污染物的固化_安定化处理的种类和研究应用现状_蓝俊康
环境污染物治理技术现状与发展方向分析
环境污染物治理技术现状与发展方向分析引言：环境污染已成为当今社会中一个严重的问题，给人类的健康和生态系统带来了巨大的威胁。
为了解决环境污染问题，许多治理技术被开发和应用。
本文就环境污染物治理技术的现状和发展方向进行分析和讨论。
一、环境污染物治理技术现状分析：1.大气污染治理技术：大气污染治理技术是当前环境保护领域的热点之一。
目前，主要采用的大气污染治理技术包括燃煤脱硫、脱硝和除尘技术，以及机动车尾气治理技术等。
这些技术在减少二氧化硫、氮氧化物和颗粒物排放方面取得了显著的成果。
2.水污染治理技术：水污染治理技术主要包括物理、化学和生物处理技术。
物理处理技术如沉淀、过滤和吸附等可以去除悬浮颗粒物和某些溶解性物质。
化学处理技术如氧化、还原和中和等可以去除有机物和重金属离子。
生物处理技术如生物降解和微生物处理等可以去除有机污染物。
这些技术在水体污染治理中发挥了重要作用。
3.固体废弃物治理技术：固体废弃物治理技术是解决城市垃圾难题的关键。
目前主要采用的固体废弃物处理技术包括焚烧、填埋和回收等。
焚烧技术可以将固体废弃物转化为热能和电能，并减少废物的体积。
填埋技术可以将可降解和不可降解的废物掩埋在地下。
回收技术可以将可再生资源从废物中回收利用。
这些技术使得废弃物的处理效果得到了极大改善。
二、环境污染物治理技术发展方向分析：1.绿色、可持续发展理念的引入：未来环境污染物治理技术的发展方向将更加注重绿色、可持续发展理念的引入。
这意味着要从源头上减少污染物的产生，采用绿色材料和清洁能源，优化工艺流程，提高能源利用效率，减少废弃物的产生等。
2.智能化、自动化技术的应用：未来环境污染物治理技术的发展方向将更加注重智能化、自动化技术的应用。
这将实现污染物的在线监测和治理过程的自动化控制，提高治理效率和精确度。
3.跨学科研究的融合：未来环境污染物治理技术的发展方向将更加注重跨学科研究的融合。
环境科学、材料科学、生物学等学科将结合起来，共同解决复杂的环境污染问题。
污染地块修复技术指南—固化-稳定化技术(试行)(征求意见稿)
污染地块修复技术指南—固化/稳定化技术（试行）（征求意见稿）日前，环保部印发《污染地块修复技术指南—固化/稳定化技术（试行）（征求意见稿）》。
全文如下：污染地块修复技术指南—固化/稳定化技术( 试行)(征求意见稿)二〇一七年十一月概要固化/稳定化技术是一种通过添加固化剂或稳定剂，将土壤中的有毒有害物质固定起来，或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态，阻止其在环境中迁移和扩散过程，从而降低其危害的修复技术。
固化和稳定化技术在工作原理和作用特点上各有不同，但在实践中经常搭配使用，是两个密切关联的过程。
固化处理是利用惰性材料(固化剂)与污染土壤完全混合，使其生成结构完整、具有一定尺寸和机械强度的块状密实体(固化体)的过程;稳定化处理是利用化学添加剂与污染土壤混合，改变污染土壤中有毒有害组分的赋存状态或化学组成形式，从而降低其毒性、溶解性和迁移性的过程。
固化处理的目的在于改变污染土壤的工程特性，即增加土壤的机械强度，减少土壤的可压缩性和渗透性，从而降低污染土壤处置和再利用过程中的环境与健康风险;稳定化处理的目的在于降低污染土壤中有毒有害组分的毒性(危害性)、溶解性和迁移性，即将污染物固定于支持介质或添加剂上，以此降低污染土壤处置和再利用过程中的环境与健康风险。
固化/稳定化技术已有数十年的发展历史，是较为成熟的土壤修复技术，既可用于修复污染土壤，也可用于处理沉积物、污泥和固体废物等，具有修复周期短，达标能力强，作用对象广泛(可处理多种性质稳定的污染物)，并能与其他修复技术配合使用的特点，是国内外普遍应用的污染土壤修复技术。
然而，固化/稳定化技术也有其不足与局限性，例如不能实质性销毁或去除污染物，修复后可能会使土壤产生增容效应，污染物的长期环境行为难以预测，需要对固化/稳定化产物进行长期监测与维护等。
根据修复模式要求或实际操作条件需要，固化/稳定化修复可在异位也可在原位进行。
异位固化/稳定化适用于修复浅层污染土壤或大型机械无法进入的小型污染地块，且由于其能较好控制粘合剂的添加和混合质量，修复效果往往较为理想，不足之处是需要开挖污染土壤、暂存土壤、转运土壤和对污染土壤进行前处理(如破碎和筛分)，这些过程会造成扬尘和噪音，甚至挥发物释放等环境影响，且修复完成后还需回填或处置土壤，并对土壤进行压实与覆盖等操作，修复成本较高。
《2024年国内外污泥处理处置技术研究与应用现状》范文
《国内外污泥处理处置技术研究与应用现状》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业的迅猛发展，污泥的处理与处置成为了环境保护领域亟待解决的重大问题。
污泥作为污水处理过程中的产物，含有大量的有机物、重金属及病原体等有害物质，若不经过妥善处理处置，将对环境及人类健康造成严重影响。
因此，污泥处理处置技术的研发与应用成为了国内外研究的热点。
本文将就国内外污泥处理处置技术的研究与应用现状进行详细阐述。
二、国内污泥处理处置技术研究与应用现状1. 技术研究国内在污泥处理处置技术方面取得了显著的进展。
目前，主要的技术研究方向包括污泥的减量、稳定化、无害化及资源化利用等方面。
其中，污泥的减量技术主要通过物理、化学及生物等方法，降低污泥的含水率及体积；稳定化技术则通过生物、化学等方法，使污泥中的有害物质得到固定或转化；无害化技术主要关注于如何降低污泥中的病原体数量；资源化利用则是将污泥转化为有用的资源，如肥料、燃料等。
2. 应用现状在国内，污泥的处理处置技术已经得到了广泛的应用。
目前，常见的污泥处理技术包括机械脱水、热干化、厌氧消化等。
其中，机械脱水技术主要应用于污水处理厂的初步脱水；热干化技术则能进一步降低污泥的含水率，为后续的资源化利用提供便利；厌氧消化技术则能将污泥中的有机物转化为生物气体，实现资源的回收利用。
此外，还有一些新兴的技术如污泥焚烧、生物堆肥等也在部分地区得到了应用。
三、国外污泥处理处置技术研究与应用现状1. 技术研究国外的污泥处理处置技术研究相较于国内更为成熟。
除了上述的减量、稳定化、无害化及资源化利用等技术外，国外还在研发更为高效、环保的处理技术。
例如，一些国家正在研究利用纳米技术、等离子体技术等高新技术手段来处理污泥。
此外，一些国家还在研究如何通过生物技术将污泥中的有机物转化为高价值的化学品或燃料。
2. 应用现状在国外，污泥的处理处置技术已经得到了广泛应用。
许多国家已经建立了完善的污泥处理处置系统，包括预处理、稳定化处理、资源化利用等环节。
固体废物处理与利用第五单元：固化与稳定化处理
知识点：固化、稳定化处理的概念及适用 对象、适应性评价与适用性分析、 主要固化、稳定化技术及产物性能 评价。 重 点：固化、稳定化处理的技术原理、 主要方法及其适应性、适用性分析 与效果评价。 难 点：固化、稳定化处理技术适应性评 价和适用性分析、及产物性能评价。
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第一节 概述
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五、固化与稳定化技术适应性
固化处理技术
一、水泥固化技术 二、石灰固化技术 三、自胶结固化技术 四、塑性材料固化技术 五、熔融固化技术
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方法
根据固化基材及固化过程，目前常用固化技术有： 包胶固化：水泥固化、塑性材料固化、石灰固化、 有机聚合物固化 自胶结固化： 熔融固化（玻璃固化） 实践表明：自胶结更适用于处理无机废物， 尤其是含阳离子废物；而无机基材包封（容）法 则更适用于有机废物或无机阴离子废物处理。
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三、固化稳定化处理基本要求
1、固化体是密实的、具有一定几何形状和稳定的物理化学性质； 有一定的抗压强度 2、有毒有害组分浸出量满足相应标准要求，即符合浸出毒性标 准。 3、固化体的体积尽可能小，即体积增率尽可能地小于掺入的固 体废物的体积； 4、处理工艺过程简单、便于操作，无二次污染，固化剂来源丰 富，价廉易得，处理费用或成本低廉，。 5、固化体要有较好的导热性和热稳定性，以防内热或外部环境 条件改变造成固化体自融化或结构破损，污染物泄漏。尤其是放 射性废物的固化体，还要有交好的耐辐照稳定性。
它是鉴别固化/稳定化处理方法好坏和衡量最 终处置成本的一项重要指标，其大小取决于药剂 掺入量和有毒有害物质控制水平。
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四、固化与稳定化效果评价指标
3、抗压强度：是固化体基本工程特性指标，目的 在于确保固化体在贮运过程和最终处置过程中不 至于出现结构破坏，甚至破裂和散裂现象而造成 暴露比表面积增加，污染环境的潜在可能性增大 情况发生。 对于一般的危险性废物，固化体如果进行处置 或桶装贮存，其抗压强度要求较低，控制在 0.10.5Mpa即可，固化体如果用作建材，硬大于10Mpa， 对于放射性的固化体，则抗压强度要求要高，英 国要求达到20 Mpa。
固化、稳定化在重金属污染场地修复中的应用
固化，稳定化技术在重金属场地污染修复中的模拟应用固化、稳定化急速是指将有害废物固定或密封在惰性固体基质中，以降低污染物流动性的一种处理方法。
其中，固化是将废物中的有害成分用惰性材料加以束缚的过程，而稳定化使将废物的有害成分进行化学改性或将其导入某种稳定的晶格结构中的过程，即固化通过采用具有高度结构完整性的整块固体将污染物密封起来以降低其物理有效性，而稳定化则降低了污染物的化学有效性[1]。
代表性固化药剂包括水泥、粉煤灰、石灰、沥青等。
以水泥固化为例，其固化机理为：〔1〕利用水化作用形成的具有高比外表积的C-S-H凝胶吸附污染物；〔2〕将污染物包裹于水化产物晶格当中；〔3〕使污染土壤形成结构致密、孔隙率少的固化体，降低污染物迁移；〔4〕水化产物具有较高pH值，可以有效降低酸沉降对固化体的破坏。
代表性的稳定化药剂包括：Daramend-M、EnviroBlend、EHCM〔地下水〕、磷酸盐、硫化物药剂等。
其稳定化主要机理为：〔1〕通过氧化复原反应改变污染物形态，降低其毒性，如采用零价铁、亚硫酸钠、硫化亚铁等复原剂将Cr〔VI〕复原为Cr〔III〕，或〔2〕通过离子交换反应使污染物形成沉淀，降低迁移性，如使用磷酸盐、硫化物药剂处理铅污染土壤。
图1 施工组织设计图2.2 主要设备通过土壤混合装置，对要修复的土壤进行混合。
如下列图：图 2 土壤混合装置规划用地类型：居住用地占地面积：840亩主营业务：自行设计、制造、安装的全循环尿素生产样板厂；生产多孔粒状硝酸铵；总氨年生产能力可到达24万吨。
污染物：砷场地分布平面图如下〔图3〕：图3 场地分布平面图将场地分为A-G7个区间，如下表：区域编号区域范围污染程度A 西北角煤场中度污染区B 北部煤场中度污染区重度污染区C 净化车间、水煤气储罐、前段压缩工序D 水处理系统重度污染区E 造气车间中度污染区生活污染区F 汽油库、机加工、变电站、金属库、油漆库G 其它区域轻度污染区3.2 对场地进行调查以及评价对场地进行初步调查，调查点分布如下〔图4〕：图 4 调查点分布图采用高精度GPS确定原功能区边界，进行布点，全场完成采样点N个，确定场地主要污染物为As，并判断污染区域。
污染物治理技术研究及应用
污染物治理技术研究及应用随着现代产业不断发展，环境污染日渐严重。
为了保护人类和地球的健康，需要对污染物进行治理。
污染物治理技术研究及应用已经成为了一个重要的领域，本文将对相关技术进行探讨。
一、物理治理技术物理治理技术是指采用物理手段将污染物从环境中分离、净化的技术。
常用的方法包括：沉淀、过滤、吸附、离心、电渗析、膜分离等。
其中，膜分离技术是近年来比较热门的方法，主要包括微滤、超滤、反渗透等。
这些技术具有操作简单、效果明显、成本低等优点。
但是，其缺点也比较明显，例如需要复杂的设备、处理成本高等。
二、化学治理技术化学治理技术是指通过特定的化学反应将污染物分解或转化成无害物质的技术。
例如，氧化还原法、雾化氧化法、高级氧化技术等。
其中，高级氧化技术是近年来发展较快的方法，其包括了Fenton氧化、光催化氧化、等离子体氧化等。
这些技术具有高度选择性、反应速度快、效果明显的优点。
但是，其缺点也比较明显，例如需要精密控制反应条件、成本较高等。
三、生物治理技术生物治理技术是指利用微生物的代谢过程将污染物降解成无害物质的技术。
例如，好氧污水生物处理，厌氧污水生物处理、土壤生物修复等。
其中，厌氧生物处理技术是近年来发展较快的方法，可将有机质和一些重金属的离子还原成二价的离子。
这些技术具有成本低廉、效果稳定的优点。
但是，其缺点也比较明显，例如需要控制反应条件、微生物容易受到环境影响等。
四、综合治理技术综合治理技术是指将多种治理技术有机地结合起来，发挥各种技术的优点，达到最佳治理效果的技术。
例如，化学与物理、化学与生物、物理与生物、化学、物理与生物等多种技术结合在一起进行治理。
这些技术具有治理全面、效率高、处理稳定的优点。
但是，其缺点也比较明显，例如治理流程复杂、成本高等。
综合技术需根据污染物性质及环境特点进行选择。
五、技术选择与应用在实际治理中，需要根据不同污染物的性质进行技术的选择。
例如，对于化学污染物，可以选择化学或化学与物理技术；对于有机污染物，可以选择化学与生物、物理与生物等综合治理技术；对于重金属污染物，可以选择物理与化学等治理技术。
危险废物稳定化-固化综合处理技术的应用
·７２·兵工－动化ＯｒｄｎａｎｃｅＩｎｄｕｓｔｒｙＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ２０１０．０７２９（７）ｄｏｉ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１００６－１５７６．２０１０．０７．０２３危险废物稳定化／固化综合处理技术的应用范玉宏１，任志宏１，陈郑字２，陈晓龙１，邓明萌１，黄健１（１．中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳６２１９００；２．四川化工股份有限公司川化永鑫工程公司，四川成都６１０３０１）摘要：为解决重金属废物和其他非金属危险废物对环境的污染问题，采用水泥固化为主药剂稳定化为辅的综合处理技术对其进行稳定化／固化处理，以达到其最终处置所需要求。
首先，经固化和浸出试验确定每批废物实验块的基本配比。
然后，将可直接固化的危险废物和回转窑焚烧炉的飞灰，按配比加药剂稳定且用水泥固化。
为保证固化块的强度和提高填埋场的服务年限，对基本配比系统按工艺流程采用控制室集中控制，对其计量一投料一搅拌一出料生产过程实现自动控制，而其他设备则采用现场控制。
该技术已应用到多个工程中去，取得良好的效果。
关键词：危险废物；稳定化；固化；综合处理技术；工艺流程；集中控制中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：ＡＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＴｒｅａｔｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒＨａｚａｒｄｏｕｓＷａｓｔｅＳｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＳｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＦａｎＹｕｈｏｎ９１，ＲｅｎＺｈｉｈｏｎ９１，ＣｈｅｎＺｈｅｎｇｙｕ２，ＣｈｅｎＸｉａｏｌｏｎ９１，ＤｅｎｇＭｉｎｇｍｅｎ９１，ＨｕａｎｇＪｉａｎｌ（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｈｙｓｉｃｓ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１９００，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｕａｎｈｕａＹｏｎｇｘｉｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ＳｉｃｈｕａｎＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０３０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｗｉｔｈｈｅａｖｙｍｅｔａｌａｎｄｎｏｎ．ｍｅｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｔｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．ｉｔｉｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｏｕｓｅｃｅｍｅｎｔｆｏｒｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｆｏｒｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｆｉｎａｌｄｉｓｐｏｓａｌ．ｆｉｒｓｔｌｙｂａｓｉｃｍｉｘｉｎｇｒａｔｉｏｉＳｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．ｔｈｅｎｈａｚａｒｄｏｕｓｗａｓｔｅｉＳｓｔａｂｉｌｉｚｅｄａｎｄｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈｒｏｔａｒｙｋｉｌｎｆｌｙａｓｈｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｍｉｘｉｎｇｒａｔｉｏ．ＴｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｈｅｍｉｃａｌｓｍｉｘｉｎｇｒａｔｉｏｉＳｕｎｄｅｒｃｅｎｔｒａｌｃｏｎｔｒｏｌｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈｔｈｕｓｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｌａｎｄｆｉｌｌ，ａｎｄｔｈｅｗｈｏｌｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｅａｓｕｒｅ，ｉｎｐｕｔ，ｓｔｉｒｒｉｎｇａｎｄｏｕｔｐｕｔｉｓａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｗｈｉｌｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｏｎｓｉｔｅ．Ｔｈｉｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｈａｓｂｅｅｎｐｕｔｉｎｔｏｕｓｅａｎｄｐｒｏｖｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｉｎｍａｎｙｈａｚａｒｄｏｕｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｊｅｃｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈａｚａｒｄｏｕｓｗａｓｔｅ；ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ；ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ；ｃｅｎｔｒａｌ０引言危险废物是指除了放射性以外的具有化学反应性、毒性、易爆性、腐蚀性等能引起或可能引起对人类健康或环境危害的废弃物，危险废物对环境的污染问题引起了世界各国的普遍关注。
化工污染物处理技术研究及应用
化工污染物处理技术研究及应用化工污染是一种严重的环境问题，污染物不仅影响人类健康，还破坏了大自然的生态平衡。
为了减少污染，化工行业必须采用各种污染治理技术，将污染物处理掉，以保护环境和人类健康。
一、传统化工污染治理技术传统的污染治理技术包括物理、化学和生物方法。
其中，物理方法包括吸附、沉淀、过滤等；化学方法包括氧化还原、沉淀、络合、加热分解等；生物方法包括好氧/厌氧处理、生物固定化技术等。
尽管传统治理技术在某些情况下是有效的，但仍存在很多问题，如耗能多、废物处理麻烦、处理效率低、排放物排放量大等。
二、新型化工污染治理技术新型化工污染治理技术包括高级氧化技术、膜分离技术、光生催化技术和生物活性滤料技术等。
高级氧化技术利用氧化剂，如臭氧、过氧化氢、Fenton试剂、高级氧化过程（AOP）等，来氧化和分解有机污染物。
这些技术的特点是处理效率高、污染物分解彻底、处理时间短，但存在成本高和化学试剂使用相对较多的缺点。
膜分离技术采用膜分离设备来进行固液分离、液液分离和气液分离，主要包括超滤、反渗透、纳滤等。
膜分离技术具有操作简单、处理方案多样化、处理效率高和晶清液质量好等特点。
光生催化技术是一种将光和催化剂相结合的技术，可利用紫外线、可见光和近红外线等波长范围内的光与催化剂相结合，强化催化剂的氧化活性，分解有机污染物。
生物活性滤料技术不同于传统生物处理技术，它利用多种活性微生物贴附于各种滤料表面上，通过改变滤料表面的生物学和化学性质，使有机污染物在接触滤料表面时，能够进行微生物分解并得到有效处理和降解。
三、化工污染治理技术应用化工污染治理技术应用广泛，包括废水处理、废气治理、土壤修复和固废处理等方面。
废水处理是化工污染治理技术的最常见应用，利用各种化工污染治理技术可以对水体中的有机污染物、重金属离子和氮、磷等污染物进行处理。
其中，高级氧化技术和膜分离技术广泛应用于工业废水处理中。
废气处理通过物理、化学和生物治理技术来处理排放到大气中的有害气体。
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第16卷 第3期地质灾害与环境保护V o l.16, N o .32005年9月Journal of Geo logical H azards and Environm ent P reservati onSep tem ber 2005文章编号: 1006-4362(2005)03-0281-06收稿日期: 2005201204 改回日期: 2005204214污染物的固化 安定化处理的种类和研究应用现状蓝俊康(桂林工学院资源与环境工程系,桂林 541004)摘要: 污染物的固化 安定化技术处理可归纳为6大类,即基于水泥的固化技术、基于石灰的固化技术、矿物吸附技术、热固技术、热塑技术和玻璃化技术等。
其中有机聚合物固化剂(热固、热塑材料)一般用于处理固态有机污染物;玻璃化技术一般用于处理污染土、城市垃圾焚烧物和放射性物质。
因无机胶结剂操作方便、成本低、能处理的无机污染物范围很广,因此使用频率较高(90%以上),而有机胶结剂固化技术和废物玻璃化处理技术成本高,仅被用于特殊污染物的处理。
关键词: 污染物;固化安定化;种类;应用;现状中图分类号: X 132;X 7 文献标识码: A 固化 安定化(so lidificati on stab ilizati on ,简称S S )技术于1970年左右开始应用于污染物的处理[1],现已被一些发达国家广泛用于危害废物的处理和污染土的修复工作。
美国的环境保护总署(EPA )还把它确定为一种“最佳的示范性实用处理技术(B est D em on strated A vailab le T reatm en tT echno logy ,简称BDA T )”[2]。
该技术不仅能将有害污染物变成低溶解性、低毒性和低移动性的物质,而且处理后所形成的固化体(称S S 产物)还可被建筑行业所采用(路基、地基、建筑材料)。
加上无机胶结剂固化技术工艺简单、易于操作、费用低廉,因此自20世纪70年代以来美、加、法、意、日等发达国家就开始对该技术进行研究,并于80年代后大量投入实用,迄今已获得许多成功的经验和丰硕的研究成果。
1 固化 安定化的概念固化和安定化是两种不同的概念,美国EPA(1997年)和硅酸盐水泥协会(PCA ,1991年)给出的定义[3]:固化是指是通过减少其淋滤面积和(或)在污染物表面包裹一层低渗透物质来限制污染物的迁移。
据该定义知,固化后污染物的分子结构和化学性质不变,只是它们向外界环境的迁移被限制了。
裹限作用可通过污染物与胶结剂之间的化学反应来实现,也可以通过机械作用来实现。
其中对细粒污染物的裹限也称为“微匣限(m icroencap su lati on )处理”,而对大块(件)污染物的裹限称为“巨匣限(M acroencap su lati on )处理”。
安定化是指把污染物进行“安全化”和“稳定化”,包括与降低污染物毒性和滤出相关的化学作用。
即通过化学反应把有毒有害污染物变为低毒性(即“安全化”)、低溶解性和低移动性(即“稳定化”)的物质,以减少其危害。
2 S S 技术的种类和特点根据目前对有毒有害物质固化时所采用的固化剂种类,S S 技术可大致划分为以下6大类型:2.1 基于水泥的固化技术(Cem en t B ased T echno logy ) 在固化有毒有害废物时所用的胶结剂以水泥为主,需要时可掺入某些添加剂(如还原剂等化学药品)。
在处理废弃物过程中,胶结剂与污染物之间主要产生以下作用:(1)复分解沉淀反应:以水泥为主的胶结剂所提供高碱性环境能使许多间金属离子(如Cd 2+、Cu 2+、Pb 2+、Zn 2+等)在固化体微孔隙中发生沉淀反应,形成溶解度较低的氢氧化物、硫酸盐沉淀[4]。
也可以通过加入硫化钠或磷酸钠等为添加剂,使一些金属离子形成硫化物或磷酸盐沉淀形式。
如L in等人(1995)利用N a2S、N a2SO3为添加剂,提高了含铅污染土的S S处理效果[5]。
(2)氧化还原反应:在水泥中添加某些氧化剂或还原剂使污染物氧化或还原为低毒性、低溶解态物质。
如在水泥中掺入还原剂使C r( )还原为C r ( ),进而以低溶解度的C r(OH)3形式沉淀于S S 产物中。
(3)物理吸附:水泥固化物中的微孔隙数量众多,内比表面积大,而且混凝土中的水化物(如C-S -H凝胶、钙矾石等)晶体细小,也具有很大的内表面积(硬化水泥浆体的比表面积约为210m2 g[6])。
因此混凝土内不仅可吸附以0价化合物形成存在的污染物,也可以吸附以阳离子或以阴离子存在的污染物[7]。
(4)同晶置换作用:现已经发现钙矾石的A l3+可被简单的三价离子如Fe3+、C r3+、M n3+等所替代;而C-S-H凝胶为层状硅酸盐,其中的Ca2+可被与之半径相差不大的其他二价离子(如Cd2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+等)所替换[8,9]。
含氧阴离子如C r O2-4、HA SO2-4、SeO2-4、SeO2-3、B(OH)-4也可替换钙矾石中的全部或部分SO2-4[10,11]。
蓝俊康(2004)经过合成实验发现,C r O2-4能替换钙矾石中SO2-4形成铬酸型钙矾石,C r3+也能代替A l3+形成C r( )-SO2-4或形成双铬钙矾石(即C r( )-C r O2-4钙矾石)[12]。
(5)微匣限(encap su lati on)作用:水泥胶结剂能把污染物的各个微粒包裹限于其中,由于其固化产物的孔隙极小(纳米级),渗透性极低(T ang和N ilsson测定氯离子在普通水泥净浆中的扩散系数一般为10-7c m2 s[13]),因此污染物从固化块体的滤出浓度易达到环境所允许的范围。
微匣限作用这是一种物理束缚作用。
虽然基于水泥的固化技术能处理绝大多数无机污染物,但它对有机污染物的处理效果比较差,另外粘土、淤泥等会延长水泥的凝固时间、某些阴离子往往对水泥固化物起机械崩解作用。
如Glasser(1997年)研究发现如果污染物中SO2-4的量过多,这些晶体的过多产生就会引起固化体膨胀开裂;C l-也产生负面影响,这是因为它能替换水泥水化物中的OH-,使水泥水化物的强度降低[4]。
Po lettin i等人(2002年)还研究发现SO2-4和C l-能降低水泥固化物的强度和对酸的缓冲能力[14]。
基于水泥的S S技术处理后形成的固化块体需要进行测试,以便评价固化效果和被利用的价值。
需测试的项目主要有:(1)固化体的物理力学性质,如耐久性、抗渗透性、强度等;(2)污染物在固化体的存在形式和渗出危险性的大小检测。
目前最常用于评价固化效果的测试方法主要是固化体的单轴抗压强度测试(U CS test)和毒性滤取程序(Tox icity Characteristic L each ing P rocedu re,即TCL P)。
2.2 基于石灰的技术(L i m e2based techno logy)即单独使用石灰(或生石灰、石灰石)或者利用石灰与火山灰质(粉煤灰、窑灰、硅酸盐)混合物为固化剂处理污染物的技术。
该技术仅对处理某些污染物有效,但由于成本低、易于操作,因此目前仍在以下方面得到比较广泛地应用:(1)处理无机污染废水:通常采用石灰来中和酸性废水和沉降废水中的有毒金属元素。
如W eeter 和Jones(1987)实验发现利用石灰 粉煤灰降低废水(高含铜、镍和铬元素)中C r的浓度[15]。
(2)处理有机污染废水:如M o rgan等人(1984)研究采用石灰和其他添加剂联合处理炼油厂的废水。
(3)处理污染土:Koper等人(1993)发现生石灰能分解土壤中的多氯化碳(CC l n)[16]。
R ittenhou se (1993)进一步证实石灰是处理四氯化碳(CC l4)污染土的有效处理剂[17]。
E inhau s等人(1991)利用水和生石灰处理多氯联苯(PCB)污染土时发现,处理后5h就可以大大降低土中PCB的含量(60%～80%),不过他们最后总结认为很可能是因为生石灰水化时所产生的热量使PCB蒸发转移到大气中。
Sediak等人(1991)证实了他们的看法,认为石灰不能用于PCB污染土的处理[18]。
(4)防治地下水污染:C raw ley等人(1984)发现在酸性废水坑周围或下方的含水层中注入石灰浆,能有效防止地下水污染。
(5)处理城市垃圾:Jen s R eich等人(2002)发现在有害废物焚烧时加入石灰石,使之与所含的重金属元素在焚烧炉中反应形成新的化合物,就可以减少焚烧灰中重金属的滤出。
试验发现当CaO的含量在15%左右时,就能使垃圾焚烧物中的重金属元素的滤出达到环境要求,也就是说有害废物焚烧后形成的焚烧灰可作为填土处置了[19]。
2.3 矿物吸附技术利用天然粘土(或蒙脱石)、氟石吸附污染物早已很普遍,改性地质体(改性粘土、改性氟石等)处理污染物目前也方兴未艾。
目前还有些学者研究利用天然粘土-水泥联合固化处理污染物[20]。
(1)改性氟石应用:Panayo tova(2001年)利用282 地质灾害与环境保护2005年 改性氟石来吸附废水中的铜离子,获得很好的效果,还研究发现其吸附特性符合L angm u ir等温吸附方程[21]。
(2)有机改性粘土的研究和应用:已有大量学者研究利用改性粘土吸附废水中或土壤中的有机污染物[22～27]。
如Faschan等人(1996)研究利用有机改性土吸附1,2—二氯苯(1,2—DCB)和硝基苯(NB)的效果并研究其吸附特征[25];L o等人(1996年)研究采用四甲基铵改性有机土来处理含酚污染土[26];C i offi等人(2001年)研究采用有机改性蒙脱石和硅酸盐水泥共同固化处理水泥高炉渣中的有机氯(2—氯酚和1—氯萘)[27]。
2.4 热塑技术(T her m op lastic T echno logy):采用沥青或塑料(聚乙烯、聚丙烯、尼龙)等为胶结剂,在受热的情况下与干燥污染物(100℃下烘干)混合,冷却成型。
其固化块体可用于铺路。
该方法可用于无机废弃物或有机废弃物的处理,其固化产物不仅可防水而且能防微生物侵蚀。
但缺点是固化物可被某些溶剂软化,也能被强氧化剂如硝酸盐、过氯酸盐等所侵蚀。
2.5 热固树脂技术(T her m o set)采用液状有机聚合物为胶结材料、催化剂为助剂、废弃固体物质为集料拌合形成树脂混凝土,也可用这些有机聚合物来包裹罐装废弃物(即“巨匣限”处理)。
热固处理的产物具有耐腐蚀、高抗渗、抗冻性好等优点。
常使用聚合物的类型有尿醛树脂、苯乙烯、聚脂树脂、酚醛树脂、聚丁二烯等。
该技术与热塑性技术的主要区别是热固材料一经受热固化后就不可再被逆转化。