中科大固体废物的处理与处置课件06固体废物固化

固体废物处理与处置第六章固体废物固化

多媒体网络第六章固体废物固化废物固化是用物理-化学方法将有害废物掺合并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。固化处理机理十分复杂，目前尚在研究和发展中，其固化过程有的是将有害废物通过化学转变引入某种稳定的晶格中的过程；有的是将有害废物用惰性材料加以包容的过程；有的兼有上述两种过程。固化所用的惰性材料称为固化剂。有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体。固化处理的基本要求

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，最好能作为资源加以利用，如作建筑基础和路基材料等；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；④固化剂来源丰富，价廉易得；⑤处理费用低。衡量固化处理效果主要指标浸出率浸出率是指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。

增容比

增容比是指所形成的固化体体积与被固化有害废物体积的比值。第二节水泥固化一、水泥固化的原理水泥与污泥中的水分发生水化反应生成凝胶，将有害污泥微粒分别包容，并逐步硬化形成水泥固化体。可以认为这种固化体的结构主要是水泥的水化反应产物3CaO·SiO3水化结晶体内包进了污泥微粒，使得污泥中的有害物质被封闭在固化体内，达到稳定化、无害化的目的。（二）水泥固化添加剂在水泥固化处理过程中，为了改善固化条件，提高固化体的质量；有时还掺入适宜的添加剂。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。三、水泥固化法的应用（一）电镀污泥固化处理（二）汞渣水泥固化处理四、水泥固化法的特点水泥固化法的主要优点是对电镀污泥处理十分有效；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；水泥和添加剂价廉易得；对含水率较高的废物可以直接固化；操作在常温下即可进行；对放射性废物的固化容易实现安全运输和自动化控制等。水泥固化的缺点是①水泥固化体的浸出率较高通常为10-4—10-5g/(cm2·d)，主要是由于它的空隙率较高所致，因此，需作涂覆处理；②水泥固化体的增容比较高，达1.5-2；③有的废物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高；④水泥的碱性易使铵离子转变为氨气逸出；⑤处理化学泥渣时，由于生成胶状物，使混合器的排料较困难，需加入适量的锯末予以克服。第三节沥青固化沥青固化是以沥青为固化剂与有害废物在一定的温度、配料比、碱度和搅拌作用下产生皂化反应，使有害废物均匀地包容在沥青中，形成固化体。二、沥青固化的基本方法高温熔化混合蒸发法暂时乳化法化学乳化法三、沥青固化体的性质及其影响因素沥青种类、加入的废物量、废物的化学组分和残余水分等的影响。（一）影响沥青固化体浸出率的因素1、沥青的种类

2、废物量、化学组成及混合状况

3、残余水分

4、某些表面活性剂的影响

（二）影响沥青固化体化学稳定性的因素在沥青固化过程中，沥青会与某些掺入的化合物、氧化剂等发生化学作用，从而影响固化体的化学稳定性。第四节塑料固化一、塑料固化原理塑料固化是以塑料为固化剂与有害废物按一定的配料比，并加入适量的催化剂和填料（骨料）进行搅拌混合，使其共聚合固化而将有害废物包容形成具有一定强度和稳定性的固化体。第五节玻璃固化一、玻璃固化原理玻璃固化是以玻璃原料为固化剂，将其与有害废物以一定的配料比混合后，在高温（900-1200℃）下熔融，经退火后即可转化为稳定的玻璃固化体。（一）玻璃固化方法1、间歇式固化法；

2、连续式固化法

（二）玻璃固化的工艺流程1、磷酸盐玻璃固化的工艺流程

2、硼酸盐玻璃固化的工艺流程

三、玻璃固化法的特点与高放废液的其他固化法相比，玻璃固化法具有以下优点：①玻璃固化体致密，在水及酸、碱溶液中的浸出率小，大约为10-7g/(cm2·d)；②增容比小；③在玻璃固化过程中产生的粉尘量少；④玻璃固化体有较高的导热性、热稳定性和辐射稳定性。玻璃固化法的缺点是装置较复杂，处理费用昂贵、工作温度较高、设备腐蚀严重，以及放射性核素挥发量大等。第六节其他固化方法石灰固化石灰固化是以石灰为固化剂，以粉煤灰、水泥窑灰为填料，专用于固化含有硫酸盐或亚硫酸盐类废渣的一种固化方法

石灰固化法的特点石灰固化法的优点是使用的填料来源丰富，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。其主要缺点是石灰固化体的增容比大；固化体容易受酸性介质浸蚀，需对固化体表面进行涂覆。二、自胶结固化自胶结固化是将含有大量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的亚硫酸钙或半水硫酸钙状态，然后与特制的添加剂和填料混合成稀浆，经凝结