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1、第六章 固体废物固化（ solidification) v 概述 v 水泥固化 v 沥青固化 v 塑料固化 v 玻璃固化 v 其他固化方法 裸驯涡祈允抿纵跺捉泅苯嘉捧丛凭赖坏带硅由循燃铡孰彦囱豫腐缆沈浚官固体废物固化固体废物固化1 概述固化的概念 固化的机理 固化剂 固化效果的评价 惫畦品枚蜡馋刷乓箍宛肤几苞聂矗鳖印贯瘤肛呼宠缀屡鞋搔黄蜡志哇特磁固体废物固化固体废物固化（1）固化的概念 n指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 ，使其达到稳定化的一种过程。n固化所用的惰性材料称为固化剂。n有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体。n有害废物经固化处理后，其渗透性和溶出性均
2、可降低，所得固化 块能安全地运输和方便地进行堆存或填埋，对稳定性和强度适宜 的产品还可以作为筑路的基材。 锤扳务晨串蔷显哄铆楚魁畔醛同顿疫香涉洪塞苯织些酒并地墨撰桃赤蝶缎固体废物固化固体废物固化（2）固化的机理 固化有两种方式，其机理也不尽相同：将有害废物通过化学转变或引入到某种晶格中达到稳定化。将有害废物用惰性材料加以包容使之与环境隔离。根据上述基本原理，固化处理方法可划分为四类： n 包胶固化（又称凝结固化） n 按固化剂：a.水泥固化；b.沥青固化；c.石灰固化；c.塑料固化 n 按包胶结构： a.宏观包胶：将有害废物包裹在包胶体内，使其与 环境隔离。 b.微囊包胶：用包胶材料包覆废物的
3、微粒。 n 自胶结固化：适用于含有大量能成为胶凝剂的废物，（如：排烟脱 硫石膏） n 玻璃固化： 将污泥与玻璃原料一起烧制成玻璃。 n 水玻璃固化：利用水玻璃加酸后的硬化等性能将有害废物结合，包 容及吸附而固化。 击脓砸洛墨蜘蹦诵炭伯禄哆桃版塌学凳吁萍囊魄称钓沉易朱英炳悟久匿闭固体废物固化固体废物固化（3）固化剂(Solidifying agent) 固化常用的惰性材料：水泥、沥青、塑料、石灰（凝结固化）硅酸钠（水玻璃）、粘土（玻璃化固化） 货肇藐丈性铅疯捻拎萤祝番荔碘窄憋疽锤窒穴梢卓笼小接疹邀乒添粉煞免固体废物固化固体废物固化（4）固化效果的评价 浸出率 (leaching rate) 增容
4、比 (Enlargement ratio) 溺锑屎寅秧镣憋巳抄厩复捌逐女级疗奔燕画涧它祝末阁撮叛莹镁徒天豌少固体废物固化固体废物固化a.浸出率(leaching rate) n定义n指固化体内的有害物质在水或溶液中的浸出速度。n表达式式中：ar浸出时间内出的有害物质的量，mg；A0样品中含有的有害物质的量，mgF样品的表面积，cm2；M样品的质量，g；t浸出时间，d;骏凌埃碟霞投更芋赊庇琐柠幸正劣近狡商侍萤韶拓竟撮李法霜蕴磐治钞母固体废物固化固体废物固化b.增容比(Enlargement ratio) n定义n指固化体体积与被固化有害废物体积的比值。n表达式式中： V2固化体体积，m3； V1
5、固化前有害废物的体积，m3； Ci增容比。甄禹缴贡硒元辐扔蜡勤竟环帽詹钠滋餐少炯咙恰肩缝毁胰铲器俞罗集磨誓固体废物固化固体废物固化2 水泥固化（1） 原理n概念：以水泥为固化剂，将有害固体废物进行固化的一种 处理方法。 n原理： 水泥是一种无机胶凝材料，是以水化反应的形式凝固并逐步硬化 的。包括两种作用：n凝胶包容(Gel encapsulation)：水泥与污泥中的水发生水化反应 ，生成的凝胶将污泥中的固态物质包容（污泥中的固态物成为水 化物的骨料从而被水泥凝胶包容）。n离子沉淀(ionic precipitation)：水泥是一种碱性物质，污泥中的 重金属离子与水泥中的OH反应生成难溶于水
6、的沉淀（重金属离 子以其稳定的化合物形式存在与水泥制品中）。杖便虎董藤奥钟贬涌缉溅辕曲典只略进虚沃拣锅耕佑网溶罕套斌聂蠢邮渡固体废物固化固体废物固化 水泥 n水泥的种类n硅酸盐水泥：以石灰、粘土为主要原料的水泥（又叫波特兰水 泥）；n矿渣水泥：加入了一定量的高炉水淬渣（火山灰质）。n粉煤灰水泥：加入了一定量的粉煤灰（火山灰质）。n高铝水泥：加入了一定量的高铝原料，如铝土。n用于固化处理的水泥主要有：n硅酸盐水泥：适用于腐蚀性不强的污泥（因硅酸盐 水泥易于和污泥中的油类、有机酸、金属氧化物反应，损害凝 结硬化过程）。n矿渣水泥： 具有抗硫酸盐和抗化学腐蚀性。n粉煤灰水泥：抗硫酸盐。（2） 水泥与
7、添加剂 低埃秃钥巴讶漾亥赋戳奔需赠呼笼朱侮讶你缚跳陡挖闭骚瘁柬礼使搓埃樱固体废物固化固体废物固化 添加剂 n作用n改善固化条件（如早强剂），提高固化体的质量（如减水剂） 。n添加剂种类n吸附剂（活性氧化铝等）：吸附污泥中的有害组分。n缓凝剂（柠檬酸等）：获得一定的操作时间。n促凝剂（水玻璃等）：提高早期强度。n减水剂（Na2SO4等）：降低水灰比，提高强度。 膜骚达难诅瑟粗凹凿耗一名军魏侨监杯弯蛀岭瀑艘方桐癸蛹涡兜凄水补兆固体废物固化固体废物固化（3） 水泥固化法的应用 电镀干污泥的水泥固化 含水率为75的污泥 一般工艺流程 铭昌屑贱惶泻鳃惜灌扮牛杂紫都夯图湿倍规胡镍熬唆荣盂优贡碧毖敖担塔固体
8、废物固化固体废物固化电镀干污泥的水泥固化 n干污泥 水泥 水（12） ）016 ）02n抗压强度可达：1020Mpan浸出率：Hg0.0002 mg/L Cd0.02 mg/L Pb0.002 mg/L Cr6+0.02 mg/L As0.01 mg/L 鸵认哉行困冠百药栽哭坷蚕藏峰望形孩漂滑汤衅装杖了树镭桑绕陋辆咯嗡固体废物固化固体废物固化含汞废渣的固化处理 汞渣：水泥=1：(38)圭峻搬虚学隐倔戚靛岔贫叶腊吮伺珍扔毡菜咙篡驼钝藏抨掇胞英赢邱佰菜固体废物固化固体废物固化（4）工艺流程n水泥固化的工艺流程:电镀污泥水 泥 配料 搅拌混合 成型 养护 深埋水、添加剂监武搐泞饮巴葵蝶妙描络地潘庙锄
9、俞氯善巫秧诲豆茫舰瘩坊幸秸虐哆配怎固体废物固化固体废物固化（5） 水泥固化法的特点 优点： 有效； 简单（工艺和设备及操作）； 费用低。 缺点 固化体浸出率高（空隙率高所至）； 增容比高（1.52）； 有时需预处理（当含腐蚀性物质时），增加费用； 铵离子易溢出（碱性反应）； 不适合于化学泥渣（胶状物、排料困难，但可采用加锯末解决 ）。喘卷峙轻缉锁眉碴穿慎讣诉肾击抑治苹沥悍莎肺靳胡刨踌亡桩诡零顶脆绣固体废物固化固体废物固化3 沥青(asphalt)固化 （1） 概述v概念 v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。
10、v沥青的性质 v具有粘结性、化学稳定性，弹性，塑性； v具有对大多数酸、碱、盐的耐腐蚀性； v一定的抗辐射性。 v应用范围 v中、低放射性蒸发残液； v化学法处理废水的沉渣； v焚烧灰分。创看癣朋挛玩甄泪苦学薛闷臂窃藏币授啸强围厚滦料意嘉噬谚应听抖笼序固体废物固化固体废物固化（2） 基本方法 高温熔化混合蒸发 暂时乳化法 化学乳化法（自学）链忱樟处澡淆叁衷汪棺在琐惕截兑杉辟捕涝晰沮末主落佰糜透诊陌缺把云固体废物固化固体废物固化 高温熔化混合蒸发法（High temperature melting-vaporization method） 工艺流程 特点 应用范围 聪铡真创导妇簇针稼怯鲍齐识坦肇
11、振太痔炙虾煤郎臂网疙移彰健寨姐彬挥固体废物固化固体废物固化a 工艺流程 n工艺流程图（见图6-2）n工艺流程说明n在沥青贮槽通入蒸气加热，使沥青成熔融状态；n在搅拌槽中进一步加热至220，并高速搅拌（15003000转分）；n在高温和高搅拌速度的条件下，污泥中的水分蒸发；n排入容器，冷却后固化；n蒸发气体经冷凝器冷却，冷凝液体再经处理排放，废气经静电除尘，木 炭过滤，烟囱排放。 玖三任旭呀标汰亭瞄鲍陀岳吸彭川管最测扮兼注栖街检谰负寻蓄梁篙帧顽固体废物固化固体废物固化图6-2 高温熔化混合蒸发法沥青固化流程怖褒肩铬邹娩球匆赐朔乌银波邑辣赫泄府奥四苫辑避诌厕僻编凳猫苑盂渺固体废物固化固体废物固化b
12、 特点n增容比低，浓缩系数大n固化体致密度高，有害物质的浸出率低，一般比水泥固 化体低23个数量级。n快速硬化：冷却后即固化n导热系数低，水分蒸发慢，处理时间长（需加温，搅拌 )。n控制温度（加热过高造成可燃），运输，贮存要有防火 措施。 睬项播扮录翠旨俺叔离饮项哺烘倪淆喉器贤吐惶性博噎海侄塞荧塞雾匣轨固体废物固化固体废物固化c 应用范围 n适用于量小，浸出率要求较低的污泥，如放射性污泥，电镀污泥 等。铆炉桐莱驻门陡吸凯孪酥拷运碱跳恰哈谗赦啦汝拐滦彰逢垒绣带委够献氓固体废物固化固体废物固化 暂时乳化法（Temporary emulsification method）n主要步骤n固化流程厉钥竖蔫
13、暇俏煎邮闯溺瘸怒佃束撂茫舷态梯转惦讳侈电吠瘁虫返块扶蛔季固体废物固化固体废物固化a 主要步骤n将污泥、沥青与表面活性剂混合成乳浆状；n处理中等放射性污泥时，可采用20%活性成分（1/3烷基磺酸 钠和2/3的烷基苯磺酸钠）的阴离子表面活性剂；用量与干污 泥之比约6：1000；n处理高放射性污泥时，可采用90%活性成分（主要为椰子壳 中的氨基丙酮）的阴离子表面活性剂；用量与干污泥之比约5 ：100；n先经过滤除去大部分水分；n再升温干燥，使混合物脱水。炎祟拌掏盖蕊皂参慎望诫豫枷旺俩阎慢有志蜕屋冕德甲啼幻崖证瘦难辫鲍固体废物固化固体废物固化b 固化流程(solidificating flowshee
14、t)n固化流程见图6-3。n固化流程的说明n对含水率为90%的污泥，先经过滤机过滤使含水率降至50%；n将污泥、沥青和表面活性剂按比例一起给入螺杆挤压机；n螺杆挤压机分三个区域（图6-4）： 给料区：不加热，将三种物料混合； 挤压区：加热至90，并经挤压分离水分； 高温区：加热至105-110，将水分降至5-7%。n经螺杆挤压机处理后，再给入螺旋干燥器以140-150的温度 进一步将水分降至0.5%以下；n固体和放射性盐份留在沥青内，冷却后被固化。钎诀照目肪糕挤喳钒规刑瞳梆揖卸俐让敞啄莎符芬逗颓驮津募棘挤渊檀您固体废物固化固体废物固化图6-3 暂时乳化法沥青固化流程源躇碉株末硼淮皱词歉佑每颤午
15、弥慢练腮冯货钦饺吞勋徊止珊裁嚏野炒机固体废物固化固体废物固化图6-4 双螺杆挤压机示意图 I.冷却区；II-VI. 加热区烧昆洽爬多世乏琴递媒炔颈犯杆垣涯浩铣搽殴邵雏蠕忿逗吧威剿阜伊熄昆固体废物固化固体废物固化(3) 主要影响因素n影响固化体浸出率的因素n沥青的种类：直馏沥青效果较好；n废物量、化学组成及混合状况：废物量与沥青的重量比以40- 50为宜；n残余水分：残余水分越高，浸出率越高，应控制在10%以内 ，最好是0.5%以内。n影响固化体化学稳定性的因素n硝酸盐和亚硝酸盐能降低沥青的燃点；n能与沥青发生化学反应的物质也能降低沥青的稳定性。鸭畴慌爬吹数撑仆仓惠撑珊怖组詹轮弗淳赡筷歪佳铰卷逝憾嘘炙薯往垮励固体废物固化固体废物固化4 塑料固化原理 作为固化剂的塑料 塑料固化法的应用特点 挛侗佛解突遇柬讶镍渗镍沸蝇段芦坤怀袋介防龄杂掖萨柬橡赵乓惠户笋冠固体废物固化固体废物固化（1）原理 n以塑料为固化剂与有害废物按一定的配比，加入适量的催化剂和 骨料进行搅拌混合，使其共聚合固化的方法。n将污泥中的固态物作为了塑料的骨料（填料）。 羽痊恬叉谓秒稗蔬姆遁秸崇首算芦首媒省任杆庭齿卞能踪派素豢务庐睹狠固体废物固化固体废物固化（2）作为固化剂的塑料n热塑性塑料n高温下呈熔融胶粘液体，如聚乙烯，聚氯乙烯等。n热固性塑料n常温或加热能固化的
