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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5固体废物固化稳定化处理
5固体废物固化稳定化处理第章固体废物固化稳定化技术第5章固体废物固化／稳定化处理技术5.1 固化／稳定化的定义及适用范围将危险废物变成高度不溶性的稳定的物质，这就是固化/稳定化。
5.1.1固化／稳定化的定义和技术稳技术1、固化／稳定化危险废物固化/稳定化的主要途径是①将污染物通过化学转变，引入到某种稳定团体物质的晶格中去；②通过物理过程把污染物直接掺入到惰性基材中去。
（1）固化（solidification）技术（lidifi i）技术在危险废物中添加固化剂，使其转变为非流动型的固态物或形成紧密的固体物。
由于产物是结构完整的块状密实固体，可以方便地进行运输。
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转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质的过程。
（2）稳定化一般可分为化学稳定化和物理稳定化，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固体物质与种疏松物料(如粉煤灰)混合生成种粗颗粒，有土壤状坚实度的固体，这种固体可与一种疏松物料(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。
实际操作中，这两种过程是同时发生的。
（3）固定化：具有固化和稳定化作用的过程。
（4）限定化：将有毒化合物固定在固体粒子表面的过程。
（5）包容化：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。
2．固化用定化技术及比较常用的固化／稳定化技十主要包括下列几种；常用的固化／稳定化技十主要包括下列几种①水泥固化．②石灰固化③塑性材料固化④有机聚合物固化⑤自胶结固化⑥熔融固化（玻璃固化）和陶瓷固化⑦化学稳定化己用于处理多种固体废物包括金属表面加工废物己用于处理多种固体废物，包括金属表面加工废物、电镀及铅冶炼酸性废物、尾矿、废水处理污泥、焚烧飞灰、食品生产污泥和烟道气处理污泥等。
实践资料表明，自胶食品生产污泥和烟道气处理污泥等实践资料表明结法更适用于处理无机废物，尤其是那些含阳离子的废物．有机废物及无机阴离子废物则更适宜用无机物包容法物有机废物及无机阴离子废物则更适宜用无机物包容法处理．5.1.3 固化/稳定化技术比较著《固体废物处置，5资源化》(化学上业出版社，2008)。
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
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。
大学固体废弃物的处理方法经典课件——固体废物的固化与稳定化
原 理 应 用 及 特 点
图6-5
烟道气脱硫泥渣自胶结固化的工艺流程
技术
适用对象
重金属、 水泥 氧化物、 固化法 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 化学性质的变动承受力强;3.可由水泥与废固化体破裂；2.有机物的分解造 物的比例来控制固化体的结构缺点与防水性； 成裂隙，增加渗透性，降低结构 4.无需特殊的设备，处理成本低；5.废物可强度；3.大量水泥的使用可增加 直接处理，无需前处理。 固化体的体积和质量 1所用物料来源方便，价格便宜； 2操作不需特殊设备及技术； 3.产品通常便于装卸，渗透性有所降低
固化(Solidification)，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。 （2）稳定化(Stabilization) , 将有毒有害污染物 转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的过程。化学 稳定化&物理稳定化。
目的： 对危险废物、其它处理过程残渣及被污染的土壤进行 处理。使危险废物中所有污染组分呈现化学惰性或 被包容起来，减少后续处理与处置的潜在危险。
1固化体的渗透性较其他固化法低； 1.需特殊设备和专业操作人员；2. 废物如含氧化剂或挥发性物质， 部分非极性有 2对水溶液有良好的阻隔性 塑性 加热时会着火或逸散，在操作前 机物、氧化物、3接触液损失率远低于水泥固化与石灰固化。 固化法 先对废物干燥、破碎 废酸 1固化体可长期稳定； 玻璃 不挥发高危性 2可利用废玻璃屑作为固化材料； 固化法 废物，核废料 3对核能废料的处理已有相当成功的技术 自胶结 硫酸钙和亚硫 1烧结体的性质稳定，结构强度高； 固化法 酸钙的废物 2烧结体不具生物反应性及着火性 1不适用于可燃或挥发性的废物 2高温热融需消耗大量能源； 3需要特殊设备及专业人员 1应用面较狭窄； 2需要特殊设备及专业人员
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
固体废物的固化与稳定化
水泥原料和添加剂物廉易得；
对含水量较高的废物可以直接固化； 固化产品经过沥青涂覆能有效地降低污染物的浸 出，固化体的强度、耐热性和耐久性好； 产品适于投海处置或可作为路基、建筑材料。
缺点：
产品一般比最终废物原体积增大1.5~2倍；
固化体中污染物的浸出率较高，需作涂覆处理；
废物有的需作预处理或需要加入添加剂，因而可 能影响水泥浆的凝固，并会使成本增加，废物体 积增大； 水泥的碱性能使氨离子变成氨气释放出来。
③ 注入法
适用：粒度较大或十分不均匀不便于搅拌
的固体废物。
缺点：容易产气或放热，且容器不能完全充满。
可分为以下三种类型： A、水泥注入法：先把废物放入桶内，然后再将 水泥浆或水泥砂浆注入其中。适用于固化处理 空隙大的废物，不适于树脂和泥浆的固化。
B、废液注入法
先在桶内填充水泥、废物、混合材料，然后再将 废液注入其空隙中的办法。
（2）添 加 剂
作用：为了使固化体达到良好的性能，便于后期 处理和使用。
无机添加剂：有蛭石、沸石、粘土矿物、水玻璃、 无机缓凝剂（如焦磷酸钠 ）、无机速凝剂和骨料。
有机添加剂：有硬脂肪酸丁酯、柠檬酸等。
蛭石具有很高的隔热、隔音、防冻、保温作用。
主要用途：防火涂料、保温材料、饲料添加剂、摩擦 材料、油田助剂、花卉育苗、土地改良、橡塑填充、 香包、油墨、陶瓷、环保、军工产品等行业。
固化体在浸泡时的溶解性能，是鉴别固化体产 品性能的最重要一项指标；
估计有毒危险废物的固化体在储存或运输条件 下与水接触所引起的危险大小。
数学表达式
Rin=
第五章固体废物的固化和稳定化
（1）原理 ） 以石灰为固化剂，以粉煤灰、水泥窑灰为添加剂， 以石灰为固化剂，以粉煤灰、水泥窑灰为添加剂，粉 煤灰和水泥窑灰所含有的活性氧化铝和二氧化硅与 石灰、水反应→坚硬物质 坚硬物质， 的方法。 石灰、水反应 坚硬物质，将废物包容 的方法。 （2）应用 ） 适用于固化钢铁、 适用于固化钢铁、机械的酸洗工序所排放的废液和废 电镀污泥、烟道脱硫废渣、石油冶炼污泥等。 渣、电镀污泥、烟道脱硫废渣、石油冶炼污泥等。 固化体养护后可作为路基材料或砂坑填充物。 固化体养护后可作为路基材料或砂坑填充物。
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。
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。
6
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。
8
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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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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固废-第5章-固体废物固化-稳定化
30
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）
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
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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。
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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
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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：
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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）
固体废物处理与利用
目的：对固体废物中能对环境造成严重后果的有毒有害化学成分，采 用化学转化的方法，使之达到无害化。 （一）中和法 处理对象：化工、冶金、电镀等工业中产生的酸、碱泥渣。 处理原则：根据废物的酸碱性质、含量及废物的量选择适宜的中和剂 并确定中和剂的加入量和投加方式，再设计处理的工艺及设备。 常用的中和剂：石灰、氢氧化物或碳酸钠；硫酸、盐酸。 设备：罐式机械搅拌和池式人工搅拌。 （二）氧化还原法 原理：通过氧化或还原化学反应，将固体废物中可以发生价态变化的 某些有毒、有害成分转化为无毒或低毒，且具有化学稳定性的成分， 以便无害化处臵或进行资源回收。 (三)水解法 原理：利用某些化学物质的水解作用将其转化为低毒或无毒、化学性质 稳定的物质。 适用于含农药的固废及二硫脲类杀菌剂的无害化处理 。
（1）原理 将一种有机聚合物的单体与废物一个特殊设计的混合器里完全混合， 然后加入一种催化剂搅拌均匀，使其聚合、固化。使废物被聚合物包 胶。 常用的有机聚合物：脲醛树脂和不饱和聚酯。 （2）应用 在含有重金属、油及有机物的电镀污泥中加入碳酸钙，干燥以后与不 饱和聚酯、催化剂、助凝剂、河沙等混合加热固化。 （3）特点 优点：在常温下操作；添加的催化剂数量很少，终产品体积比其他固 化法小；既能处理干渣，也能处理湿泥浆；固化体不可燃；固化体密 度小。 缺点：不够安全，有时包胶剂要求用强酸性催化剂，因而在聚合过程 中会使重金属溶出，并要求使用耐腐蚀设备；固化体耐老化性差；固 化体松散，需装入容器处臵，增加了处臵费用；此法要求操作熟练， 以保证固化质量。
3.玻璃固化的特点 优点：处理效率最好；玻璃固化体致密，在水及酸、 碱溶液中的浸出率小，大约为10-7 g/(cm.d)；增容比小； 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、热稳定性和辐射稳定性。 2、缺点：装臵较复杂，处理费用高、工作温度较高、 设备腐蚀严重，以及放射性核素挥发量大等。
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
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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。