危险废物固化稳定化
固化稳定化技术案例
固化稳定化技术案例
固化稳定化技术是一种广泛应用的环保技术，主要用于处理各种类型的危险废物，如放射性废物、有害废液和工业废渣等。
以下是两个关于固化稳定化技术的案例：
案例一：核废料固化稳定化
核废料是一种具有极高放射性的危险废物，必须采取安全可靠的处置措施。
固化稳定化技术是核废料处理的重要手段之一，通过将核废料与一种或多种固化剂混合，经过一定时间的固化反应，将其转化为一种坚硬、稳定的固化体。
这种固化体具有良好的抗辐射性、耐久性和抗渗透性，能够有效地限制放射性物质的迁移和扩散，保证环境安全和人类健康。
案例二：重金属废物固化稳定化
重金属废物是一种常见的工业危险废物，由于其有毒性和难降解性，对环境和人体健康造成极大的威胁。
固化稳定化技术可以将重金属废物转化为一种稳定的固化体，限制其迁移和扩散，从而减少对环境和人体健康的危害。
在固化稳定化过程中，通常采用一种或多种固化剂，如水泥、石灰、沥青等，与重金属废物混合，经过一定时间的反应，形成一种稳定的固化体。
这种固化体能够有效地固定重金属废物中的重金属离子，使其不再释放到环境中，保证环境安全和人类健康。
总之，固化稳定化技术是一种非常有效的危险废物处理手段，具有广泛的应用前景。
未来，随着科学技术的不断进步和应用领域的不断扩大，固化稳定化技术将会得到更加深入的研究和应用。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理危险废物焚烧飞灰是指在危险废物焚烧过程中产生的固体废物，其中含有大量的重金属元素。
这些重金属元素对人体和环境都具有很高的毒性和危害性，因此需要进行稳定化处理，以减少其对环境和人体的损害。
本文将介绍危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理方法。
一、重金属的稳定化处理方法1. 胶结法：将危险废物焚烧飞灰与胶结材料（如水泥、石灰等）进行混合，通过物理和化学反应，使重金属元素与胶结材料形成化合物或固体溶液，并使其变得稳定。
这种方法简便易行，成本低，处理效果较好。
2. 硫酸盐固化法：将危险废物焚烧飞灰与硫酸盐进行反应，生成稳定的硫酸盐沉淀物。
这种方法适用于重金属含量较高的飞灰，具有较好的稳定化效果。
4. 掩埋法：将危险废物焚烧飞灰直接掩埋在合适的地下场所，或与其他固体废物混合后进行掩埋。
这种方法能够有效地隔离和固化重金属，但存在着地下水和土壤污染的风险，需要严格控制和监管。
5. 电渗析法：利用电渗析技术分离和提取危险废物焚烧飞灰中的重金属元素，并将其沉积在电极上。
这种方法具有高效、环保的优点，但需要耗费较多的能源和设备。
1. 前处理：将危险废物焚烧飞灰进行分类、筛分和破碎，去除其中的杂质和有机物质，以提高后续处理的效果。
2. 稳定化处理：根据具体的处理方法选择合适的胶结材料或化学药剂，与危险废物焚烧飞灰进行混合反应，使重金属元素转化成稳定的化合物或溶液。
3. 固液分离：将稳定化处理后的危险废物焚烧飞灰与胶结材料或药剂通过离心、过滤等方法进行分离，得到稳定的固体废物和液体废物。
4. 固体处理：将稳定的固体废物进行填埋或其他合适的处理方法，以减少对环境和人体的危害。
5. 液体处理：对稳定的液体废物进行处理，例如中和、沉淀、过滤等，以达到排放标准或回收利用的要求。
1. 混合设备：用于将危险废物焚烧飞灰与胶结材料或化学药剂进行充分混合。
2. 反应器：用于进行胶结反应、硫酸盐反应或磷酸盐反应的设备。
危险废物处理方法
危险废物处理方法物理方法主要包括固体化、稳定化、沉降、过滤、蒸发、深度冻结、高温熔化等。
固体化是将危险废物转变成形状固定、不易散发、不易渗漏的固体物质。
常用的固体化方法有加入固化剂、掺入固体填料等。
固化后的废物可以被安全地储存和处置。
稳定化是通过添加化学物质使废物中的有害成分转变成低毒或不活性物质，降低其毒性和危险程度。
稳定化方法包括氧化、还原、中和、沉淀等。
沉降和过滤是将废物中的悬浮固体和颗粒物质分离出来，使废物液体变得清澈无浑浊。
沉降是利用废物中悬浮固体的比重差，通过静置或离心等方法使其沉淀到底部。
过滤是利用过滤器或其他滤材将固体颗粒物质分离出来。
蒸发是将废物液体经过加热使其水分蒸发掉，从而获得浓缩的废物物质。
蒸发可以利用废热进行能量回收，同时减少废物的体积，方便后续处理。
深度冻结是将废物冷冻到低温，使其变为固体状态，从而减少有机化合物的挥发并防止废物渗漏。
深冻处理可以在低温条件下进行，有效地降低危险废物的毒性。
高温熔化是将废物加热到高温，使其熔化成液体状态，并通过冷却形成块状的固体废物。
高温熔化可以使废物转变成稳定的无机材料，减少废物的体积。
化学方法主要包括氧化、还原、中和、析出等。
氧化是利用氧化剂将有机废物中的有毒有害成分氧化分解为无害的物质。
常用的氧化剂有过氧化氢、高锰酸钾、双氧水等。
还原是通过还原剂使废物中的有害成分还原为无害的物质。
常用的还原剂有亚硫酸盐、亚硝酸盐等。
中和是利用酸碱中和反应将废物中的酸性或碱性物质中和掉，从而使废物中的pH值达到中性。
常用的中和剂有石灰、氢氧化钠等。
析出是通过加入适当的沉淀剂使废物中的有毒金属离子形成固体沉淀，实现废物中有害物质的分离和去除。
常用的沉淀剂有氢氧化钠、碳酸钙等。
生物方法主要包括生物降解、生物吸附和生物转化。
生物降解是利用微生物的代谢能力实现废物中有机物质的分解和降解。
通过合适的培养条件和微生物菌种的引入，可以有效降低废物的毒性和危险程度。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理是指采取一系列方法和措施将焚烧飞灰中的重金属离子固化并固定在固体基质中，从而减少其对环境和人体的危害。
下面将简要介绍几种常用的危险废物焚烧飞灰重金属稳定化处理方法。
首先是化学固化方法。
该方法通过与重金属离子发生化学反应，使其转化为较为稳定的化合物或沉淀，从而固化重金属。
常用的化学固化方法包括添加固化剂和稳定化剂、改变pH值、盐类固化等。
添加固化剂和稳定化剂主要通过与重金属离子形成沉淀或化合物，将其固化；改变pH值能够使重金属离子发生沉淀反应，降低其水溶性；盐类固化主要利用盐类对重金属离子具有固化作用的特性。
最后是生物固化方法。
该方法利用特定的微生物对重金属离子发生生物转化作用，将其固化。
常用的生物固化方法主要包括微生物固化、植物修复和生物堆肥等。
微生物固化主要通过微生物对重金属离子的吸附、螯合、还原等作用，将其固定在生物体内；植物修复则是利用植物对重金属的吸收、转运和积累作用，将其固定在植物体内；生物堆肥是将焚烧飞灰与堆肥底料混合，通过微生物的作用将重金属固定在有机质中，形成稳定的产物。
3第三章 危险废物的固化-稳固化处理技术
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。
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。
固废-第5章-固体废物固化-稳定化教材
危险废物固化/稳定化的途径：
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。
3
基本概念
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。可分为物 理稳定化和化学稳定化。
有害废物微粒 （水化反应） 凝胶（水泥块） 硬化 固化体
水泥
＋
水
砂、石（骨料）
•CaO· SiO2· mH2O凝胶将有害 物质封闭在内 12
水泥是一种粉状水硬性无机凝胶材料，是钙、 硅、铝及铁的氧化物（SiO2, CaO, Al2O3, Fe2O3） 的混合物。其主要成分是硅酸三钙 （3CaO· SiO2）和硅酸二钙（2CaO· SiO2）。
32
小结
1.衡量固化效果的指标
① 浸出率 ② 增容比 ③ 抗压强度
2. 影响水泥固化的因素：
pH、水灰比、凝固时间
3. 水泥、石灰、沥青固化的特点和对比（优 缺点）
33
27
（4）自胶结固化
原理
自胶结固化是将大量含有硫酸钙或亚硫酸钙的泥渣， 在适宜的控制条件下进行煅烧，使其部分脱水至产生 1 CaSO H O 有胶结作用的亚硫酸钙或半水硫酸钙（ ）状 2 态，然后与特制的添加剂和填料混合成稀浆，经凝结 硬化形成自胶结固化体。
4 2
应用：主要适用于烟道脱硫的泥渣 优点：以废治废 。自胶结固化体具有抗透水性高、抗微 生物降解和污染物浸出率低的特点。 缺点：应用范围受限，仅限于烟道脱硫泥渣
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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：
危险废物固化稳定化
第一节 概述
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。 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。 可分为物理稳定化和化学稳定化。
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； 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 用运输机械送至处置场。
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 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 自动化控制等。
水泥固化的缺点
水泥固化体的浸出率较高，由于它的空 隙率较高所致，需作涂覆处理； 增容比较高，达1.5-2； 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，需加入适量锯末。
2、自胶结固化
自胶结固化是将大量含有硫酸钙或亚硫 酸钙的泥渣，在适宜的控制条件下进行 煅烧，使其部分脱水至产生有胶结作用 1 CaSO H O 的亚硫酸钙或半水硫酸钙（ ）状 2 态，然后与特制的添加剂和填料混合成 稀浆，经凝结硬化形成自胶结固化体。 自胶结固化体具有抗透水性高、抗微生 物降解和污染物浸出率低的特点。
无论是稳定化还是固化，其目的都是减 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。
固化机理
危险废物稳定化固化工艺配比方案
常用危险废物安全处置工艺技术
稳定化/固化配比方案
1、重金属废物类固化配伍方案说明
重金属废物主要来源于工业危险废物，含水率一般为50%～70%，该种废物物料成分非常复杂，固化剂、药剂的添加量可以根据危废的性质和状态以及生产实际情况进行必要的调整。
固化剂选用325号硅酸盐水泥，药剂选用硫脲或重金属螯合剂。
2、飞灰、残渣、其它危废固化配伍方案说明
由于飞灰中含有部分石灰，且含水率较低。
因此，飞灰固化过程中可以适当增加水的加入量，由于飞灰成分较复杂，固化剂、药剂的添加量可以根据飞灰的性质、状态以及生产实际情况进行必要的调整。
固化剂选用325号硅酸盐水泥，药剂选用硫脲或重金属螯合剂。
具体配比见以下附表：
危险废物稳定化/固化工艺配比。
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-
锌
镉
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
危险固废稳定化和固化处理感悟
危险固废稳定化和固化处理感悟目前稳定化、固化技术主要是应用无机凝硬性凝结剂处理含重金属废物。
但当用水泥和凝硬性材料处理含有机污染废物时会出现下列问题：有机物对凝固和化学稳定性产生影响，导致凝固后固化体的破坏。
为此，研究者已把注意力集中于开发和研制新型凝结剂方面，其中包括研制应用处理有机废物的凝结剂和开发新型的稳定化/固化重金属危险废物的技术。
华顿州立大学的研究人员应用聚酯固化有毒化学废物，如砷化物、氰化物、有毒重金属和医药度物等已经取得了成功。
天然粘土，例如膨润土和活性白土，具有有利于稳定化反应的化学特性。
因此，在粘土结构层间添加季铵盐化合物进行改性，则其物理吸附和化学吸附的能力都得到明显提高。
在用稳定化、固化技术处理重金属危险废物方面，一些新颖的处理方法将会产生广泛的应用前景。
在凝结剂中添加炉渣有利于重金属的氧化和还原反应，从而使重金属形成更为稳定的形态。
在普通水泥中加入粉煤灰和活性硫不仅可降低固化体的孔隙率而且固化体还使其具有很强的吸附特性，因而对稳定有机物和重金属都是有发展前景的。
受多种两性重金属污染的废物的稳定化技术需要进行优化，而且对污染物和凝结剂间的键合形式应进行充分的研究，因此有学者建议把化学键能技术应用到固化体的稳定化评价中，并且把研究的重点集中在废物固化体结构的长期完整性和危险成份的浸出行为方面。
目前，利用稳定化/固化技术处理危险废物的原因，是由于稳定化、固化技术的费用比其他技术低。
但由于废物经稳定化、固化处理后没有被破坏，所以存在一个公众对稳定化、固化技术的可接受性问题。
为了向公众宣传有关的知识，需对固化质量和浸出率进行严格的评价，减少固化系统的风险性，提高固化系统的长期稳定性。
然而随着对固化体长期稳定性要求的提高，利用当前的稳定化、固化技术处理度物的费用将会明显提高，因此有必要大力开发既经济又安全的新技术。
稳定化固化在固体危险废物处理中的应用
稳定化固化在固体危险废物处理中的应用摘要：随着工业的发展，工业生产过程排放的危险废物日益增多。
据估计，全世界每年危险废物产生量为3.3亿吨。
由于危险废物带来的严重污染和潜在影响，为解决危险废物处理问题，研究危险废物处理方案，在分析稳定化/固化方案的基础上，进一步对稳定化/固化方案进行比较，为稳定化/固化在危险废物处理中提供一些必要的科学依据。
关键词：稳定化；固化；危险废物0引言危险废物：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腐蚀性、毒性、易燃性、反应性和感染性等一种或一种以上危险特性，以及不排除具有以上危险特性的固体、液体或其他形态的废物[1]。
稳定化：是指通过加入不同的添加药剂，通过物理或化学反应方式减少有害组分的毒性、溶解迁移性；稳定化过程是一种将污染物部分或全部束缚固定于支持基质上的过程。
稳定化固化是危险废物处理中的一项重要技术，在集中处理处置过程中占有重要的地位。
无法直接进行无害化、减量化处理的危险废物，都要全部或部分地经过稳定化固化处理后，才能进行最终处置或加以利用。
1 稳定化/固化处理危险废物稳定化/固化处理是尽可能将填埋处置的危险废物与环境隔绝的重要工程措施之一。
稳定化/固化处理应本着减量化和无害化的原则，采取各种措施对有害成分进行稳定化，减少危险废物中有害成分的浸出，使其经过处理后，达到降低、减轻或消除其自身危害性的作用，满足《危险废物填埋污染控制标准》中“允许进入填埋区控制限制”后进行填埋处置。
2 稳定化/固化方法经大量实践证实，稳定化/固化技术由于具有处理效果稳定、处理过程简单、处理费用低廉等特点，而被广泛用于危险废物的预处理过程中，目前国内外采用的稳定化/固化方法主要有：2.1水泥稳定化/固化水泥是最常用的危险废物稳定剂，由于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稳定化/固化体，从而达到降低废物中危险成分浸出的目的。
危险废物固化稳定化流程
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危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理危险废物焚烧飞灰是指在危险废物焚烧过程中产生的灰烬，其中含有大量的重金属物质，如铅、镉、汞、铬等。
这些重金属对环境和人体健康具有严重的危害，因此必须进行稳定化处理，以防止其进一步释放和污染环境。
1. 胶凝固化处理：这是一种常见的稳定化处理方法，通过将飞灰与胶凝材料（如水泥、石膏等）进行混合固化，使重金属物质与固化基质发生化学反应，形成稳定的化合物，从而降低其溶解度和毒性。
胶凝固化处理具有操作简便、成本低廉等优点，但对于一些重金属物质（如汞）的固化效果较差。
2. 离子交换：离子交换是利用具有特定吸附性能的吸附剂与飞灰中的重金属离子发生吸附交换作用，从而将重金属离子固定在吸附剂上的处理方法。
常用的吸附剂有活性炭、树脂等，通过调节pH值和温度等条件，可以提高离子交换的效果。
离子交换具有选择性强、处理效果好的优点，但需要对吸附剂进行周期性的再生和处理。
3. 化学稳定化处理：化学稳定化处理是指通过添加化学试剂，与飞灰中的重金属物质发生反应，使其转化为难溶的化合物或沉淀，从而达到稳定化处理的效果。
常用的化学试剂有氢氧化钠、硫化钠等，根据重金属的种类和含量，可以选择合适的试剂进行处理。
化学稳定化处理具有处理效果好、可靠性高的特点，但在处理过程中需要控制好试剂的使用量和反应条件。
4. 热处理：热处理是将飞灰进行高温处理，将其中的重金属物质转化为无害态的处理方法。
高温处理可以使重金属物质发生物相转变或氧化还原反应，从而形成稳定的化合物或沉淀。
热处理具有处理效果好、处理时间短的优点，但需要对高温处理设备进行严格的控制和监测。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理是一项关键的环境保护工作。
通过选择合适的处理方法和控制处理条件，可以有效降低重金属物质的溶解度和毒性，达到保护环境和人体健康的目的。
固化剂对危险废物的稳定化处理效果研究
固化剂对危险废物的稳定化处理效果研究随着社会发展和工业化进程的加快，产生了大量的危险废物，其中包括有毒有害物质。
这些废物的不合理处理和排放，给环境和人类健康带来了巨大的威胁。
因此，寻找一种有效的处理方法成为了当务之急。
固化剂作为一种常用的处理废物的方法之一，其对危险废物的稳定化处理效果备受关注。
本文将对固化剂对危险废物的稳定化处理效果进行研究，以期为环境保护和废物管理提供有力的科学依据。
首先，固化剂的选择是固化剂对危险废物稳定化处理效果的关键。
不同类型的危险废物需要选择不同的固化剂进行处理。
常用的固化剂有水泥、石灰、硅酸盐等。
水泥固化剂是目前使用较为广泛的一种固化剂，它通过与废物发生化学反应形成稳定的胶结体，从而达到稳定化处理的效果。
但是，一些危险废物可能对水泥固化剂的适应性不强，或者在固化过程中会释放出有害物质，因此，在选择固化剂时需要综合考虑废物的特性。
其次，固化剂的作用机理对于理解固化剂对危险废物的稳定化处理效果具有重要意义。
固化剂固化废物的过程主要包括物理吸附、化学反应和胶凝等多种作用机制。
物理吸附是指固化剂与废物表面的吸着作用，使废物与环境隔离。
化学反应是指固化剂与废物中的有害物质发生化学反应，形成稳定的化合物。
胶凝是指固化剂在固化过程中形成胶凝体，从而将废物固化起来。
通过深入研究固化剂的作用机理，可以更好地理解固化剂对危险废物的稳定化处理效果，并进一步优化固化剂的配比和使用条件。
然后，固化剂处理危险废物的工艺条件也对处理效果有着重要影响。
工艺条件包括固化剂的配比、固化时间、固化温度等。
合理的配比可以使固化剂和危险废物之间达到最佳的反应效果，从而实现良好的固化效果。
固化时间和固化温度对于固化剂与危险废物之间的反应速率和反应程度起着重要的调节作用。
通过优化工艺条件，可以提高固化剂对危险废物的稳定化处理效果，进而减少废物对环境和人类健康的威胁。
此外，固化剂对危险废物处理效果的评价指标是评估固化剂处理效果的重要依据。
3第三章 危险废物的固化-稳固化处理技术
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。
第六章 危险固体废物的固化
2. 适用范围: 适用范围: 重金属——电镀污泥等 重金属——电镀污泥等 污泥——无需脱水 污泥——无需脱水 可以适用于具有不同化学性质的废物, 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 也能起艺过程 混合——养护 混合——养护 固化工艺的配方: 固化工艺的配方:是根据水泥的种类处理要 求以及废物的处理要求制定的, 求以及废物的处理要求制定的,大多数情 况下需要进行专门的试验 专门的试验. 况下需要进行专门的试验.
(三)塑性材料固化法:热固性材料,热塑 塑性材料固化法:热固性材料, 性～ 有机性固化/固定化处理技术. 有机性固化/固定化处理技术. 1. 热固性塑料:在加热时会从液体变成固体并硬 热固性塑料: 化的材料,以后再加热不会重新液化或软化. 化的材料,以后再加热不会重新液化或软化. 适合:低水平有机放射性废物;非蒸发性的,液 适合:低水平有机放射性废物;非蒸发性的, 体状态的有机危险废物. 体状态的有机危险废物. 由于操作中有机物的挥发,容易引起燃烧起火, 由于操作中有机物的挥发,容易引起燃烧起火, 不能在现场大规模应用. 所以通常不能在现场大规模应用 所以通常不能在现场大规模应用.可以认为该 法只能处理小量,高危害性废物,如剧毒废物, 法只能处理小量,高危害性废物,如剧毒废物, 医院或研究单位产生的小量放射性废物 特点:操作过程复杂,热固性材料自身价格高昂 特点:操作过程复杂,
5. 三种工艺 外混法:搅拌,洗涤; 外混法:搅拌,洗涤;耗时耗力 容器内混合法:不产生二次污染: 容器内混合法:不产生二次污染:危害性大且 数量少的危险废物 注入法:粒度大或很不均匀,不便搅拌;滚动, 注入法:粒度大或很不均匀,不便搅拌;滚动, 产气/ 产气/放热
(二) 石灰固化
材料: 材料: 基材:石灰 基材: 添加剂:粉煤灰,水泥窑灰 添加剂:粉煤灰, 适用:专用于含硫酸盐或亚硫酸盐类泥渣 适用: 特点:便宜,简单,无尾气问题;易于被 特点:便宜,简单,无尾气问题; 侵蚀——涂覆 不如水泥固化产物坚固— 涂覆; 侵蚀——涂覆;不如水泥固化产物坚固— —不单独使用
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传统危险废液物理化学处理系统及其缺陷
处理系统：沉淀及絮凝、化学氧化、重金属沉淀、化学还原、中和等 处理系统缺陷：单一处理系统专一性强、适用面窄，多系统则存在重 复性投资，占地面积大等问题。
危险废液柔性物化处理系统构建理念
特殊单元+公共单元 特点：可灵活切换、适用性强、节约投资、占地面积小、效率高
危险废液柔性物化处理系统工艺流程图
锌浸出浓度随养护时间变化情况
样品处理前后XRD和红外透射分析
16000 1 2 3 12000 SD6
Intensity(a.u.)
400
3 3 4 5 5 5
Transmittance (a.u.)
4 5
NH4Cl (NH4)3(ZnCl4)Cl SiO2 CaCO3 Fe2O3
SD6
300
SD5
含银废液中试处理结果 银mg/L 锌 mg/L 镉mg/L 470.9 0.23 ＜0.02 ＜0.02 2.24 0.08 镍mg/L 铅mg/L 铜mg/L 5.89 0.56 2.9 ＜0.1 1.8 ＜0.04
废液2
处理后 废液3 处理后
204.9
0.13 568.0 0.08
1.8
＜0.02 2.0 0.6
1
受料
分离与处理
燃料
燃料调制
产品/残余物管理
质量控制和包装
产品/残余物
有机物产品
杂物
产品 釜残液 烟气 飞灰
有机废物
D
蒸馏/蒸发
有机相 多相液体 水相 相分离
焚烧
气体排放控制
大气排放
液体 生物处理 污泥
按需进行废物循环
散装废物
D 水相系统 D
固液分离 液体 物化处理 污泥 D
排水
D
无机固体 散装废物 容器包装废物 D D 固体处理 稳定化 土地处置
＜0.02
＜0.02 3.56 0.04
1.3
0.08 1.52 0.16
2.82
＜0.1 4.80 0.2
1.6
0.06 2.4 ＜0.04
废液4
处理后 废液5 处理后
449.2
0.04 367.0 0.02
1.6
＜0.02 0.6 ＜0.02 5
1.06
＜0.02 2.08 ＜0.02 0.1
2.74
综合性危险废物处理设施
• 处理方法选择
2 20 3 4 5 6 8 10 10 8 7 6 5 4 3 20 30 40 50 60 70 100 0.5 0.7 1 2 3 4 5 7 10 20 30 50 70 100 1 0.8 0.6 0.5 2 0.5 0.6 0.8 80 60 50 40 30
• 水泥固化工艺过程
①水灰比：一般控制水灰比1：2为宜，过大的水灰比易于泌 水； ②水泥与废物的配比： ③pH: pH应该控制在8以上，以保证产物中含有的金属成分 出与化学稳定状态。 ④凝固时间：控制初凝时间>2小时，终凝时间<48h. ⑤添加剂：包括减水剂、缓凝剂、促凝剂、吸附剂与乳化剂 等。 ⑥养护时间：在室温下，相对湿度>80%，养护时间约28天。 ⑦操作条件：保持较严格的密封与防护条件下操作，采取远 距离自动控制，以防环境污染，保护人身安全。 ⑧机械强度与抗浸出性：机械强度应控制在10-50kg/cm2;抗 浸出性应满足毒性物鉴别标准。
200
SD3
1435 1402
8000
SD5
100
3422
SD
SD3 4000 2 20 1 2 1 SD 0 0 40 2-Theta(deg) 60 80
1751 1615
1633
0
3160
-100 4000
3000
2000 Wavenumbers (cm )
-1
1000
化工污泥处理前后XRD图谱
设施施工建设与安装现场
钢平台搭建
反应釜吊装
管路布置
电器设备安装
主要设备
反应釜
水喷射真空机组
抽滤槽 立式离心机
废液中间槽
危险废液柔性物化处理 中试工程（>500t/a）
含氟废液处理验证
含氟废液检测结果 项目
检测结果
酸度% （以H+计）
11.68
Fg/L
100
锌 mg/L
0.118
镉 mg/L
＜0.02
反应釜
吸滤槽
滤饼
e.加入盐酸溶液,调节pH值至7.5
f.通入吸滤槽进行固液分离
操作步骤
出水达标排放
含氟废液处理工艺流程
含氟废液中试处理结果
项目 检测结果 pH值 7.35
Fmg/L
2.3
锌 mg/L
<0.03
镉 mg/L
＜0.02
镍 mg/L
0.01
铅 mg/L
＜0.1
铜 mg/L
＜0.04
总铬 mg/L
地磅 车辆 等待区
门卫室
综合性危险废物处理设施
• 操作
操作事项与设施组成
设施组成 操作环节 废物进场 废物接受 废物贮存与 废物处理 残余物 前分析 处理准备 管理 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
分析实验室 进厂车辆等待区 门禁室 地磅 桶装废物卸载与贮存 贮罐区 散装废物贮存 物理/化学处理 焚烧炉 稳定化车间 填埋单元
水泥
石灰 g
炉渣
粉煤灰
锌浸出浓度 mg/L
浸出液pH 9.4 9.9
100 160
150 140
62.5 59.4
2
3 4 5
3
4 5 6
70
80 90 100
45
20 30 40
80
140 60 120
130
120 110 100
164
48.3 26.8 102
10.2
9.3 9.7 10.5
90
镍 mg/L
0.01
铅 mg/L
＜0.1
铜 mg/L
＜0.04
总铬 mg/L
＜0.1
HF+Ca(OH)2=CaF ↓；控制标准：10mg/L； a.含氟废液2吨 b.进入调质槽搅拌调质
方法：石灰沉淀法 药剂槽 药剂槽
Ca(OH)2
HCl
c.通入反应釜
d.加入石灰乳液 （含石灰540kg）， 搅拌反应30min 废液 储罐 调制槽
容器处理
容器
容器冲洗
报废容器
= 决策点
按需进行废液循环
综合性的危险废物处理方法决策程序 同济大学固体废物处理与资源化研究所
2015-5-27
综合性危险废物处理设施
• 配套管理
– 安全保卫 – 检查与维护 – 事故防范 – 应急计划 – 员工培训 – 监测 – 例行报告 – 档案保存 – 审计
危险废物处理处置技术
2.8
＜0.1
药剂槽 NaCl
Ag++Cl-=AgCl↓ ； 2Mn++nS2-=M2Sn↓； 控制标准: 0.5mg/L
废液 储罐
调制 槽
反应 釜1
药剂槽 Na2S
立式离 心机 AgCl滤饼反 釜2立式离 心机滤饼
出水达标排放
含银废液处理工艺流程
操作步骤 a.废液4吨，调质后进入反应釜 b.加入氯化钠2.5kg，搅拌30分钟 c.加氢氧化钠调节pH值至7～8 d.加入絮凝剂（50g聚丙烯酰胺 +5kg水配制成）搅拌5～10分钟 后静置20～30分钟 e.通入立式离心机 f.加入硫化钠0.8kg，搅拌30分钟 项目 废液1 处理后
＜0.1
利用该系统进行一批4吨氟废液的运行处理，得到残余氟含量2.3mg/L，低于
《污水排入城市下水道水质标准》CJ343-2010,效果良好。
含银废液中试处理验证
含银废液检测结果 项目 银mg/L 锌 mg/L 镍mg/L 铅mg/L 铜mg/L 总铬mg/L
检测结果
465
＜0.02
5.75
10.9
化工污泥水泥固化\稳定化
化工污泥锌浸出浓度：4050mg/L；填埋控制值： 锌—75mg/L。
均匀试验因素水平表 水泥 石灰 (g) 1 50 60 70 80 20 25 30 35 60 80 100 120 100 110 120 130 1 2 50 60 25 35 炉渣 粉煤灰 试验结果
三、危险废物固化/稳定化处理技术
1、固化/稳定化目的： 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， 减少在储存或填埋处理过程中污染环境的潜在危险，并便 于运输、利用和处置。 2、固化/稳定化应用面： ①对于具有毒性或强反应性等危险性质的废物进行处理，使 其满足填埋处理要求； ②其他处理过程所产生的有害残渣，例如焚烧过程必然会浓 缩某些化学成分，甚至浓缩放射性物质。此时对废渣进行 稳定化处理是非常必要的； ③在大量土壤被有害物污染物所污染的情况下对土壤进行去 污。
气化
吸收
金属回收利用技术方方 法
• 火法冶金：焙烧炉－利用金属挥发性差异物理分离 熔融炉－利用金属密度差物理分离， 必要时加入冶炼剂强化分离 • 湿法冶金：
溶解
强 酸 、 强 碱 氧 化
分离
离 子 交 换
电 解 反 渗 透 膜 滤 吸 附 溶 剂 吹 脱 沉 淀
水相（溶液）处理基本技术方法
氰破坏
稳定化
炉 渣
稳定化处理 后残渣
液态有机物回收
土地处置 燃料、溶剂
综合性危险废物处理设施
• 空间布置
填埋单元 水相废物处理设施
维修车间