固体废物固化

玻璃固化： 将污泥与玻璃原料一起烧制成玻璃。 水玻璃固化：利用水玻璃加酸后的硬化等性能将有害废物结合，包容
及吸附而固化。
固体废物固化
（3）固化剂(Solidifying agent)
固化常用的惰性材料：
①水泥、沥青、塑料、石灰（凝结固化） ②硅酸钠（水玻璃）、粘土（玻璃化固化）
固体废物固化
（4）固化效果的评价
➢ 电镀干污泥的水泥固化 ➢ 含水率为75％的污泥 ➢ 一般工艺流程
固体废物固化
电镀干污泥的水泥固化
干污泥‫ ׃‬水泥 ‫ ׃‬水＝（1～2） ‫ ׃‬20 ‫（׃‬6～10）
抗压强度可达：10～20Mpa
浸出率：Hg<0.0002 mg/L Cd<0.02 mg/L
Pb<0.002 mg/L
固体废物固化
② 添加剂
作用
改善固化条件（如早强剂），提高固化体的质量（如减水剂）。
添加剂种类
吸附剂（活性氧化铝等）：吸附污泥中的有害组分。 缓凝剂（柠檬酸等）：获得一定的操作时间。 促凝剂（水玻璃等）：提高早期强度。 减水剂（Na2SO4等）：降低水灰比，提高强度。
固体废物固化
（3） 水泥固化法的应用
❖ 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； ❖ 一定的抗辐射性。
❖ 应用范围Fra Baidu bibliotek
❖ 中、低放射性蒸发残液； ❖ 化学法处理废水的沉渣； ❖ 焚烧灰分。
固体废物固化
（2） 基本方法
➢ 高温熔化混合蒸发 ➢ 暂时乳化法 ➢ 化学乳化法（自学）
固体废物固化
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）。
▪ 缺点
▪ 固化体浸出率高（空隙率高所至）； ▪ 增容比高（1.5～2）； ▪ 有时需预处理（当含腐蚀性物质时），增加费用； ▪ 铵离子易溢出（碱性反应）； ▪ 不适合于化学泥渣（胶状物、排料困难，但可采用加锯末解决）。
固体废物固化
3 沥青(asphalt)固化
（1） 概述
❖ 概念
❖ 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。
固体废物固化
（2） 水泥与添加剂
① 水泥
水泥的种类 硅酸盐水泥：以石灰、粘土为主要原料的水泥（又叫波特兰水 泥）； 矿渣水泥：加入了一定量的高炉水淬渣（火山灰质）。 粉煤灰水泥：加入了一定量的粉煤灰（火山灰质）。 高铝水泥：加入了一定量的高铝原料，如铝土。
用于固化处理的水泥主要有： 硅酸盐水泥：适用于腐蚀性不强的污泥（因硅酸盐 水泥易于和污泥中的油类、有机酸、金属氧化物反应，损害凝结 硬化过程）。 矿渣水泥： 具有抗硫酸盐和抗化学腐蚀性。 粉煤灰水泥：抗硫酸盐。
① 高温熔化混合蒸发法 （High temperature melting-vaporization method） ▪ 工艺流程 ▪ 特点 ▪ 应用范围
固体废物固化
a 工艺流程
工艺流程图（见图6-2） 工艺流程说明
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
固体废物固化
b.增容比(Enlargement ratio)
定义
指固化体体积与被固化有害废物体积的比值。
表达式
Ci
V2 V1
式中：
V2－固化体体积，m3； V1－固化前有害废物的体积，m3； Ci—增容比。
固体废物固化
2 水泥固化
（1） 原理
概念：以水泥为固化剂，将有害固体废物进行固化的一种处 理方法。
Cr6+<0.02 mg/L
As<0.01 mg/L
固体废物固化
含汞废渣的固化处理 ▪ 汞渣：水泥=1：(3～8)
固体废物固化
（4）工艺流程
水泥固化的工艺流程:
电镀污泥
水
泥
水、添加剂
配料
搅拌混合
固体废物固化
成型
养护
深埋
（5） 水泥固化法的特点
▪ 优点：
▪ 有效； ▪ 简单（工艺和设备及操作）； ▪ 费用低。
根据上述基本原理，固化处理方法可划分为四类： 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。
自胶结固化：适用于含有大量能成为胶凝剂的废物，（如：排烟脱硫 石膏）
第六章 固体废物固化 （solidification)
❖ 概述
❖
❖ 沥青固化 ❖ 塑料固化 ❖ 玻璃固化 ❖ 其他固化方法
1 概述
➢ 固化的概念 ➢ 固化的机理 ➢ 固化剂 ➢ 固化效果的评价
固体废物固化
（1）固化的概念
指用物理－化学方法将有害废物掺合并包容在密实的惰性基材中， 使其达到稳定化的一种过程。
▪ 浸出率 (leaching rate) ▪ 增容比 (Enlargement ratio)
固体废物固化
a.浸出率(leaching rate)
定义
指固化体内的有害物质在水或溶液中的浸出速度。
表达式 Rin(aFr//M A0)t (g/•dcm 2)
式中：ar－浸出时间内出的有害物质的量，mg； A0－样品中含有的有害物质的量，mg F－样品的表面积，cm2； M－样品的质量，g； t－浸出时间，d;
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。 有害废物经固化处理后，其渗透性和溶出性均可降低，所得固化块
能安全地运输和方便地进行堆存或填埋，对稳定性和强度适宜的产 品还可以作为筑路的基材。
固体废物固化
（2）固化的机理
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。