固体废弃物处置与资源化危险固体废弃物固化与稳定化处理

危险废物：是一类对环境影响极为恶劣的废物。由于有许多政府机构负责管理与处置危险废物，所以它有很多定义。美国的定义：“能引起或助长死亡率的上升或严重不可恢复的疾病；可造成严重残疾；在操作、储存、运输、处理或其它管理不当时，会对人体健康或环境带来重大威胁的废物称为危险废物”世界卫生组织的定义：“根据其物理或化学性质、要求必须对其进行特殊处理和处置的废物，以免对人体健康或环境造成影响的废物称危险废物”我们可以把危险废物简单定义为：具有毒性、易燃性、腐蚀性、化学反应性或传染性，会对生态环境和人类健康构成严重危害的废物第一节固化与稳定化处理概述第一节固化与稳定化处理概述1、易燃性易燃性是指易于着火和维持燃烧性质。但是像木材和纸等废物不属于易燃性危险废物，只有具有以下特性之一，才称其为易燃性危险废物：酒精含量大于24%（体积分数）的液体，或闪点低于60℃在标准温度和压力下，通过摩擦、吸收水分或自发化学变化引起着火的非液体，着火后会剧烈地持续燃烧，造成危害易燃的压缩气体氧化剂第一节固化与稳定化处理概述2、腐蚀性腐蚀性是指易于腐蚀或溶解组织、金属等物质，且具有酸或碱性的性质。当废物具有以下特性之一，则称其为腐蚀性危险废物。其水溶液的PH值小于2或大于12.5。在55℃以下，其溶液每年腐蚀钢的速度大于0.64cm第一节固化与稳定化处理概述3、反应性反应性是指易于发生爆炸或剧烈反应，或反应时会挥发有毒气体或烟雾的性质。废物具有以下特征之一的称为反应性危险废物。通常不稳定，随时可能发生激烈变化与水发生激烈反应与水混合后会产生大量的有毒气体、蒸汽或烟，对人体健康或环境构成危害含氰化物或硫化物的废物，当PH值介于2-12.5之间时，会产生危害人类健康或对环境有危害性的毒性气体、蒸汽或烟遇到能与之发生强烈反应的物质或密闭加热时，可能引起或发生爆炸反应标准温度或压力下，可能引发爆炸或分解反应运输部门法规中禁止的爆炸物第一节固化与稳定化处理概述4、毒害性毒害性是指废物产生可以污染地下水、土壤等有害物质的特性。如果废物中任意一种污染物的实测浓度高于所规定的浓度，则该废物被认定为具有毒性。危险废物中含有的有毒有害物质对人体和环境构成很大威胁。某些危险废物具有爆发性，一旦其危害性爆发出来，不仅可以直接使人畜中毒，还可以引起燃烧和爆炸事故，也可以因不可控制的燃烧、风扬、升华和风化等过程二次污染大气危险废物的危害具有潜伏性和长期性，危险成分通过雨、雪渗透污染土壤和地下水，或由地表径流冲刷污染江河湖海，从而造成长久的难以恢复的隐患和后果如辽宁省锦州合金厂堆存的约25万吨铬渣，污染面积达35平方公里，污染区内的1800多口水井无法使用；60年代云南锡业公司将含砷的废渣排入个旧湖，造成3000多人亚急性中毒第一节固化与稳定化处理概述固化稳定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，这种固体可以方便地按尺寸大小进行运输，而无需任何辅助容器。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。稳定化一般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半固体物质与一种疏松物料(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。第一节固化与稳定化处理概述固化/稳定化的应用(1)对于具有毒性或强反应性等危险性质的废物进行处理。(2)其他处理过程所产生的残渣进行无害化处理，其目的是对其进行最终处置。例如焚烧产生的灰分中浓集某些化学成分，甚至放射性物质，故需要对灰渣进行无害化处理。(3)在土壤被有害污染物所污染的情况下对土壤进行去污。固化/稳定化的目的危险废物固化/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。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。(1)所得到的产品应该是一种密实的、具有一定几何形状和物化性质稳定的固体；(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；(3)最终产品的体积尽可能小于掺入的固体废物的体积；(4)产品中有毒有害物质的水分或其他指定浸提剂所浸析出的量不能超过容许水平(或浸出毒性标准)；(5)处理费用低廉；(6)对于固化放射性废物产生的固化产品，还应有较好的导热性和热稳定性，以便用适当的冷却方法就可以防止放射性衰变热使固化体温度升高，避免产生自熔化现象，同时还要求产品具有较好的耐辐照稳定性。第一节固化与稳定化处理概述固化/稳定化处理的基本要求1．浸出率固化体在浸泡时的溶解性能，即浸出率，是鉴别固化体产品性能的最重要一项指标。测量和评价固化体浸出率的目的：①在实验室或不同的研究单位之间，通过固化体难溶性程度的比较，可以对固化方法及工艺条件进行比较、改进或选择；②有助于预计各种类型固化体暴露在不同环境时的性能，可用以估计有毒危险废物的固化体在贮存或运输条件下与水接触所引起的危险大小。第一节固化与稳定化处理概述通常用下述指标鉴定产品的好坏程度2．体积变化因数体积变化因数定义为固化/稳定化处理前后危险废物的体积比，即：CR=V2/V1式中，CR为体积变化因数；V1为固化前危险废物体积；V2为固化后产品的体积。体积变化因数是鉴别固化方法好坏和衡量最终处置成本的一项重要指标。第一节固化与稳定化处理概述通常用下述指标鉴定产品的好坏程度3．抗压强度为了能安全贮存，固化体必须具有起码的抗压强度，否则会出现破碎和散裂，从而增加暴露的表面积和污染环境的可能性。对于一般的危险废物，经固化处理后得到的固化体，如进行处置或装桶贮存，对其抗压强度的要求较低，控制在0.1～0.5MPa便可；如用作建筑材料，则对其抗压强度要求较高，应大于10MPa。对于放射性废物，其固化产品的抗压强度，前苏联要求>5MPa，英国要求达到20MPa。第一节固化与稳定化处理概述通常用下述指标鉴定产品的好坏程度本节完水泥是最常用的危险废物固化剂，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固化体，所以在处理废物时最常用的是水泥固化技术。第二节常见固化与稳定化技术水泥固化在用水泥固化时，是将废物与水泥混合起来，如果在废物中没有足够的水分，还要加水使之水化。水化以后的水泥形成与岩石性能相近的、整体的钙铝硅酸盐的坚硬晶体结构。这种水化以后的产物，被称为混凝土。由于废物组成的特殊性，水泥固化过程中常常会遇到混合不均、凝固过早或过晚、操作难以控制等困难，同时所得固化产品的浸出率高、强度较低。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、多种粘土矿物、水玻璃、无机缓凝剂、无机速凝剂和骨料等。有机添加剂有硬脂肪酸丁酯、δ－糖酸内酯、柠檬酸等。第二节常见固化与稳定化技术水泥添加剂（1）硅酸三钙的水合反应（2）硅酸二钙的水合反应第二节常见固化与稳定化技术水泥固化的化学反应（3）铝酸三钙的水合反应如有氢氧化钙存在，则变为：（4）铝酸四钙的水合反应普通硅酸盐，进行最为迅速的反应是：热量第二节常见固化与稳定化技术水泥固化的化学反应(1)pH值：对于金属离子的固定，pH值有显著的影响，因为大部分金属离子的溶解度与pH值有关。当pH值较高时，许多金属离子将形成氢氧化物沉淀，而且pH值高时，水中的CO32-浓度也高，有利于生成碳酸盐沉淀。应该注意的是，pH值过高，会形成带负电荷的羟基络合物，溶解度反而升高。(2)水、水泥和废物量的比例：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。(4)添加剂：为使固化体达到良好的性能，还经常加入其他成分。例如，过多的硫酸盐会由于生成水化硫酸铝钙而导致固化体的膨胀和破裂，需投加沸石等。为减小有害物质的浸出速率，也需要加入某些添加剂。第二节常见固化与稳定化技术影响水泥固化的因素1.外部混合法将废物、水泥、添加剂和水在单独的混合器中进行混合，经过充分搅拌后再注入处置容器中。该法需要设备较少，可以充分利用处置容器的容积；但在搅拌混合以后的混合器需要洗涤，不但耗费人力，还会产生一定数量的洗涤废水。第二节常见固化与稳定化技术水泥固化混合方法浆状废物废液混合槽脱水槽水泥储槽硅酸钠储槽水泥/废物固化体进入储桶2.容器内混合法直接在最终处置使用的容器内进行混合，然后用可移动的搅拌装置混合。其优点是不产生二次污染物。但由于处置所用的容器体积有限(通常所用为200L的)，不但充分搅拌困难，而且势必需要留下一定的无效空间。第二节常见固化与稳定化技术水泥固化混合方法废物化学品混合机桶干水泥料斗混合重盖转鼓水泥/废物固化体进入储桶3.注入法对于原来的粒度较大或不十分均匀、不便进行搅拌的固体废物，可以先把废物放入桶内，然后再将制备好的水泥浆料注入，如果需要处理液态废物，也可以在同时将废液注入。为了混合均匀，可以将容器密闭以后放置在以滚动或摆动的方式运动的台架上。但应该注意的是，有时在物料的拌和过程中会产生气体或放热，从而提高容器的压力。此外，为了达到混匀的效果，容器不能完全充满。第二节常见固化与稳定化技术水泥固化混合方法优点：对电镀污泥处理十分有效设备和工艺过程简单，投资、动力消耗、运行费用低水泥和添加剂廉价易得对含水率较高的废物可直接固化对放射性废物的固化容易实现安全运输和自动化控制缺点：固化体的浸出率高，主要由于它的空隙率较高所致，需要作涂覆处理增容比较高，达1.5-2有的废物需要作预处理和投加添加剂，增加处理费用水泥的碱性易使胺离子转化为氨气逸出处理化学泥渣，混合器排料困难第二节常见固化与稳定化技术水泥固化的特点石灰固化是指以石灰、垃圾焚烧飞灰、水泥窑灰以及熔矿炉炉渣等具有波索来反应(在有水的情况下,细火山灰粉末能在常温下与碱金属和碱土金属的氢氧化物发生凝硬反应

)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，将污泥中的重金属成分吸附于所产生的胶体结晶中。但因波索来反应不似水泥水合作用，石灰固化处理所能提供的结构强度不如水泥固化，因而较少单独使用。常用的技术是以加入氢氧化钙(熟石灰)的方法使污泥得到稳定。石灰中的钙与废物中的硅铝酸根会产生硅酸钙、铝酸钙的水化物，或者硅铝酸钙。为了使固化体更稳定，可以同时投加少量添加剂。此种方法基本上应用于处理重金属污泥等无机污染物。第二节常见固化与稳定化技术石灰固化沥青固化是以沥青类材料作为固化剂，与危险废物在一定的温度下均匀混合，产生皂化反应，使有害物质包容在沥青中形成固化体，从而得到稳定。沥青属于憎水物质，完整的沥青固化体具有优良的防水性能。沥青还具有良好的黏结性和化学稳定性，而且对于大多数酸和碱有较高的耐腐蚀性，所以长期以来被用作低、中水平放射性废物的主要固化材料之一。沥青的主要来源是天然的沥青矿和原油炼制。沥青固化的工艺主要包括三个部分。即固体废物的预处理，废物与沥青的热混合以及二次蒸汽的净化处理。其中关键的部分是热混合环节。第二节常见固化与稳定化技术沥青固化技术（1）高温熔化混合蒸发法将废液加入预先熔化的沥青中，再150-230℃下搅拌混合蒸发，待水分和其他挥发组分排出后，将混合物排至贮存器或处置容器中。（2）暂时乳化法将污泥浆、沥青与表面活性剂混合成乳浆状；分离除去大部分水分；进一步升温干燥，使混合物脱水。（3）化学乳化法将放射性废物在常温下与乳化沥青混合；将混合物加热，脱去水分；将脱水干燥后的混合物排入废物容器，到冷却硬化后即形成沥青固化体。第二节常见固化与稳定化技术沥青固化的基本方法固化体的空隙率和浸出率均大大降低，增容比小固化剂有一定的危险性，固化过程易造成二次污染；对于含大量水分的废物，需要作浓缩脱水处理，工艺及装置复杂，投资和运行费用高于水泥固化法固化过程需要在高温下完成，不宜处理在高温下易分解的废物、有机溶剂及强氧化性废物第二节常见固化与稳定化技术沥青固化的特点第二节常见固化与稳定化技术高温蒸发沥青固化流程搅拌混合槽冷凝液排放废气高烟囱排放热固性塑料是指在加热时会从液体变成固体并硬化的材料。它与一般物质的不同之处在于，这种材料即使以后再次加热也不会重新液化或软化。它实际上是一种由小分子变成大分子的交链聚合过程，危险废物也常常使用热固性有机聚合物达到稳定化。它是用热固性有机单体例如脲醛和已经过粉碎处理的废物充分地混合，在助凝剂和催化剂的作用下产生聚合以形成海绵状的聚合物，从而在每个废物颗粒的周围形成一层不透水的保护膜。第二节常见固化与稳定化技术热固性塑料包容此方法的主要优点是与其他方法相比，引入的物质密度较低，所需要的添加剂数量也较小。热固性塑料包封法在过去曾是固化低水平有机放射性废物(如放射性离子交换树脂)的重要方法之一，同时也可用于稳定非蒸发性的液体状态的有机危险废物。由于需要对所有废物颗粒进行包封，在适当选择包容物质的条件下，可以达到十分理想的包容效果。此方法的缺点是操作过程复杂，热固性材料自身价格高昂。由于操作中有机物的挥发，容易引起燃烧起火，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，例如剧毒废物、医院或研究单位产生的小量放射性废物等。第二节常见固化与稳定化技术热固性塑料包容的特点用热塑性材料包容时可以用熔融的热塑性物质在高温下与危险废物混合，以达到对其稳定化的目的。可以使用的热塑性物质如沥青、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等。在冷却以后，废物就为固化的热塑性物质所包容，包容后的废物可以在经过一定的包装后进行处置。该法的主要缺点是在高温下进行操作会带来很多不方便之处，而且较为消耗能量；操作时会产生大量的挥发性物质，其中有些是有害的物质。另外，有时在废物中含有影响稳定剂的热塑性物质或者某些溶剂．影响最终的稳定效果。第二节常见固化与稳定化技术热塑性材料包容第二节常见固化与稳定化技术熔融固化技术熔融固化技术，又称为玻璃固化技术。该技术是将待处理的高危险废物与细小的玻璃质经混合造粒成型后，在1000-1500℃高温熔融下形成玻璃化固体，借助玻璃体的致密结晶结构，确保固化体的永久稳定。熔融固化无论是采用电力或是其他燃料，需要的能源和费用都是相当高的，但是相对于其他处理技术，其最大的优点是可以得到高质量的建筑材料。采用较多的是磷酸盐和硼酸盐玻璃处理对象是高放射性固体废物第二节常见固化与稳定化技术熔融固化时各种氧化物的作用(1)SiO2

它是构成硅酸盐的骨架，其含量对于熔融体的粘度、结晶性以及总体质量有很大的影响。(2)CaO与MgO这两种成分的增加会导致熔融体粘度的降低，提高流动性，并且加快炉料的融化与结晶速率。(3)A12O3可以两种形式，即六配位体的阳离子或四配位体的阴离子形式存在于硅酸盐熔融体中，后者在熔融体中能起到与硅相似的控制结晶的作用。(4)Fe2O3+FeO

Fe2O3和FeO的含量对于熔融体性质的影响很大。FeO的含量增加会降低熔融体的粘度和融化温度，同时加快结晶速率。(5)K2O+Na2O

K2O与Na2O均能大大降低熔融体的粘度，但加入过多会产生残余玻璃相的增加，对熔融体的耐腐蚀性和热稳定性都有不利影响。第二节常见固化与稳定化技术熔融固化的特点优点：固化体致密，在水、酸、碱溶液中的浸出率小增容比小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缺点：装置较复杂，处理费用昂贵、工作温度较高设备腐蚀严重，放射性核素挥发量大第二节常见固化与稳定化技术自胶结固化技术自胶结固化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、烟道气脱硫废渣等。在废物中的二水合石膏的含量最好高于80％。自胶结固化法的主要优点是工艺简单，不需要加入大量添加剂。但是这种方法的缺点是只限于含有大量硫酸钙的废物，应用面较为狭窄。此外还要求熟练的操作比较复杂的设备，煅烧泥渣也需要消耗一定的热量。第二节常见固化与稳定化技术药剂稳定化处理药剂稳定化是利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程。用药剂稳定化技术处理危险废物，可以在实现废物无害化的同时，达到废物少增容或不增容，从而提高危险废物处理处置系统的总体效率和经济性。同时，通过改进螯合剂的结构和性能使其与废物中危险成分之间的化学螯合作用得到强化，进而提高稳定化产物的长期稳定性，减少最终处置过程中稳定化产物对环境的影响。利用化学药剂通过化学反应。具有相对持久性

有毒有害物质Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn等重金属的化学稳定化技术含氯的挥发性有机物、硫醇、酚类、氰化物等有机污染物的氧化解毒技术第二节常见固化与稳定化技术药剂稳定化处理重金属溶出法离子交换中和法氧化还原法吸附法化学沉淀法将固体废物中可以发生价态变化的某些有毒有害组分通过氧化还原反应转化为无毒/低毒化学性质稳定的组分

吸附剂

可逆吸附具有选择性：活性炭-有机物；活性氧化铝-镍离子酸碱泥渣中和剂罐式机械搅拌/池式人工搅拌氢氧化物沉淀硫化物沉淀硅酸盐沉淀碳酸盐沉淀共沉淀无机/有机螯合物沉淀离子交换树脂、天然或人工合成沸石、硅胶

昂贵可逆重金属化学稳定化第二节常见固化与稳定化技术毒Cr6+Hg2+As5+Cr3+Hg

As3+氧化还原反应毒硫酸亚铁/硫代硫酸钠/亚硫酸氢钠/二氧化硫/煤炭/纸浆废液/锯木屑/谷壳

氧化还原法重金属化学稳定化第二节常见固化与稳定化技术化学沉淀法氢氧化物沉淀法

碱性物质：氢氧化钠、石灰、碳酸钠等固化基材：硅酸盐水泥、石灰窑灰渣、硅酸钠等

硅酸盐固化（pH2~11）

水和金属离子与二氧化硅或硅胶不同比例结合

碳酸盐沉淀钡、镉、铅碳酸盐溶解度<

其氢氧化物应用不广泛——pH低，CO2溢出；pH高，氢氧化物pH~溶解度第二节常见固化与稳定化技术重金属化学稳定化硫化物沉淀法

无机硫化物沉淀：应用仅次于氢氧化物沉淀法——大多数金属硫化物溶解度低。一般保持pH大于8。

有机硫化物沉淀：较高的分子质量——沉淀物易沉降、脱水和过滤；沉淀彻底，适用pH范围广。含汞废物及含重金属的粉尘（焚烧灰及飞灰等）

共沉淀永久磁铁吸住。碳酸钙也可产生共沉淀溶解度Mn2+Zn2+Ni2+

Mg2+Cu2+Cd2+铁氧体Ⅱ:Ⅲ=1:1~1:2

第二节常见固化与稳定化技术重金属化学稳定化

无机及有机螯合物沉淀

废物中含有的配合剂：磷酸酯、柠檬酸盐、葡萄糖酸、氨基乙酸、EDTA等形成稳定可溶螯合物。螯环Pb2+、Cd2+、Ag+、

Ni2+、Cu2+,98%Co2+、Cr2+,85%;优于Na2S强氧化剂、高温破坏高pH破坏，NaS高分子有机硫稳定剂，更稳定螯合重金属化学稳定化第二节常见固化与稳定化技术螯合效应

吸附法吸附剂:

活性炭活性炭有机物金属氧化物：氧化铁、氧化镁、氧化铝天然材料：粘土、沙、泥炭、沸石、软锰矿、磁铁矿、硫铁矿、磁黄铁矿等人工材料：锯末、飞灰、粉煤灰、高炉渣、活性氧化铝、有机聚合物第二节常见固化与稳定化技术重金属化学稳定化有机污染物氧化解毒臭氧氧化解毒过氧化氢解毒氯氧化解毒理论上1058g臭氧/度电实际150g/度电，费用高自由能高，强氧化剂有紫外线照射时：铁做催化剂产生OH·

35%~50%，紫外线功率500W/L五氯酚污染的土壤，99.9%，有机碳氯和漂白粉。用氯的氧化物破坏剧毒的氰化物是一种经典方法：在pH>10第二节常见固化与稳定化技术有机污染物的氧化解毒第三节固化与稳定化产物性能的评价方法为了达到无害化的目的，要求固化/稳定化的产物必须具备一定的性能，这些性能包括:(1)抗浸出性；(2)抗干-湿性、抗冻融性；(3)耐腐蚀性、不燃性；(4)抗渗透性；(5)足够的机械强度。第三节固化与稳定化产物性能的评价方法现场中多孔介质的浸出可以以溶解迁移方程为模型，这个模型与下列因素有关：(1)废物和浸出介质的化学组成；(2)废物以及周围材料的物理和工程性质(例如粒径、孔隙率、水力传导率)；(3)废物中的水力梯度。第一个因素包括浸出流体与废物之间的化学反应及其动力学，正是这些化学反应将不迁移的污染物转化为可迁移的污染物。后两个因素用来确定流体以及可迁移污染物在废物中的运动。浸出机理第三节固化与稳定化产物性能的评价方法(1)颗粒表面的孔隙溶液废物的积累；(2)颗粒表面孔隙溶液中反应组分的浓度(例如H+、络合剂)；(3)浸出孔隙溶液或固化体中废物或反应组分的总化学扩散；(4)浸泡溶液和固化体的极性；(5)氧化/还原条件以及并行反应动力学特性。下面的化学动力学因素影响到废物形式中污染物的分子扩散：第三节固化与稳定化产物性能的评价方法1．国际原子能机构(IAEA)关于浸出速率的定义国际原子能机构(IAEA)(1969)把标准比表面积的样品每日浸出污染物质量定义为浸出速率，即式中，Rn为浸出速率，cm/d；an为第n个浸提剂更换期内浸出的污染物质量，g；A0为样品中原有的污染物质量，g；F为样品暴露出来的表面积，cm2；V为样品的体积，cm3；tn为第n个浸提剂更换期的时间历时，d。浸出速率的国际标准定义第三节固化与稳定化产物性能的评价方法2．ISO(国际标准化组织)关于浸出速率的定义及表示ISO(国际标准化组织)关于浸出速率的定义及表示方法与国际原子能机构(IAEA)的定义较为类似，要求固化体中各组分i的浸出实验结果应以增量浸出率与累计浸出时间的关系来表示，即：式中，为第i组分的增量浸出速率，kg·m/s；为第n次浸出周期浸出的i组分的质量，kg；为原始样品中i组分的质量浓度分数，kg/kg；F为样品被浸泡的表面积，m2；tn为第n个浸出周期延续时间，s；n为浸出周期序号。浸出速率的国际标准定义第三节固化与稳定化产物性能的评价方法提取（或间歇提取）试验是指一种浸出试验，在这个浸出试验中，一般要在浸取溶液中对粉状的废物进行搅拌。浸取溶液是酸性或中性的，而且在整个提取试验过程中可以变化。提取试验包括一次提取和多次提取。对每一种情况，都假定在提取结束时浸出达到了平衡；因此，浸出试验一般被用来确定在给定的试验条件下的最大或饱和浸出液浓度。提取(或间歇提取)试验第三节固化与稳定化产物性能的评价方法浸泡试验是另一种类型的浸出试验，试验过程中没有搅拌。这些试验是评价整块（而非压碎的）废物的浸出性质。浸出可以在静态或动态条件下进行，这取决于浸取溶液更新的速率。在静态浸出试验中，不更换浸取溶液，因此，浸出是在静水条件下进行的（低浸取液流速，浸出液浓度达到最大）。在动态浸出试验中，浸取溶液定期以新溶液更换，因此这个试验模拟了在不平衡条件下对整块废物进行的浸出。在这个试验中，浸出速率很高，而浸出液没有达到最大饱和极限。因此说来，静态和动态指的是浸取溶液的流速，而不是其化学组分。浸泡试验第三节固化与稳定化产物性能的评价方法动态浸出试验的结果通常以流量或质量迁移参数（即浸出速率）来表达，而提取试验的数据是用浸出液浓度或总浸出质量占总含量的份额来表达。这两种浸出试验之间的另一个重要区别在于：提取试验是短期试验，时间为几个小时到几天；而浸泡一般需要几周或者几年的时间。由于在提取试验中（即使是短期的），废物被压碎，可以得到较大的浸出表面面积，因而它被用来模拟最大情况浸出条件。对整块废物进行的浸泡试验（即使是长期的）经常被用来模拟在妥善管理的短期情况下的浸出，在这种情况下废物块是完整无损的。动态浸出试验第三节固化与稳定化产物性能的评价方法浸出柱试验是另一种实验室浸出试验。在这个试验中，将粉末状的废物装入柱中，并使之与特定流速的浸取溶液连续接触。一般用泵使浸泡溶液穿过柱中废物向上流动。由于浸泡溶液通过废物的连续流动，因此柱试验比间歇提取试验更能体现现场浸出条件。然而一般不采用这种试验方法，这是由于试验结果可重复性方面的问题。这些问题包括沟流效应、废物的不均匀放置、生物生长以及柱的堵塞(Cote和Constable，1982)。浸出柱试验第三节固化与稳定化产物性能的评价方法几种常用的提取和浸出试验是：

(1)毒性浸出程序(TCLP)；

(2)提取过程毒性试验(EPTox)；

(3)加利福尼亚废物提取试验(CalWET)；

(4)多次提取过程(MEP)；

(5)单独填埋废物的提取流程(MWEP)；

(6)平衡浸出试验(ELT)；

(7)酸中和能力(ANC)；

(8)连续提取试验(SET)；

(9)连续化学提取(SCE)。

(10)材料特性中心静态浸出试验(MCC-1P)；

(11)美国核协会浸出试验(ANS-16.1)；

(12)动态浸出试验(DLT)。常用的提取和浸出试验第三节固化与稳定化产物性能的评价方法将废物粉碎，并用9.5mm的筛子筛分来制备废物样品，并且用硼硅玻璃纤维过滤器在0.345MPa的压力下进行过滤将液体从固相中分离出去。在TCLP中有两种酸性缓冲浸泡溶液可供选择，这取决于废物的碱性以及缓冲容量。这两种都是醋酸盐缓冲溶液。1号溶液的pH值大约为5，2号溶液的pH值大约为3。在充满式提取器中加入浸泡溶液，使得液固比达到20:1，并且采用美国国家标准局(NBS)回转搅拌器以30r/min的速度将废物样品搅拌18h。将浸出溶液进行过滤并与从固体中分离出去的那一部分溶液一起进行分析。毒性浸出程序(TCLP)第三节固化与稳定化产物性能的评价方法EP

Tox在实验设计方面与TCLP相似，它一般产生可比较的结果。如果使用酸性较强的2号TCLP提取溶液(pH=2.88±0.5)，就会发现显然不同的结果。EPTox和TCLP之间最主要的区别在于在提取过程中EP

Tox浸泡溶液(pH为5的乙酸)。EP

Tox也被用来将废物分为危险废物和无害废物。然而，设计这个试验的目的在于确定浸出溶液中半挥发性有机物和重金属的浓度，不包括对挥发性有机化合物的分析。一般来讲，EP

Fox和TCLP得到的金属在浸出液中的浓度相近。然而，Newcomer研究表明，TCLP提取液的金属浓度较高。TCLP浸出液浓度的统计数值比EP

Tox高出1～3倍。虽然同TCLP一样，EPTox也被用来测定最大浸出液浓度，但是它需要与其他提取试验共同应用。提取过程毒性试验(EPTox)第三节固化与稳定化产物性能的评价方法CalWET的下列参数与TCLP和EP

Tox不同：(1)不同的浸泡溶液(pH值为5的柠檬酸钠缓冲溶液，或者对六价铬而采用的蒸馏水)；(2)较小的液固比(10:1)；(3)较小的颗粒尺寸(小于2.0mm)；(4)较长的提取周期(48h)。加利福尼亚州采用Cal

WET对危险废物进行分类。由于柠檬酸钠溶液对不同金属的整合能力不同，所以对于一些金属Cal

WET与TCLP相比是一种更精确的浸出试验。加利福尼亚废物提取试验(CalWET)第三节固化与稳定化产物性能的评价方法虽然MEP不是一种常规的浸出试验，但是在一些情况下它被应用于对编外废物进行的试验。这个试验涉及到用模拟酸雨溶液对粉状样品进行多次(连续)提取。第一次提取采用醋酸溶液按照EP

Tox方法进行，接下来的提取都采用合成酸溶液(将质量百分比分别为60％和40％的浓硫酸硝酸混合液稀释到pH为3)来进行。一般进行9次提取；不过，如果最后3次提取没能使浸出液浓度降低，可以进行更多次的提取。MEP所得到的结果可以用来确定酸性条件下的浸出液最大浓度。这个试验可以用来与EP

Tox或MWEP(利用水进行的多次提取)一起来比较缓和条件与酸性条件下有害组分的浸出性。多次提取流程(MEP)第三节固化与稳定化产物性能的评价方法该试验方法以前被称为固体废物浸出试验(SWLT)，它是用蒸馏水或者去离子水对单块或粉碎的废物样品进行多次萃取。样品先被粉碎为尺寸在9.5mm以下，但若是通过结构整体性测试也可保持原状。然而最终整体样品仍将由于萃取实验的混合作用而被破碎。液固比为1，样品用水萃取4次，每次为18h。该实验可用于测定单独填埋设施的渗滤液组分．其数据可用于评价较缓和条件下浸出时废物与防渗层间的相容性。它也可以与TCLP配合使用来测定危险组分释放的延迟程度。此外，将所得数据与ELT的数据比较，则可判断出在缓和浸出条件下可能达到的最大浸出浓度。单独填埋废物萃取流程(MWEP)第三节固化与稳定化产物性能的评价方法该法系使用蒸馏水对危险组分进行静态浸出，样品要求粉碎到150μm，远小于TCLP与EP

Tox的要求，从而得以减少达到平衡所需要的时间。水为一次加入，液固比为4:1，搅拌时间为7h。与MWEP相似，ELT实验也可用于测定缓和浸出条件下浸出的渗滤液最大浓度。虽然其粒度大小及液固比均较ELT为小，但若两法确实均已达到平衡状态，其浸出浓度是仍然具备可比性的。样品的不均匀性及分析限值可能引起偏差。平衡浸出实验(ELT)第三节固化与稳定化产物性能的评价方法酸中和容量(ANC)是对预先干燥过的、经过粉碎的、在不同酸度下浸出的样品进行萃取。由于样品量很小，萃取在试管中经旋转完成。使用离心机代替过滤进行液固分离。样品粒度小于150μm(~100目)，液固比为3:1。在萃取时，十个样品在酸度递增的十个试管中进行。酸度以干基废物的克数对硝酸当量数计算。ANC试验用于废物稳定化、固化形式的缓冲容量测定。Stegonann，Cote和Hannag认为，在一个很广的范围内，含有金属与有机物的废物被稳定后，要将其pH值调整到9(此时很多金属呈现可溶性)。每克废物需要的酸量约在2～10mg之间。在水泥固化体中，其ANC值大约为15毫克当量/克。废物的缓冲容量越大，则维持碱性条件和使金属的浸出量减少到最小的可能性最大。因此，固化体的缓冲容量在评价废物处置场中自稳定废物中浸出金属的数量及速率是很重要的。酸中和容量(ANC)第三节固化与稳定化产物性能的评价方法该试验也用于评价废物的缓冲容量。此法与ANC、SET不同，它是对粒度为2.5~9.5mm的破碎样品进行15次连续提取，每次均使用同样的提取溶液(0.04mol/L乙酸溶液)，在振动台上进行24h的提取，其固液比为50:1。在每次提取前向前级废物中加入2mmol/g的酸。测量pH值后，滤出浸出液。在第15次浸出后，将残留固体在较浓的酸中再进行3次以上的提取。将最后3次提取液合并进行分析。连续提取试验(SET)第三节固化与稳定化产物性能的评价方法该法是专为测定稳定化废物中的有机与无机组分而设计的。其方法与SET相似，采用连续提取法，但使用较强的酸度，且样品粒度较小(<45pm)。样品的搅拌用BURRELL曲柄震动器(Wrist-ArmShaker)。SCE试验结果可用于确定金属与有机物在稳定化废物中的固着形式。浸出物的A、B、C部分代表可以被浸出的部分，而被浓酸所浸出的部分则属于不可浸出的部分(D、E)。Bridle等人(1987)及Stegmann等人(1988)的研究指出，B、C部分先被浸出，代表自然浸出部分。他们还认为，该法不适于测定砷、汞的固着形式，因为从A~C部分的灵敏度不够。SCE的测定结果只可以测定在现场的缓和条件下废物被浸出的倾向性大小。串级化