本理论
在用水泥稳定化时,是将废物与水泥混合起来,水化以后 的水泥形成与岩石性能相近的,整体的钙铝硅酸盐的坚硬晶体 结构。这种水化以后的产物,被称为混凝土。废物被掺入水泥 的基质中,在一定条件下,废物经过物理的、化学的作用更进 一步减少它们在废物一水泥基质中的迁移率。 以水泥为基础的稳定化/固化技术已经用来处置电镀污泥 这种污泥包含各种金属,如锅、铬、铜、铅、镍、锌。水泥也 用来处理复杂的污泥,如多氯联苯、油和油泥;含有氯乙烯和 二氯乙烷的废物;多种树脂;被稳定化/固化的塑料;石棉; 硫化物以及其他物料。
通常设置初凝时间大于2h,终凝时间在48h以内。凝结时间 的控制是通过加入促凝剂(偏铝酸钠、氯化钙、氢氧化铁等无 机盐)、缓凝剂(有机物、泥沙、硼酸钠等)来完成的。 其他添加剂 : 为使固化体达到良好的性能,还经常加入其他成分。例如 过多的硫酸盐会由于生成水化硫酸铝钙而导致固化体的膨胀和 破裂。如加入适当数量的沸石或蛭石,即可消耗一定的硫酸或 硫酸盐。为减小有害物质的浸出速率,也需要加入某些添加剂 例如,可加入少量硫化物以有效地固定重金属离子等。
无机 物
硫酸盐
可适应 妨碍凝固,会从水 泥中浸出 可适应 可适应
可适应
卤化物 重金属盐 放射性废物
可适应 可适应 可适应
3.2 固化/稳固化技术综述
3.2.1 水泥固化技术
水泥是一种无机胶结材料,经过水化反应后可以生成坚 硬的水泥固化体,所以在废物处理时最常用的是水泥固 化技术。 水泥的品种很多,例如普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水 泥矾土水泥、沸石水泥等都可以作为废物固化处理的基 材。其中最常用的普通硅酸盐水泥,也称为波特兰水泥 是用石灰石豁土以及其他硅酸盐物质混合在水泥窑中高 温下锻烧,然后研磨成粉末状。它是钙、硅、铝及铁的 氧化物的混合物其主要成分是硅酸二钙和硅酸三钙。
3.1.3 固化/稳固化技术的应用
对于具有毒性或强反应性等危险性质的废物进行处理,使得 满足填埋处置的要求。例如,在处置液态或污泥态的危险废 物时,由于液态物质的迁移特性,在填埋处置以前,必须先 要经过稳定化的过程。 其他处理过程所产生的残渣,例如焚烧产生的灰分的无害化 处理,其目的是最终对其进行最终处置。焚烧过程中伴着可 以有效地破坏有机毒性物质的同时也必然会浓集某些化学成 分,甚至浓集放射性物质。如在锌铅的冶炼过程中,会产生 含有相当高浓度砷的废渣等。 在大量土壤被有害污染物所污染的情况下对土壤进行去污。 在大量土壤被有机或者无机的废物所污染时,需要借助稳定 化技术进行去污或其他方式使土壤得以恢复。在此时所利用 的稳定化技术均是通过减小污染物传输表面积或降低其溶解 度的方法防止污染物的扩散,或者利用化学方法将污染物改 变为低毒或无毒的形式而达到目的。
水泥固化的化学反应
水泥固化过程所涉及的水合反应主要有以下几个方面。
最终生成硅铝酸盐胶体的这一连串反应是一个速率很慢的 过程,所以为保证固化体得到足够的强度,需要在有足够水分 的条件下维持很长的时间对水化的混凝土进行保养。对于普通 硅酸盐水泥,进行最为迅速的反应是铝酸三钙水合反应。
水泥固化的影响因素
水泥包容技术进行稳定化的优点:
①水泥已经被长期使用于建筑业,所以无论是它的操作、混 合、凝固和硬化过程的规律都已经为人们所熟知。 ②相对其他材料来说,其价格和所需要的机械设备比较简单 ③由于水泥的水化作用,在处理湿污泥或含水废物时,无需 对废物做进一步脱水处理。 ④在进行水泥固化操作时由于含水量大,已经可以使用泵输 送的方式。 ⑤用水泥进行稳定化可以适用于具有不同化学性质的废物, 对酸性废物也能起到一定的中和效果。
表3-1有机废物包封法的优缺点
优点 污染物迁移率一般要比无机固化法低 与无机固化法相比,需要的固定程度低 处理后材料的密度较低,从而可降低运输成本 有机材料可在废物与浸出液之间形成一层不透 水的边界层 此法可包封较大范围的废物 对大型包封法而言,可直接应用现代化的设备 喷涂树脂,无需其他能量开支 所用的材料较昂贵 用热塑胜及热固性包封法时,干燥、熔化及聚 合化过程中能源消耗大 某些有机聚合物是易燃的 除大型包封法外,各种方法均需要熟练的技术 工人及昂贵的设备 材料是可降解的,易于被有机溶剂腐蚀 某些这类材料在聚合不完全时自身会造成污染 缺点
固化技术:在危险废物中添加固化剂,使其转变为
不可流动的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,这种固体可以方便 的尺寸大小进行运输,而无需任何辅助容器。
稳定化技术:将有毒有害污染物转变为低溶解性、
低迁移性及低毒性的物质的过程。
稳定化一般可分为化学稳定化 物理稳定化 化学稳定化和物理稳定化 化学稳定化 物理稳定化。 化学稳定化:是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。 物理稳定化:是将污泥或半固体物质与一种疏松物 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置场
3.1.4固化/稳固化技术对不同危险废物的适应性
危险废物种类繁某些废物对不同固化/ 表3-3 某些废物对不同固化/稳定化技术的适应性
废物成分 有机溶剂和油 有机 物 固态有机物(如塑 料、树脂、沥青) 酸性废物 氧化剂 处理技术 水泥固化 影响凝固,有机气 体挥发 可适应,能提高固 化体的耐久性 水泥可中和酸 可适应 影响凝固,除非使 用特殊材料,否则 引起表面剥落 很容易从水泥中浸 出,妨碍凝固 可适应 可适应 石灰等材料固化 影响凝固,有机气 体挥发 可适应,能提高固 化体的耐久性 可适应,能中和酸 可适应 热塑性微包容法 加热时有机气体会 逸出 有可能作为凝结剂 来使用 应先进行中和处理 会引起基料的破坏 甚至燃烧 会发生脱水反应和 再水合反应而引起 泄露 会发生脱水反应和 再水合反应 可适应 可适应 大型包容法 先用固体基料吸附 可适应,可作为包 容材料使用 应先进行中和处理 会破坏包容材料
主要的凝硬反应有: Ca(OH)2 + SiO2 + H2O → (CaO)x(SiO2)y(H2O)z calcium silicate hydrates 水合硅酸钙 Ca(OH)2 + Al2O3 + H2O → (CaO)x(Al2O3)y(H2O)z calcium aluminate hydrates 水合铝酸钙
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