某市危险废物安全填埋场工程设计----环境工程专业毕业设计.pdf

1 目 录 目 录 前言前言 . 3 1 绪论1 绪论 . 5 1.1 国内外研究现状 . 5 1.2 工程位置 . 5 1.3 地形地貌 . 6 1.4 水文条件 . 6 1.5 气象条件 . 6 1.6 本工程设计的目的 . 6 1.7 设计应遵循的原则 1 . 7 2 方案研究2 方案研究 . 7 2.1 工程规模和使用年限研究 . 7 2.2 废物种类和性质 . 8 2.2.1 废物的种类和数量 . 8 2.2.2 废物性质 . 8 2.3 预处理方案设计 . 9 2.3.1 进场废物的要求 2 . 9 2.3.2 焚烧 . 11 2.3.3 固化处理方案的选择依据 . 11 2.3.4 预处理方案对比选择 6 . 12 3 填埋工艺3 填埋工艺 . 17 3.1 填埋工艺分类 7 . 17 3.2 填埋工艺原则 8 . 19 3.3 填埋工艺选择 . 20 3.4 库容与使用年限设计 . 20 3.4.1 场区面积规划 . 20 2 3.4.2 填埋单元划分 . 21 3.5 推铺和压实作业 . 21 4 防渗设计4 防渗设计 . 21 4.1 衬层系统的分类 11 . 22 4.1.1 单衬层防渗系统 . 23 4.1.2 单复合衬层防渗系统 . 24 4.1.3 双衬层系统 . 25 4.1.4 双复合衬层防渗系统 . 26 4.2 防渗方案选择 . 27 4.2.1 防渗方案设计 . 27 4.2.2 防渗材料选择 . 28 4.4 渗滤液的收集与处理 . 31 4.4.1 渗滤液产量 . 31 4.4.2 渗滤液的水质 . 31 4.4.3 污水的处理 . 33 4.5 雨污水分流系统 . 33 4.6 填埋气体导排系统 . 33 4.7 覆盖方案设计 . 34 4.7.1 覆盖材料 . 34 4.7.2 覆盖工艺设计（终场覆盖） . 35 4.7.3 覆盖系统设计需要考虑的因素 . 35 4.7.4 覆盖层系统的结构组成 . 36 5 总体方案设计5 总体方案设计 . 37 5.1 工程规模与标准 . 37 5.2 设计原则 14 . 37 5.3 总体工艺设计 . 38 5.3.1 工艺流程 . 38 5.3.2 工艺概述 . 38 3 5.4 总体布置 . 39 5.4.1 总体布置原则 . 39 5.4.2 总体布置概述 . 39 5.5 工程内容 . 40 5.5.1 生产生活管理区工程 . 40 5.5.2 填埋区工程 . 40 5.5.3 预处理工程 . 40 5.5.4 预留焚烧区 . 40 5.5.5 其他工程 . 40 5.6 工程土方平衡 . 40 6 废物收运系统6 废物收运系统 . 41 6.1 废物的收集 . 41 6.2 废物的运输和计量 . 41 6.3 进场与贮存方式 . 41 7 预处理工程设计7 预处理工程设计 . 42 7.1 预处理规模 . 42 7.2 预处理工艺说明 . 42 7.3 工程设计 . 42 8 填埋区工程设计8 填埋区工程设计 . 43 8.1 防渗设计 . 43 8.1.1 水平防渗 . 43 8.1.2 施工措施 . 45 8.2 道路工程 . 46 8.2.1 进场道路 . 46 8.2.2 场内道路 . 46 8.3 渗滤液收集工程 . 46 8.3.1 场底收集系统 . 46 8.3.2 输送系统 . 46 4 8.4 渗滤液处理工程 . 47 8.5 雨污水分流系统 . 47 8.6 填埋气体导排和处理工程 . 48 8.7 覆盖工程 . 48 9 设备选型9 设备选型 . 49 9.1 设备原则 . 49 9.2 管理与收运设备 . 49 9.3 预处理设备 . 49 9.4 作业机械 . 50 9.5 渗滤液处理设备 . 51 9.6 电气设备 . 51 9.7 其他设备 . 52 10 场区安全与卫生10 场区安全与卫生 . 52 10.1 标准及依据 . 53 10.2 安全技术措施 . 53 10.3 卫生防疫措施 . 53 致谢致谢 . 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 参考文献参考文献 . 54 1 某市危险废物安全填埋场工程设计 某市危险废物安全填埋场工程设计 学 生：xxx 指导老师：xxx xxxxxxx 摘要摘要：本工程根据危险废物安全填埋场标准进行设计，经过对不同方案的分析和比较， 对工程各部分逐一提出了方案和措施，主要成果如下： (1) 填埋场规模 本安全填埋场工程处理规模为 6240t/a， 总占地为 29606m2， 垃圾填埋高度约为 8m， 总的填埋库容约为 95289m3，使用年限为 11.5 年。 (2) 废物运输工程 在填埋场配置 72 只容积为 1.0m3的废物箱和 4 辆 5 吨载重货车进行废物的场外收 运。 (3) 预处理工程 预处理选用水泥固化工艺，预处理厂房占地面积约为 720m2。 (4) 防渗系统 防渗系统采用单层复合防渗，土工膜选用高密度聚乙烯膜（HDPE） ，膜厚度为 2.0mm。 (5) 填埋区工程 填埋区共分为 6 个填埋单元，采用壕沟法与区域法相结合的方式填埋，地下部分采 用壕沟法，地上采用区域法。 (6) 覆盖系统 本填埋场为安全填埋场，考虑废物的特殊性，无需进行日覆盖和中间覆盖，只对终 场覆盖进行设计。 Abstract Abstract ：This design offers engineering schemes and measures by analyzing different ways according to standard of waste safe landfill .main conclusions 2 are : (1)Collecivity This safe landfill site scale:6240t/a.Its area are:29606m 2.Landfill height:8m.Storgage capacity: 95289m 3.Use term :11.5year. (2) Waste transport There are 72 liter bins with 1.0m3 volume and 4 trucks with 5 ton laods in this site . (3) Pretreatment This Pretreatment method is solidifying cement and workshop area is 720m 2. (4) Impervious system Impervious system adopt the method of single-layer composite impermeable process, High-density polyethylene film (HDPE) is selected as geomembrane, with the thickness of 2.0mm. (5) Landfill project Landfill landfill is divided into six units, using a combination of the trench method and regional method to landfill, the trench method for underground part,and regional method for aboveground part. (6) Covering system The landfill of this design is secure landfill.Considering the particularity of the waste, daily covering and intermediate covering are not included during the design,but final covering. 关键词关键词：安全填埋 预处理 防渗系统 终场覆盖 KeywordsKeywords: Secure landfill Pretreatment Impervious system Final covering 3 前言 前言 根据中华人民共和国固体废物污染防治法中的定义，危险发废物是指列入国家 危险废物名录或根据国家危险废物鉴别标准和鉴定方法认定的具有危险废物特性的废 物。通常危险废物指具有两种情形的固体、液体废弃物，即： 1) 具有腐蚀性、毒性、易燃性或感染性等一种或几种危险特性； 2) 不排除具有危险特性，可能对环境或人体健康造成不利影响，同时，医疗废物和电 子废物也都属于危险废物。 根据发改委和环保部 2008 年最新发布的国家危险废物名录 ，危险废物总共分为 49 大类 500 多种，成分复杂。 随着我国经济的快速发展，工业危险废物的产量也在不断的增加，而且目前相关统 计的处置量还不足 1/3，所以危险废物处置存在巨大的产能缺口。 “十二五”期间我国工 业危险废物持续增涨，预计 2015 年将超过 6000 万吨，危废治理需求空间巨大。 危险废物的处置手段一般为无害化处置、综合利用和贮存三种，2011 年，三种处 置方式的比例分别为 26.1%、50.5 和 23.4%，其中无害化处置又可以分为物化填埋和焚 烧等方式，物化填埋的废物吨处理费用在 8001000 元/吨，而焚烧处置则在 1500 元/吨 以上。目前一线城市无害化处置收费平均水平在 1500 元/吨左右，而危废的综合利用主 要以金属提炼为主，吨危废产值要根据危险废物中所含的金属种类和含量来定，很难估 计，含铜废液的回收价值较高，吨含铜废液可以产生 30004000 元左右的收入。 20142019 年中国危险废物治理行业深度调研及前景研究报告指出：我国危险 废物治理相对滞后，从 1990 年开始起步，到 1996 年初步形成相关管理体系，到 2008 年才形成国家危险废物名录 ，我国的危险废物处理处置行业也是从“十一五”期间 开始迅速发展， 截止到 2010 年， 全国持危险废物经营许可证的单位总处置能力达到 2325 万吨，较 2006 年提高了 226%，但是，危险废物处置问题仍然较大，一方面管理体系不 完善，只是完成了较大型企业的全面监管，中小企业偷排现象突出，无害化处置保障能 力不强，截止到 2010 年年底持证单位处置能力仅占到第一次全国污染普查危险废物产 量的 50%左右，且设施负荷率不足 40%，很多大型危险产生单位和工业园区没有配套 4 危险废物贮存、利用和处置设施，所以，偷排和处置设施严重匮乏是我国目前危险废物 处置最真实的现状。 根据固体废物污染环境防治法 （2004.4.） 、 放射性污染防治法 （2003.10） 、 医 疗废物管理条例 （2003.6）及危险化学品管理条例 （2011.12）的规定，国家环保总 局和国家发改委编制了全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划。 对全国危险废物处 置目标、原则、布局、规模投资等进行统筹规划，并完善危险废物、医疗废物和放射性 废物全过程监督管理体系，力争可以基本实现全国危险废物、医疗废物和放射性废物的 安全贮存和处置，消除危险废物、医疗废物和放射性废物污染隐患，为人民健康和环境 安全提供保障。由此，我国在综合利用、稳定与固化、焚烧、填埋等技术方面有了一定 的发展与规模，并出现了一些适合我国目前经济发展水平的固体废物处理技术，但总体 而言，与其他发达国家相比，我国现有的水平还很低，处理处置技术还远远不能满足国 内经济和社会发展的需要，所以，固体废物的处理处置仍是一项艰巨的任务。 5 1 绪论 1 绪论 1.1 国内外研究现状 1.1 国内外研究现状 目前，在世界范围内取得共识的解决污染控制问题的基本对策就是所谓的“3C” 原则，即：避免产生(clean)、综合利用(cycel)和妥善处置(control)。围绕着“3C”原则， 美国在 90 年代初通过的污染防治法中明确规定，对有害废物和固体废物首先要防 止其产生，如不能防止，那么就要减少其产生，且鼓励相关项目和技术的开发，并在废 物回收、废物的稳定与固化、废物的焚烧等方面获得成功；而欧盟则在相关条例中要各 成员国要防止和减少废物的产生，并重复利用变废为宝，例如利用废物发电等；日本由 于人口密集、国土狭窄，所以减量化、无害化和资源化无疑是固体废物处理处置领域强 调的重点。 我国是一个发展中国家，我国在危险废物处理处置方面起步较晚，能力也较低，这 几年，虽然已经取得一定的进展，但是随着经济的迅猛发展及我国工业化进程的不断加 快，固体废物的产生量也随之迅速增长，再加上资源化程度比较低，处理处置设施建设 相对滞后， 危险废物的产生量越来越大、 性质复杂、 种类繁多， 且产生源数量分布广泛， 管理难度较大，危险废物对环境的危害越来越严重。 正是由于我国的危险废物管理起步晚，所以目前无论在管理机构、管理法规、处理 技术的研究、处理处置设施的建设等方面都存在不足，对危险废物的管理和处理处置还 处于低水平阶段。大多数危险废物只是简单堆放或填埋，甚至有一部分危险废物未经处 理就直接排入环境，存在严重的安全隐患。所以加强对危险废物的控制和管理，不仅是 保护我国生态环境和人民身体健康的迫切需要，也是我国履行国际公约的责任，如何安 全、妥善地处置危险废物已经成为当前环境保护的一项重要工作。 1.2 工程位置 1.2 工程位置 危险废物填埋场场址的选择应该满足安全、社会、环境和政治等要求，其目的是使 危险废物对人体健康的危害降低到最小，对环境的影响最小。本安全填埋场拟建于某市 6 某村，场区的东面、西面和南面均为大片农田，北面临近公路。占地约为 29606m2，基 地呈长方形，东西距离约为 130m，南北距离约为 230m，项目所在地水路和陆路交通便 捷。 1.3 地形地貌 1.3 地形地貌 项目所在地属于长江三角冲积平原，地势比较平坦，地面海拔在 2.33.0m，陆域 表层以下是以粘土和亚粘土为主的不同地质土层，地耐力为 814 吨，地震基本烈度为 6 度（轻微损坏） 。 1.4 水文条件 1.4 水文条件 该地区河道交错，具有江南水乡特有的地理特征，形成具有一定通行能力的内河航 道。河流流向由西向东流入长江，域内河流基本滞流，主要用于工业用水、农业用水、 航运和排涝。 1.5 气象条件 1.5 气象条件 某市属于亚热带南部湿润区，四季分明，雨量充沛，阳光充足，气候温和，夏季盛 行东南风，冬季盛行东北风。 根据某市气相部门多年的气象数据统计，该市的年平均气温为 15.5，历年极端最 高气温为 37.9， 最低为-11.5； 年平均降水量为 1064.8mm， 年最高降水量为 1563mm， 日最大降水量为 229.6mm;年平均相对湿度为 80%;年平均风速 3.5m/s， 最大风速 24m/s。 1.6 本工程设计的目的 1.6 本工程设计的目的 目前某市的工业固体废物只有少量经过专业的焚烧处理， 其余的工业固废基本处于 无管理的状态：有的被拉到市郊或外地，对环境造成了污染，存在严重的安全隐患；有 的混入生活固废进行处理； 有的甚至露天堆存或直接排入江河湖海， 污染状况十分严重， 不仅侵占大量土地，而且废物经雨雪等淋溶浸出的有毒有害物质会使土地毒化、酸化和 7 碱化， 其污染面积往往超出所占土地面积的很多倍， 将会导致了地表水和地下水的污染。 所以，为了保障人民的身心健康和环境安全，提高某市的城市形象，实现可持续发展的 战略目标，妥善处理该市日益增加的工业废物显得尤为迫切和重要。 1.7 设计应遵循的原则1.7 设计应遵循的原则 11 1、严格执行国家危险废物污染防治技术政策,并遵循减量化、资源化、无害 化的处理原则。 2、对危险废物的收集、运输、接收、检验、贮存、处理、处置全过程实行监控； 对所接收的危险废物根据其来源、性质及污染成分进行分类贮存和处理。 3、生产工艺的选择遵循先进实用、成熟可靠、技术经济可行的原则,并力求达到国 内领先水平；总图布置合理紧凑,确保生产顺行、操作维护简便。 4、尽可能采用节能降耗措施,降低原材料消耗,降低运行成本。 5、充分考虑远、近结合,分期实施的可行性；在处理规模和处理危险废物种类上留 有一定的发展余地。 6、贯彻执行环境保护“三同时”法规,对处置过程中产生的污染源和污染物, 采取有效的综合防治措施,防止二次污染。 2 方案研究 2 方案研究 2.1 工程规模和使用年限研究 2.1 工程规模和使用年限研究 根据某市工业废物相关部门提供的资料，该市的工业废物的产量为 1.1104t/a(电 镀污泥 3000t/a、印染污泥 6000t/a、化工废弃物 2000t/a)，其中可燃污泥为 5600t/a。可 燃污泥进行焚烧处理后，残余物进入填埋场。经测算，进入本安全填埋场预处理系统的 废物量实际为 6240t/a。 本安全填埋场的使用年限初步拟定为 11.5 年。 8 2.2 废物种类和性质 2.2 废物种类和性质 2.2.1 废物的种类和数量 2.2.1 废物的种类和数量 本安全填埋场的处置对象主要为某市的工业固体废弃物 （含再生资源进口加工区固 体废弃物） ，主要包括电镀污泥、印染污泥、化工污泥以及有机污泥燃烧后的残留物。 根据某市相关固废处理中心提供的资料，本安全填埋场的填埋量如下： 1. 电镀污泥：3000t/a； 2. 印染污泥：6000t/a，60%焚烧后残余物为 540t/a，实际处理量为 2940t/a； 3. 化工废弃物：2000t/a，全部焚烧后残余物为 300t/a。 所以，本安全填埋场的实际填埋量为 3000t/a+2940t/a+300t/a=6240t/a。 2.2.2 废物性质 2.2.2 废物性质 1) 无机危险废物 无机危险废物包括电镀污泥和印染污泥无机废物等。根据相关的数据统计，拟进入 本填埋场的废物中部分污泥含水率在 80%85%，呈半固态，其余为工业废渣，基本呈 固态。 对于含水率高于 85%呈液态的污泥需要在场外进行预处理使含水率达到要求 （即 含水率在 85%以下）后方能进入场内。 从化学性质上看，无机危险废物包括重金属废物（铍、铬、铜、锌、砷、硒、镉、 汞、铅、镍、钡等） 、含氰废物、含氟废物和酸碱废物等；从物理性状分包括污泥、废 渣等固态或半固态物质。 2) 灰烬 对于进场的化工固体废弃物及可燃的印染有机物，需要进行焚烧后才能进行填埋。 由于焚烧物主要是化工废物和印染废物，且缺乏相关实验数据，本设计采用一般生活垃 圾焚烧飞灰的试验数据。飞灰中的重金属含量和浸出液中的重金属浓度如表 2-1。 9 表 2-1 垃圾焚烧飞灰的基本性能 表 2-1 垃圾焚烧飞灰的基本性能 重金属种类 Pb Cr Ni Cu Zn Cd 飞灰中重金属含量/ （mg/Kg） 1770 1.3 88 390 5590 100 飞灰中重金属浸出浓度 /（mg/L） 20.31 0.47 55.22 7.69 137.06 5.26 GB5085.32007 浸出 毒性鉴别标准/（mg/L） 5 15 5 100 100 1 根据表 2-1 中的数据可以预测，废弃物经焚烧后产生灰烬的部分指标会超过危险 废物鉴别标准 （GB5085.13-2007）和危险废物填埋污染控制标准 （GB18598-2001） 中规定的标准值，所以需要按危险废物进行处置。焚烧后产生的灰烬需要经过稳定化预 处理后方能进入填埋场进行安全填埋。 2.3 预处理方案设计 2.3 预处理方案设计 2.3.1 进场废物的要求2.3.1 进场废物的要求 2 可填埋的危险废物包括国家危险废物名录中出禁止入场废物以外的所有危险废 物。 1. 直接入场填埋的废物 1) 根据固体废物浸出毒性浸出方法 （HJ 557-2010）和固体废物浸出毒性测 定方法 （GB/T15555.112-1995）测得的废物浸出液中有害成分浓度低于表 2-2 中允许 进入填埋区控制限值的废物； 2) 根据固体废物浸出毒性浸出方法 （HJ 557-2010）和固体废物浸出毒性测 定方法 （GB/T15555.112-1995）测得的废物浸出液 pH 值在 7.012.0 之间的废物。 10 表 2-2 危险废物允许进入填埋区的控制限值 表 2-2 危险废物允许进入填埋区的控制限值 序号 项目 稳定化控制限值（mg/L） 1 有机汞 0.001 2 汞及其化合物（以总汞计） 0.25 3 铅（以总铅计） 5 4 镉（以总镉计） 0.5 5 总铬 12 6 六价铬 2.50 7 铜及其化合物（以总铜计） 75 8 锌及其化合物（以锌总计） 75 9 铍及其化合物（以总铍计） 0.20 10 钡及其化合物（以总钡计） 150 11 镍及其化合物（以总镍计） 15 12 砷及其化合物（以总砷计） 2.5 13 无机氟化合物（不包括氟化钙） 100 14 氰化物（以 CN 计） 5 2. 必须经预处理后入场填埋的废物 1) 根据固体废物浸出毒性浸出方法 （HJ 557-2010）和固体废物浸出毒性测 定方法 （GB/T15555.112-1995）测得的废物浸出液中任何一种有害成分浓度超过表 2-2 中允许进入填埋区的控制限值的废物； 2) 根据固体废物浸出毒性浸出方法 （HJ 557-2010）和固体废物浸出毒性测 定方法 （GB/T15555.112-1995）测得的废物浸出液 pH 值7.0 和12.0 的废物； 3) 本身具有反应性、易燃性的废物； 4) 含水率高于 85%的废物； 5) 液体废物。 下列废物禁止填埋： 11 1) 医疗废物； 2) 与衬层具有不相容性反应的废物。 2.3.2 焚烧 2.3.2 焚烧 固体废物的焚烧是一种高温热处理技术， 即以一定量的过剩空气与被处理的有机废 物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应， 废物中的有害物质在高温条件下氧化、 热解而被破坏， 是一种可同时实现废物无害坏、减量化、资源化的处理技术。 焚烧技术最大优点在于大大减少了需最终处置的废物量， 具有减容作用、 去毒作用、 能量回收作用；另外，还有副产品、化学物质回收及资源回收等优点。 焚烧技术的主要缺点有费用昂贵、操作复杂、严格；要求工作人员技术水平高；产 生污染物如 SO2、NOx、HCl、二噁英和焚烧飞灰等；另外，还有技术风险等问题3。 2.3.3 固化处理方案的选择依据2.3.3 固化处理方案的选择依据 本处理场处置的主要对象是电镀污泥、印染污泥和焚烧灰烬。填埋期内主要的危险 废物的种类不会发生明显的变化。因此，本设计设立对重金属组分、印染无机污泥和焚 烧灰烬的预处理（固化/稳定化）设施。 危险废物固化/稳定化处理的目的，是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，以便运输、利用和处置。在一般情况下，稳定化过程是选用某种适当的 添加剂与废物混合，以降低废物的毒性和减少污染物自废物到生态圈的迁移率。因而它 是一种将污染物全部或部分地固定于支持介质、粘结剂上的方法。固化过程是一种利用 添加剂改变废物的工程特性（例如渗透性、可压缩性和强度等）的过程。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。 但从概念上它们又有所区别。 无论是稳定化还是固化，其目的都是减小废物的毒性和迁移性，同时改善被处理对象的 工程特性4。 固化/稳定化处理的基本要求： 1) 有害废物经固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出毒性、抗干 湿性、抗冻融性及足够的机械强度等，最好能作为资源再利用，如作为建筑基础和 12 路基材料等; 2) 固化过程中材料和能量消耗要低，增容比（即所形成的固化体体积与被固化废物的 体积之比）要低； 3) 固化工艺过程简单、便于操作，应有有效措施减少有害物质的逸出； 4) 固化剂来源丰富、价廉易得； 5) 处理费用低。 以上要求大多是原则性的，实际上没有一种固化/稳定化方法和产品可以完全满足 这些要求，但若其综合比较效果尚优，在实际中就可以得到应用和发展5。 2.3.4 预处理方案对比选择2.3.4 预处理方案对比选择 6 到目前为止，已经得到开发和应用的稳定化/固化技术主要包括以下几种类型：水 泥固化、石灰固化、塑性材料固化、熔融固化和自胶结固化，下面对这几种固化技术简 单介绍如下： 1、水泥固化技术 水泥是目前最常用的一种危险废物稳定剂。水泥固化技术是将废物和水泥混合，经 水合反应后形成坚硬的水泥固化体，从而降低废物中危险成分的浸出量。水泥固化的基 本原理是通过固化包容减小有害固化废物的表面积和降低其可渗透性， 实现固体废物稳 定化、无害化。 水泥固化的过程中，由于废物组成的特殊性，常会遇到混合不均匀、过早或过迟凝 固、操作难以控制、产品的浸出率高、固化体的强度较低等问题。为改善固化条件，提 高固化体的性能，固化过程中需视服务的性质和对产品质量的要求掺入适量的添加剂。 常用的添加剂有吸附剂（如活性氧化铝、粘土、蛭石等） 、缓凝剂（如酒石酸、柠檬酸、 硼酸盐等） 、促凝剂（如水玻璃、铝酸钠、碳酸钠等）和减水剂（表面活性剂）等。 水泥固化是一种比较成熟的有害废物处理处置方法，因其具有工艺简单、材料来源 广、操作方便、固化产物强度高、价钱便宜等优点，所以被世界许多国家所采用。但美 中不足的是水泥固化体体积增加倍数较大，且抗浸出性能不如沥青固化体好。 实践证明，用水泥固化处理各种含重金属的废物十分有效，由于水泥具有较高的 13 pH 值，使废物中的重金属离子在碱性条件下生成难溶于水的氢氧化物或碳酸盐等。某 些重金属离子也可以固定在水泥基体的晶格中，从而可以有效地防止重金属的溶出。 2、石灰/粉煤灰固化技术 石灰固化是指以石灰、粉煤灰、水泥窑灰以及熔矿炉炉渣等具有波索来反应的物质 为固化基材而进行的危险废物固化/稳定化的操作。在适当的催化环境下进行波索来反 应，将废物中的重金属成分吸附于所产生的胶结晶体中。但是因波索来反应不同于水泥 水合作用， 石灰固化处理所能提供的结构强度不如水泥固化， 所以该技术较少单独使用。 常用的技术是加入氢氧化钙（熟石灰）的方法使废物得到稳定。石灰中的钙与废物 的硅酸根会产生硅酸钙、铝酸钙的水化物或者硅铝酸钙。与其他稳定化过程一样，与石 灰同时向废物中加入少量添加剂，可以获得额外的稳定效果。使用石灰作为稳定剂也和 使用烟道灰一样具有提高 pH 值的作用。此种方法也基本上应用于重金属污泥等无机污 染物。 石灰固化法的优点是使用的材料来源丰富，价廉易得；操作简单，不需要特殊的设 备，处理费用低；被固化的废渣不要求脱水和干燥；可在常温下操作等。其缺点主要是 石灰固化体的增容比比较大，固化体受酸性介质浸蚀，需对固化体表面进行涂覆。 3、塑性材料固化技术 塑性材料固化属于有机性固化/稳定化处理技术，由使用材料的性能不同可以把该 技术分为热固性塑料包容和热塑性材料包容两种方法。 （1） 热固性塑料包容 热固性塑料是指在加热时会从液体变为固体并硬化的材料， 而且再加热却仍旧保持其固体状态。 目前， 用于废物处理的热固性材料主要包括脲甲醛、 聚酯及聚丁二烯等，酚醛树脂和环氧树脂也在小范围内有使用实例。这种技术主要用来 处理放射性废物，应用于危险废物的处理时，其范围受到一定的限制，主要可以处理含 有机氯、有机酸、油漆、氰化物和砷的废物，另外，也有关于用脲甲醛处理电镀污泥、 镍/镉电池废物的报道。 沥青固化以沥青为固化剂，与有害物质在一定的温度下均匀混合，产生皂化反应， 是有害废物包容在沥青中形成固化体。用于有害废物的沥青有直馏沥青、氧化沥青、乳 化沥青。 （2）热塑性材料包容 热塑性材料时指在加热和冷却时能反复软化和硬化的有机 14 塑料，常用的又沥青、石蜡和聚乙烯等。采用热塑性包容技术时，需要对废物进行干燥 或脱水等预处理，以提高废物的固化质量。然后与聚合物在较高温度下混合。热塑性包 容技术可以用来处理电镀污泥及其他金属废物、油漆、炼油厂污泥、焚烧飞灰、纤维滤 渣和放射性废物等。 作为代表性的方法，此处对沥青固化做简单的介绍。 沥青固化以沥青为固化剂，与有害物质在一定的温度下均匀混合，产生皂化反应， 使有害物质包含在沥青中形成固化体。用于有废物固化的沥青有直馏沥青、氧化沥青、 乳化沥青。 沥青固化的优点在于固化产物空隙小， 致密度高， 难于被水渗透， 同水泥固化相比， 有害物质的浸出率小 23 个数量级，为 10-610-4g/(cm 2d),且不论废物的性质和种类如 何，均可得到性能稳定的固化体。此外，沥青固化处理后随即就能固化，不像水泥固化 那样必须经过 2030d 的养护。但是在另一方面，由于沥青的导热性不好，加热蒸发的 效率不高，若废物中含水率较大，蒸发时会有起泡现象和雾沫夹带现象，容易排除废气 造成污染。 再有， 沥青具有可燃性， 因此必须考虑到加热蒸发时如果沥青过热就会着火， 在贮存和运输的过程中也要采取适当的防火对策。 4、熔融固化技术 有人也称之为玻璃化技术。该技术是将待处理的危险废物与细小的玻璃质，如玻璃 屑、玻璃粉混合，经混合造粒成型后，在 10001100高温下形成玻璃固化体，借助 玻璃体的致密结晶结构，确保固化体的永久稳定。该技术的的一种成型方法是将是石墨 电极埋到废物之中，并在现场进行玻璃化。熔融化技术能耗大、成本高，只有处理高剂 量放射性废物或剧毒废物时，才考虑使用。 5、自胶结固化技术 自胶结技术是利用废物自身的胶结特性来达到固化目的的方法。 该技术主要用来处 理含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物， 如磷石膏、 烟道气脱硫污泥和烟道气洗涤污泥等。 通常先将废物在控制温度下进行煅烧，然后与特制的添加剂和填料混合成稀浆，经凝结 硬化后形成自胶结固化体。其固化体含有抗透水性高、抗微生物降解和污染污浸出率低 的特点。 15 表 2-3 各种固化技术的适用对象和优缺点 表 2-3 各种固化技术的适用对象和优缺点 技术 适用对象 优点 缺点 水泥固化法 重金属、氧化物、 废酸 1、 水泥搅拌、 处理技术 已经相当成熟 2、 对物质中化学性质的 变动具有相当的承受力 3、 可由水泥与废物的比 例来控制固化体的结构 缺点和不透水性 4、 无需特殊的设备， 处 理成本低 5、 废物可直接处理， 无 需前处理 1、 废物中若含有特殊的盐 类，会造成固化体破裂 2、 有有机物的分解造成裂 隙，增加透水性，降低结 构强度 3、 大量水泥的使用， 增加 固化体的体积和质量 石灰固化法 重金属、氧化物、 废酸 1、所需物料价格便宜， 容易购得 2、 操作不需特殊的技术 和设备 3、在适当的处置环境， 可维持波索来反应的持 续进行 1、 固化体的强度较低， 且 需要较长时间的养护 2、 有较大的体积膨胀， 增 加清运和处理的困难 塑性固化法 部分非极性有机 物、氧化物、废酸 1、 固化体的渗透性较其 他固化法低 2、 对水溶液有较好的阻 隔性 1、 需要特殊的设备和专业 的操作人员 2、 废物中若含有氧化剂或 挥发性物质，加热时可能 会着火或逸散 3、 废物须先干燥、 破碎后 才能