第四章固体废物的物化处理.ppt

1、固体废物的物化处理,浮选,原理：通过在固体废物与水调成的料浆中加入浮选药剂扩大不同组分可浮性的差异，再通入空气形成无数细小气泡，使目的颗粒黏附在气泡上，并随气泡上浮于料浆表面形成泡沫层后刮出，成为泡沫产品，不上浮的颗粒仍停留在料浆内，通过适当处理后废弃。,浮选药剂的分类：,捕收剂(collector)：能够选择性地在欲选的颗粒上，使目的颗粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向气泡附着的药剂 起泡剂(frother)：促进泡沫形成，增加分选界面的药剂,调整剂：,活化剂（金属阳离子、HS-、HSiO3-） 抑制剂（氧、SO2、淀粉、单宁等） 分散剂（水玻璃、磷酸盐） 絮凝剂（腐殖酸、聚丙烯酰胺） pH

2、调整剂（酸、碱）,第二节 溶剂浸出,溶剂浸出：用适当的溶剂与废物作用使物料中有关的组分有选择性地溶解的物理化学过程 适用：成分复杂、嵌布粒度微细且有价成分含量低的矿业固体废物、化工和冶金过程的废物,中性溶剂浸出,影响浸出过程的主要因素,1、物料粒度及其特性 2、浸出温度 3、浸出压力 4、搅拌速度 5、其他,2、据浸出剂与被浸废料的相对运动方式的不同浸出工艺可分为顺流浸出、错流浸出和逆流浸出三种。,浸出剂,被浸物料,送后续处理,浸液,浸渣,物料,新浸出剂,顺流浸出工艺流程,错流浸出工艺流程,浸液,浸渣,被浸物料,浸出剂,逆流浸出工艺流程,固化基本理论,应用于以下方面： 对具有毒性或强反应性等危

3、险废物进行处理，使其满足填埋处置的要求。 其他处理过程中产生的残渣在大量土壤被有害污染物所污染的情况下对土壤进行去污。 对有害污染物污染的土壤去污,固化途径,危险废物固化/稳定化的途径是： 将污染物通过化学转变，引入到某种稳定固体物质的晶格中去； 通过物理过程把污染物直接掺入到惰性基材中去。,术语,固化: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。 稳定化 :将有毒有害废物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质的过程。,化学稳定化:通过化学反应使有毒物质变成不溶性化合物， 使之在稳定的晶格内固定不动,物理稳定化:将污泥或半固体物质与一种疏松的物料 (如粉煤灰)混合生成一

4、种粗颗粒、有土壤状坚实度的固体。,具备一定的性能：抗浸出性； 抗干湿性、抗冻融性； 耐腐蚀性、不燃性； 抗渗透性（固化产物）； 足够的机械强度（固化产物）。,浸出速率,抗压强度,体积变化因数,装桶贮存:0.10.5MPa 作填埋处理：50kPa 作建筑填土：100kPa 作建筑材料：10MPa 放射性固化体：前苏联 5MPa, 英国20MPa,固化产品性能的判定标准,1.浸出率 选择聚乙烯或聚丙烯作为浸出容器材料，以去离子水或合成海水作为浸出剂； 将一定尺寸的试验样品用尼龙丝悬挂于浸出容器中，在255；402；702； 902 的浸出温度下进行浸出至在试验误差范围内浸出率实际恒定不变。 从开始

5、试验的第1， 3， 7， 10， 14， 21， 28，35和42 d后更换浸出剂，以后每一个月更换一次。 对浸出液（包括溶解的、悬浮的、沉积的和吸附的）进行分析，从而确定固化体的类型或组成。,（2）增容比 危险废物在稳定化/固定化处理前后的体积比 即 ： Ci=V1/V2 式中：Ci增容比 V2固化体体积，m3 V1固化前有害废物的体积，m3,三、固体废物的药剂稳定化处理,药剂稳定化：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,吸附技术,吸附剂： 天然材料：黏土、沙、氧化铁、氧化镁等 人工材料：活性炭、锯末、飞灰、活性氧化铝等,目前常用的固化/稳定化方

6、法有: 水泥固化、石灰固化、塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、熔融（玻璃）固化和陶瓷固化。 固化技术特别适用于含重金属的废物。,固化材料 废物被掺入水泥的基质中,水泥与废物中的水分或另外添加的水分,发生水化反应后生成坚硬的水泥固化体 水泥主要成分：铝、硅、铁、钙的氧化物 固化基材: 普通硅酸盐矿渣硅酸盐火山灰硅酸盐 矾土沸石等水泥 无机添加剂：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：硬脂肪酸丁酯、-糖酸丙酯、柠檬酸 水泥固化过程硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等的水合反应产生Ca(OH)2,基 本 理 论,水 泥 固 化,影响因素,适用对象,以水泥为

7、基本材料的固化技术最适用于无机类型的废物，尤其是含有重金属污染物的废物。 由于水泥所具有的高pH值，使得几乎所有的重金属形成不溶性的氢氧化物或碳酸盐形式而被固定在固化体中。但是汞仍然要以物理封闭的微包容形式与生态圈进行隔离，铅主要沉积于水泥水化物颗粒的外表面，而铬则较为均匀的分布于整个水化物的颗粒之中。,图61 电镀污泥水泥固化处理工艺流程图,适用对象,图61 电镀污泥水泥固化处理工艺流程图,汞 渣 水 泥 固 化,汞渣与水泥的配比：1:(38),加水混匀， 送入模具振捣成型，再送入蒸汽养护室， 在6070养护24h，凝结硬化形成固体， 做深埋处置,优缺点,石灰固化,沥青固化,图62 高温熔化

8、混合蒸发沥青固化流程示意图,沥青固化,沥 青 固 化,玻璃原料为固化剂，将其与危险废物以一定的配料比混合后，在10001500的高温下熔融，经退火后形成稳定的玻璃固化体。,钠钾玻璃熔点低，制造容易，溶解度高，硅酸盐玻璃熔点高，制造困难。 磷酸盐：含盐量低、放射性极高的如普雷克斯废液 硼酸盐玻璃：高放废液+固化剂煅烧，升温11001150 ，退火 浸出速率最低、增容比最小、高温操作，烧结过程需配备尾气净化系统、成本高、稳定性和耐久性差 。,概 念 固 化 剂 特 点,玻 璃 固 化,概念,固化剂,特点,玻璃固化处理,图63 磷酸盐玻璃固化工艺流程,图64 硼酸盐玻璃固化工艺流程,CaSO42H2O或CaSO32H2O经煅烧成具自胶结作用的亚硫酸钙或半水硫酸钙 ，遇水后迅速凝固和硬化。 不需要加入大量添加剂，不需要完全脱水，工艺简单；固化体化学性质稳定，具有抗渗透性高、抗微生物降解和污染物浸出速率低的特点，并且结构强度高；,自胶结 固 化,原理 应用 及 特点,特点,原理,应用,概念,自胶结固化处理,图6-5 烟道气脱硫泥渣自胶结固化的工艺流程,水玻璃固化：以水玻璃为固化剂，无机酸类（如硫酸、硝酸、盐酸和磷酸）为助剂，与有害污泥按一定的配料比进行中和与缩合脱水反应，形成凝胶体，将有害污泥包容，经凝结硬化逐步形成水玻璃固化体。 水玻璃固化电镀污泥时的配比为：水玻璃