固体废物处理与利用第五单元：固化与稳定化处理
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第五章 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。
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第一节 概述
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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
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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。
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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。
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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。
一、固化、稳定化目的及应用 二、固化、稳定化的定义和方法 三、固化与稳定化处理的基本要求 四、固化与稳定化处理效果评价指标 五、固化与稳定化技术适应性
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一、固化、稳定化目的及应用
1、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。
二、固化、稳定化定义和方法
根据固化基材和固化过程，目前常用的 固化与稳定化技术主要有：水泥固化、石灰 固化、塑性材料固化、有机聚合物、自胶结 固化、玻璃固化（熔融固化）和陶瓷固化等。
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二、固化、稳定化定义和方法
3、固定化技术：具有固化和稳定化作用的 处理技术与方法的统称。 4、限定化技术：将有毒有害组分固定在固 体颗粒表面的处理技术与方法 的统称。 5、包容化技术：用惰性基材将废物完全覆 盖或将有毒有害废物包容在惰 性基材里面，又称再包容化技 术。
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四、固化与稳定化效果评价指标
1、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。
通过测量和评价固化体的浸出率，可以对固化方 法和工艺条件作出比较，进而选择或改进，预计 固化体在遇水时引起的危险的大小。
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四、固化与稳定化效果评价指标
2、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。
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一、水泥固化技术
2、处理对象：无机废物，尤其是含有重金 属污染物的废物； eg：含重金属的电镀污泥、油和油泥、树 脂、塑料、硫化物等。 因为：由于水泥具有叫高的 PH 值，使重金 属形成氢氧化物或碳酸盐沉淀，被固定， 而有机物对于水滑过程有干扰作用，形成 的产物强度小，不稳定，需要加入黏土、 蛭石以及可溶性硅酸钠缓解有机物的干扰， 提高固化效果。
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一、固化、稳定化目的及应用
2、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。
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一、固化、稳定化目的及应用
3、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。 ☆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。 5 。
二、固化、稳定化定义和方法
1、固化稳定化处理的过程： 污染物经过化学转变，引入到某种稳定的 固体物质的晶格中取去，或者通过物理过 程把污染物直接渗入到惰性基材中去。
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二、固化、稳定化定义和方法
2、固化处理： 利用惰性基材（固化剂）与废物完全混合， 使其生成结构完整、具有一不定尺寸和机 械强度的块状密实体（固化体）的过程。 固化剂---固化时所用的惰性材料 固化体 --- 有害废物经过固化处理所形成 的块状密实体
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一、水泥固化技术
1、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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二、固化、稳定化定义和方法
3、稳定化处理： 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。 化学稳定化 ---- 通过化学反应使有毒物变 成不溶物，使之在稳定晶格中固定不动。 物理稳定化 ---- 将污染泥与半固体与疏松 物料混合生成一种粗颗粒，有土壤状坚实 度的固体，以便用输送机械运往处置场。 实际操作中，固化、化学稳定化和物理稳 8 定化通常同时发生的。
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。
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第一节 概述
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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
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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。
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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。
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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。
一、固化、稳定化目的及应用 二、固化、稳定化的定义和方法 三、固化与稳定化处理的基本要求 四、固化与稳定化处理效果评价指标 五、固化与稳定化技术适应性
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一、固化、稳定化目的及应用
1、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。
二、固化、稳定化定义和方法
根据固化基材和固化过程，目前常用的 固化与稳定化技术主要有：水泥固化、石灰 固化、塑性材料固化、有机聚合物、自胶结 固化、玻璃固化（熔融固化）和陶瓷固化等。
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二、固化、稳定化定义和方法
3、固定化技术：具有固化和稳定化作用的 处理技术与方法的统称。 4、限定化技术：将有毒有害组分固定在固 体颗粒表面的处理技术与方法 的统称。 5、包容化技术：用惰性基材将废物完全覆 盖或将有毒有害废物包容在惰 性基材里面，又称再包容化技 术。
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四、固化与稳定化效果评价指标
1、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。
通过测量和评价固化体的浸出率，可以对固化方 法和工艺条件作出比较，进而选择或改进，预计 固化体在遇水时引起的危险的大小。
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四、固化与稳定化效果评价指标
2、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。
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一、水泥固化技术
2、处理对象：无机废物，尤其是含有重金 属污染物的废物； eg：含重金属的电镀污泥、油和油泥、树 脂、塑料、硫化物等。 因为：由于水泥具有叫高的 PH 值，使重金 属形成氢氧化物或碳酸盐沉淀，被固定， 而有机物对于水滑过程有干扰作用，形成 的产物强度小，不稳定，需要加入黏土、 蛭石以及可溶性硅酸钠缓解有机物的干扰， 提高固化效果。
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一、固化、稳定化目的及应用
2、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。
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一、固化、稳定化目的及应用
3、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。 ☆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。 5 。
二、固化、稳定化定义和方法
1、固化稳定化处理的过程： 污染物经过化学转变，引入到某种稳定的 固体物质的晶格中取去，或者通过物理过 程把污染物直接渗入到惰性基材中去。
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二、固化、稳定化定义和方法
2、固化处理： 利用惰性基材（固化剂）与废物完全混合， 使其生成结构完整、具有一不定尺寸和机 械强度的块状密实体（固化体）的过程。 固化剂---固化时所用的惰性材料 固化体 --- 有害废物经过固化处理所形成 的块状密实体
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一、水泥固化技术
1、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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二、固化、稳定化定义和方法
3、稳定化处理： 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。 化学稳定化 ---- 通过化学反应使有毒物变 成不溶物，使之在稳定晶格中固定不动。 物理稳定化 ---- 将污染泥与半固体与疏松 物料混合生成一种粗颗粒，有土壤状坚实 度的固体，以便用输送机械运往处置场。 实际操作中，固化、化学稳定化和物理稳 8 定化通常同时发生的。