固体废弃物处置技术4.ppt

第六章固体废物固化,第一节概述第二节水泥固化第三节沥青固化第四节塑料固化第五节玻璃固化第六节其他固化方法,对危险废物、其它处理过程残渣及被污染的土壤进行处理。使危险废物中所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来，减少后续处理与处置的潜在危险。,第一节基本概念,固化Solidifacation,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，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。,主要处理无机废物，对有机废物处理效果欠佳。,固化剂固化所用的惰性材料固化体有害废物经过固化处理所形成的固化产物。,水泥、沥青玻璃石灰、水玻璃等,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。②固化过程中材料和能量消耗要低，增容比要低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。,对固化处理的基本要求包括,评价指标,,,,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。,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,,第二节水泥固化,对有害污泥进行固化时，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，井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。,通常用作固化剂的水泥有普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、矾土水泥等。硅酸盐水泥是由石灰和粘土混合物或其它含硅、铝、铁的氧化物在约1450℃高温下煅烧，再经磨细而制得的。硅酸盐水泥是以硅酸钙为主要成分的水泥总称。,水泥主要成分铝、硅、铁、钙的氧化物,水泥固化时，由于废物的特殊性，会出现混合不匀，过早或过迟凝固，产品的浸出率高，固化产物强度低的现象，应添加添加剂调节。,无机添加剂蛭石、沸石、多种粘土矿物（吸附）、水玻璃（促凝剂）、减水剂、无机缓凝剂、无机速凝剂和骨料等,添加剂,有机添加剂硬脂肪酸丁酯、δ-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CaOH2,水泥固化工艺配方原则,处理对象无机类的废物，eg.多氯联苯、油和油泥、含有氯乙烯和二氯乙烷的废物、硫化物等，尤其是含有重金属污染物废物，也被应用于低、中放射性及垃圾焚烧厂产生的焚烧飞灰等危险废物的固化处理。,三、水泥固化法的应用,三、水泥固化法的应用,,一电镶污泥固化处理电镀污泥水泥固化处理时，采用400一500号硅酸盐水泥为固化剂。电镀干污泥、水泥和水的配比为1-2206-10。其水泥固化体的抗压强度可达10一20MPa。浸出试验表明，其中重金属的溶出浓度，汞小于0.0002mg/L原0.13-1.25mg/L；铬小于0.002mg／L原1.0-80.6mg／L；铅小于0.002mg／L原165243mg／L，六价铬小于0.02mg/L原0.3-0.4mg/L，砷小于0.01mg/L8.14-11.0mg/L。电镀污泥水泥固化处理工艺婉程如图6l所示。,二汞渣水泥固化处理,汞渣水泥固化处理时，汞渣与水泥的配比为138，加水混合均匀后送入模具振捣成型，然后再送入蒸汽养护室；在６０一70℃温度下养护24h，凝结硬化即形成固化体，可作深埋处置。,四、水泥固化法的特点,优点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低添加剂价廉易得对含水率较高的废物可以直接固化操作常温即可，沥青涂覆可降低污染物的浸出产品的强度、耐热性和耐久性好放射性固废安全运输适合投海或作为路基使用,缺点水泥固化体的浸出率较高（10-4-10-5g/m2d），需作涂覆处理；水泥固化体的增容比较高，达1．52；有的废物需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高；水泥的碱性易使铵离子转变为氨气逸出；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。,四、水泥固化法的特点,第三节沥青固化,原理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。优点良好的粘结性、化学稳定性与一定的弹性和塑性、耐腐蚀性、辐射稳定性。适用范围中、低放射水平的蒸发残液，废水化学处理产生的沉渣、焚烧炉产生的灰烬、塑料废物、电镀污泥、砷渣等。,,放射性废物沥青固化的基本方法有高温熔化混合蒸发法、暂时乳化法和化学乳化法三种。一高温熔化混合蒸发法高温熔化混合蒸发法是将废液加入预先熔化的沥青中，在150一230℃下搅拌混合蒸发，待水分和其它挥发组分排出后，将混合物排至贮存器或处置容器中。典型工艺流程,二、沥青固化的基本方法,放射性泥浆的暂时乳化法沥青固化分三步进行①将污泥浆、沥青与表面活性剂混合成乳浆状,二暂时乳化,②分离除去大部分水分，③进一步升温干燥，使混合物脱水。工艺流程,三化学乳化法,化学乳化法的操作步骤也分三步进行①将放射性废物在常温下与乳化沥青混合，②将混合物加热，脱去水分；③将脱水干燥后的混合物排入废物容器待冷却硬化后即形成沥青固化体。,三、沥青固化体的性质及其影响因秦,沥青固化体的主要性能指标是它在水中的浸出率、辐照稳定性和化学稳定性。它们分别受到沥青种类、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。例如纯沥青的燃点一般为420℃左右，而在掺入硝酸盐、亚硝酸盐后，共燃点降至250一330℃，因而增加了燃烧的危险性。,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，并加入适当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。塑料固化技术按所用塑塑料树脂不同，可分为热塑性塑料固化和热固性塑料固化两类。热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯树脂等，在常温下呈固态，高温时可变成熔融胶粘液体，将有害废物掺合包容在塑料中，冷却后即形成塑料固化体。热固性塑料有脲醛树脂和不饱和聚醋等。（粘稠液体，多孔极性材料）,二塑料固化法的特点,优点塑料固化可以在常温下操作；为使混合物聚合凝结仅加入少量的催化剂即可；增容比和固化体的密度较小。既能处理干废渣，也能处理污泥浆。塑料固化体是不可燃的。缺点塑料固化体耐老化性能较差；固化体旦破裂，污染物浸出会污染环境，因此，处置前都应有容器包装，因而增加了处理费用。,第五节玻璃固化第六节其它固化方法,