第四章固体废物的物化处理.ppt

1、一、浮选原理（P91) 根据不同物质润湿性差异对其进行分离的过程。,第一节 浮选,第四章 固体废物的物化处理,废物与水调成料浆，加入浮选药剂，并通入空气形成无数细微气泡，目的颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮形成泡沫产品；不上浮的颗粒留在料浆内，通过适当处理后废弃。,使目的颗粒表面疏水，增加可浮性，易于向气泡附着。 分为异极性（如油酸）和非极性油类（煤油、柴油、重油等）两类。,1.捕收剂,二、浮选药剂,浮选、溶剂浸出、稳定化/固化处理等。,促进泡沫形成，增加分选界面，与捕收剂联合使用。如：松醇油、脂肪醇等。,2.起泡剂,图4-1 起泡剂在气泡表面的吸附,图4-2起泡剂与捕收剂相互作用,调整捕收剂作用

2、及介质条件的药剂。,3.调整剂,活化剂（金属阳离子、HSiO3-）、抑制剂（O2、SO2、淀粉等）、分散剂（水玻璃、磷酸盐）、絮凝剂（聚丙烯酰胺）、pH调整剂（酸、碱）等,三、浮选工艺过程（P93),1.调浆：调节浮选前料浆浓度。 2.调药：药剂的种类、数量、浓度调节与控制等，通过实验确定。 3.调泡：调节气泡大小的过程。 a.正浮选：有用物质浮入泡沫产物，无用或回收价值不大的物质留在料浆中。 b.反浮选：无用物质浮入泡沫产物，有用物质留在料浆中。,当废物中含有两种或两种以上有用物质，采用优先浮选、混合浮选方法。,影响浮选效果因素：物料性质（如颗粒的润湿性、颗粒大小等）、药剂条件（如药剂种类、

3、用量）、操作条件（如充气量大小、液面高低等）。,四、浮选设备（P94),对浮选机基本要求：良好充气作用；搅拌作用；能形成稳定的泡沫区；能连续工作，便于调节。,第二节 固体废物稳定化/固化处理,（1）对危险废物进行处理，满足后续处理或填埋要求； （2）其它处理过程中残渣的无害化处理； （3）对被有害污染物污染的土壤进行去污。,一、概述（P107),1.稳定化/固化目的,2.稳定化:将有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程。 化学稳定化：通过化学反应使有毒物质变成不溶性化合物。 物理稳定化：通过物理过程将污染物直接掺合到惰性材料中。,3.固化 将危险废物转为不可流动固体或紧密固体的过

4、程。一种特定的稳定化过程。,4.限定化：将有毒化合物固定在固体粒子表面。 5.包容化：用稳定剂/固化剂将有毒物质或危险废物颗粒包容或覆盖的过程。,二、稳定化/固化效果评价指标,vn浸出速率，cm/d； mn第n个浸提剂更换期内浸出的污染物质量，g； m0样品中污染物质总量，mg； Ae样品暴露表面积，cm2； V样品体积，m3； tn第n个浸提剂更换期的时间，d。,（1）浸出速率,vn越小，固化效果越好。,Vn实际上是“递减浸出速率” 。,评价浸出速率目的：对固化工艺/方法进行比较；预测固化体在不同环境中的性能。,固化体浸于水或其他溶液中时危险物质的浸出速度。,（2）增容比CR,V2固化体体积

5、，m3； V1固化前废物体积，m3。 CR越小，固化效果越好。,（3）抗压强度 固化体安全贮存的重要指标。,三、固体废物药剂稳定化处理（P109） （一）重金属离子的稳定化 1、中和法 处理含重金属的酸、碱性泥渣。根据废物的酸碱性、含量、药剂来源等选择中和剂。 酸渣：石灰石、石灰。碱渣：硫酸或盐酸。,还原剂：FeSO4/Na2S2SO4/NaHSO3等。,2、氧化还原法,3、化学沉淀法 （1）氢氧化物沉淀法：投加碱性物质，pH是关键。 （2）硫化物沉淀法 无机硫化物沉淀：大多数重金属硫化物溶解度8。 有机硫化物沉淀：,（3）硅酸盐沉淀：水和金属离子与二氧化硅或硅胶不同比例结合的混合物，pH范围

6、211。 （4）碳酸盐沉淀:应用不广泛。,(5)共沉淀,如氢氧化铁、碳酸钙产生共沉淀。,（6）无机及有机螯合物沉淀,4、吸附技术：通过吸附剂吸附废物中污染物质。 5、离子交换技术 溶液中的重金属离子与离子交换剂发生交换反应。,(二）有机污染物的氧化解毒处理 向废物中投加强氧化剂，将有机污染物转化为CO2和H2O，或毒性很小的中间有机物。,优点：氧化性强，与有机物反应彻底、完全。 缺点：费用高；在空气中极易解离，需现场生产。,2、H2O2氧化解毒:,(一）水泥固化 1.基本理论 （1）水泥固化基材及添加剂,四、固体废物固化处理,3、氯氧化解毒,表4-4 水泥主要成分及含量变化范围,无机添加剂：粘

7、土、水玻璃、骨料等；有机添加剂：硬脂酸丁酯、柠檬酸等。,（2）化学反应(P117),2.水泥固化工艺及影响因素 （1）固化工艺 废物、水泥、添加剂+水搅拌混合养护固化体。,不溶于水，胶凝材料，强度高,（2）影响因素 pH8，但pH过高金属离子形成金属络合物，溶解度升高； 水、水泥与废物比例： 凝固时间：初凝时间2h，终凝时间48h以内； 添加剂：,3.应用及特点,(1)应用：如电镀污泥、含汞砷泥渣固化处理。,图4-11电镀污泥固化处理工艺流程图,(二）石灰固化（P119),1.固化原理:以石灰和具有火山灰活性的物质为固化基材的处理方法。,2.应用及特点 （1）应用：如重金属污泥、石油冶炼污泥等

8、。 （2）特点：方法简单，费用低；增容比大；固化体强度低。,(2)特点 优点：设备和工艺简单，费用低；技术成熟。,缺点：固化体浸出率高，增容比大。水泥的碱性易使氨离子转变为氨气逸出；,(三）沥青固化 1.固化原理（P119）,沥青与危险废物在一定温度、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害废物包容在沥青中，形成固化体。,2.固化工艺 包括废物预处理、废物与沥青热混合、二次蒸汽净化。,放射性废物沥青固化基本方法： 高温融化混合蒸发：废物与熔化沥青混合排除水分及挥发性组分贮存 暂时乳化法：混合去除大部分水干燥脱水 化学乳化法：混合加热脱水冷却硬化,图4-12 高温熔化混合蒸发沥青固化流程,图4-12

9、 暂时乳化法沥青固化流程,3.应用及特点 应用：低、中放射性残渣，焚烧灰渣等。 特点：浸出率低、增容比小、抗侵蚀性强。高温操作，易造成二次污染。,（四）塑性材料固化法,1.固化原理,（1）热固性塑料固化 热固性有机单体和废物混合，在助凝剂和催化剂的作用下产生聚合物质,将废物包容。,（2）热塑性塑料固化：用熔融的热塑性物质在高温下与危险废物混合，达到废物稳定化。,第一次加热可软化流动，冷却变硬，过程不可逆。,加热时变软以至流动，冷却变硬，过程是可逆,(五）玻璃固化 1.固化原理 将玻璃与废物按一定比例混合，在高温下熔融，冷却后形成固化体。,2.应用:高放射性废物处理。,3.特点：固化体浸出率小；增容比小；装置复杂，费用高。,2.应用及特点 （1）应用：低水平放射性废物。 （2）特点：浸出速率低，增容比小，固化体密度小。操作复杂、价格昂贵；,图414 硼酸盐玻璃固化工艺流程,（六）自胶结固化 1.原理 利用废物自身的胶结性能来固化废物。,图4-15烟道气