危险废物固化稳定化

水泥
玻璃体 （熔融）
固化污泥养生区
固化试体
污泥样品保存室
固化污泥填埋场
• 常用的固化稳定化方法 1）硅酸盐胶凝材料固化法（水泥固化法） 将有害废物与硅酸水泥及其他化学添加剂混 合均匀，然后置于模具中，使其凝固成固 化体。将经过养护后的固化体脱模，经取 样浸出测试，其有害成分含量低于规定标 准，便达到固化目的。 特点：方法简单，稳定性好。 应用范围：处理无机物，如重金属污泥、含 汞泥渣、含砷泥渣等危险废物。
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
进药系统
进料系统
主反应系统
后处理系统
进料系统：1、废液储罐，2、纸袋过滤机，3、调制槽 进药系统：4、5、6、7为药剂制备投加槽 主反应系统：8、9、10为反应釜 后处理系统：11、12为尾气吸收装置，13、水喷射真空机组，14、立式离心机，15、吸滤槽， 16、膜处理单元，17、压滤机， 18、滤液收集池， 19、20为滤液中间槽，21、污泥池，22、废 水调节池 。
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
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
0.06 4.56 0.22 1
4.48
＜0.1 6.66 0.3 1
1.26
＜0.04 2.8 0.1 2
g.同d
h.同e
控制标准 0.5
采用NaCl沉淀法回收银，硫化钠沉淀去除其
中的重金属后，五个批次共20吨含银废液出水水 质均可达到《污水排入城市下水道水质标准》 (CJ343-2010)，运行效果稳定。
＜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
100
40
45
140
160
140
150
6
锌浸出浓度mg/L
以水泥（180g/kg）、石灰（60g/kg）、炉渣（120g/kg）
、粉煤灰（220g/kg）为原料制作包裹型稳定药剂处理化工污 泥，处理后物料锌浸出浓度为26.8mg/L，低于《危险废物填 埋污染控制标准》GB18598-2001控制限值。
＜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
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
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
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。
铬还原 二段法金属沉淀 中和 固液分离 生物处理
活性炭吸附
污泥脱水
危险废物热处理基本技术方法
热处理焚烧
1200oC
水 150oC
固体和污泥
锅 炉
700oC 袋式 除尘器 o 200 C
液体
雾化器
回转窑900oC
二次燃烧室 辅助燃料
急冷塔
碱性塔 引风机 烟囱
危险废物物化处理设施布置
二、危险废液柔性物化处理系统
蒸馏
过滤
蒸发
汽提
离心
蒸馏条件的保证是关键
油脂和酸回收利用技术方 法
– 油脂回收
• 对象—— 各种润滑油 • 方法—— 酸泥法：高岭土吸附去除油酸（酸性白土） —— 减压蒸馏法：回收高纯油脂
– 酸再生
• 对象—— 酸洗废液 • 方法—— 冷却沉淀：去除不溶性杂质 —— 喷雾焙烧：回收高纯酸
雾化
焙烧
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பைடு நூலகம்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
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
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
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
稳定化 处理车间 容器卸 载与暂 存区 废物处理准备区 应急分队与设备 厂 外 道 路
焚烧炉
实验楼 贮罐区 管理楼 槽罐车卸 料区
液体有机物回 回收有机物贮 存区 收车间
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
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
反应 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
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
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
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
• • • • 危险废物物化处理技术 危险废物固化/稳定化处理技术 危险废物安全填埋处理技术 危险废物焚烧处理技术
一、危险废物物化处理
利用危险废物在物理和化学性质上的差异，将其有害成 分进行分离或浓缩，以利于集中处理或综合利用的方法
溶剂回收与循环利用技术方 法
• 溶剂回收
• 对象——占危险废物的5%~30% • 方法
• 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。
第 八 章 危险废物处理处置技术
危险废物处理与利用技术体系
危险废物产生 回收与循环利用 溶剂回收 燃料调制 金属回收 油脂回收 能量回收 残余物 处理 产品或原料
热分解 水溶液处理 稳定化 生物处理
残余物 土地处置 填埋 深井灌注
综合性危险废物处理设施
• 流程示例
接收前废物预分析 设施边界 渗滤液 废物接收 暂存与处理准备 物理/化学处理 有 机 残 渣 焚烧 湿式 除尘 器出 水 飞灰 无 机 残 渣
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
3、固化/稳定化方法 • 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 固化物质的晶格中去； ②通过物理过程把污染物直接掺入到惰性物 质中去。
重金属类废物固化/稳定化方法
– 稳定化（重金属类废物）
• 化学稳定形成难溶物 • 晶格化（固化）晶格结构中稳定
磷酸
硫化物
有机 螯合剂