固体废物固化
固体废物的固化处理
在水泥固化处理过程中，为了改善固化条件， 提高固化体的质量，有时掺入适宜的添加剂 。常用的添加剂有：
吸附剂：如活性氧化铝、粘土、蛭石等； 缓凝剂：如酒石酸、柠檬酸、硼酸盐等；
促凝剂：如水玻璃、铝酸钠、碳酸钠等； 减水剂：如表面活性剂等。
▪ 应用 •原子能工业固体与液体废物处理 ••电镀业污泥 •含汞污泥 ••含砷泥渣
磷酸盐：含盐量低、放射性极高的如普里克斯废液
硼酸盐玻璃：高放废液+固化剂——煅烧，升温1100～1150 ℃，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 。
自胶结固化（Self-cementation solidification ）
• 利用废物自身的胶结特性来达到固化目的的方法。 • 该技术主要用来处理含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物，如磷石膏、烟道气脱硫废
渣等。 • CaSO4﹒2H2O或CaSO3﹒2H2O经煅烧成具自胶结作用半水，遇水后迅速凝固和硬
化。 • 该方法不需要加入大量添加剂，废物也不需要完全脱水，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；但只限于含有大量硫酸钙的废物，应用面较为狭窄。此外还要求熟练的操作 和比较复杂的设备，煅烧泥渣也需要消耗一定的热量。
图 电镀污泥水泥固化处理工艺流程图
▪ 操作条件与指标
• 水灰比
一般控制在1:2为宜
• 水泥与废物的配比
应通过实验确定
• pH值
应控制在8以上
• 初凝时间与终凝时间
初凝:大于2h；终凝:48h以内
• 添加剂
根据固化过程性质，通过实验选择添加剂种类与投配量(吸附剂/ 促凝剂/缓凝剂/减水剂)。
固体废物的固化处理.ppt
特点
在水和酸、碱溶液中的浸出率均低； 增容比小； 固化过程粉尘少； 化学稳定性好（导热性高，耐辐射） 工艺复杂，高温作业，费用高，挥发量大。
自胶结固化和大型包封法
• 利用废物自身的胶结特性来达到固化目的的方法。 • 该技术主要用来处理含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物，如石
膏、烟道气脱硫废渣等。 • CaSO4﹒2H2O或CaSO3﹒2H2O经煅烧成具自胶结作用的半水
特别适用于对有害废物和放射性固体废物的固化处理
玻璃固化处理
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 1000～1500℃的高温下熔融，经退火后形成稳定的玻璃固化体。 主要适用于处理放射性废物，不适宜于大型工业有害固体废物 的固化处理。
• 玻璃固化的工艺即为熔制玻璃的工艺，但须注意要满足下 述条件： –不含Hg,As（熔点低，易挥发造成大气污染）。 –当含Cd,Zn,Ni时，不应含有机物等还原性物质，（有机 物中的C会使其还原成金属雾气挥发）。 –不含食盐类的氯化物，许多金属会被氯气还原成氯化物 挥发
特点
• 增容比低，浓缩系数大 • 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2～3个数量级。 • 快速硬化：冷却后即固化（水泥需养护，28天后
为最终强度）。 • 导热系数低，水分蒸发慢，处理时间长（需加温，
搅拌)。 • 控制温度（加热过高造成可燃），运输，贮存要
有防火措施。
热固性材料固化处理
末解决）
应用 •原子能工业固体与液体废物处理 ••电镀业污泥(P265) •含汞污泥(P265) ••含砷泥渣
石灰固化处理
以石灰为固化剂，活性硅酸盐类（如粉煤灰、水泥窑灰 等）为添加剂的固化处理方法。适用于稳定石油冶炼污泥、重 金属污泥、氧化物、烟道气脱硫废物等的固化。
固体废物固化处理技术
具备一定的性能：①抗浸出性； ②抗干湿性、抗冻融 性； ③耐腐蚀性、不燃性； ④抗渗透性（固化产物）； ⑤足够的机械强度（固化产物）。 浸出速率
抗压强度
装桶贮存:0.1～0.5MPa
作填埋处理：>50kPa 作建筑填土：>100kPa
an / A0 Rn ( F / V )t n
评价指标
作建筑材料：>10MPa 放射性固化体：前苏联 >5MPa, 英国>20MPa
有紫外线照射时：
CH 3CHO O3 CH 3COOH O2
五氯酚污染的土壤， 99.9%，有机碳
CN ClO CNO Cl 氯和漂白粉。用氯的氧化物破坏剧毒的氰化物是一种经典方法：在 pH 〉10
NaCN Cl 2 CNCl NaCl
硫化物沉淀法 溶解度 无机硫化物沉淀：应用仅次于氢氧化物沉淀法——大 多数金属硫化物溶解度低。一般保持pH大于8。 有机硫化物沉淀：较高的分子质量——沉淀物易沉 降、 脱水和过滤；沉淀彻底，适用pH范围广。 含汞废物及含重金属的粉尘（焚烧灰及飞灰等）
共沉淀
xM 2 (3 x) Fe2 6(OH ) M x Fe3 x (OH ) 6
重 金 属 化 学 稳 定 化
离子交换树脂、天 然 或 人 工 合 成沸 石 、 硅胶 昂贵 可逆
离子 交换
溶出法
氢氧化物沉淀 硫化物沉淀 硅酸盐沉淀 碳酸盐沉淀 共沉淀 无机/有机螯合 物沉淀
化学沉 淀法
重金属
中和法
酸碱泥渣 中和剂 罐式机械搅拌/ 池式人工搅拌
吸附法
氧化还 原法
吸附剂 可逆 吸附具有选择性：活 性炭-有机物；活性 氧化铝-镍离子
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
（1）原理
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。 将污泥中的固态物作为了塑料的骨料（填料）。
（2）作为固化剂的塑料
（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： 包胶固化（又称凝结固化）
按固化剂：a.水泥固化；b.沥青固化；c.石灰固化；c.塑料固化 按包胶结构：
（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）
① 高温熔化混合蒸发法 （High temperature melting-vaporization method） 工艺流程 特点 应用范围
a 工艺流程
工艺流程图（见图6-2） 工艺流程说明
在沥青贮槽通入蒸气加热，使沥青成熔融状态； 在搅拌槽中进一步加热至220℃，并高速搅拌（1500～3000转／分）； 在高温和高搅拌速度的条件下，污泥中的水分蒸发； 排入容器，冷却后固化； 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。
• 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微粒。
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） 玻璃固化： 将污泥与玻璃原料一起烧制成玻璃。 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。
固体废物的稳定化固化技术
固体废物的稳定化固化技术
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固化/稳定化处理技术
4.1.2.1水泥固化
水泥固化是以水泥为 固化剂将有害废物进 行固化的一种处理方 法。此法非常适用于 处理各种重金属的污 泥。
❖ 水泥固化法的应用； ❖ 水泥固化法的优点和
缺点。
固体废物的稳定化固化技术
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水泥固化的工艺过程
固化/稳定化处理技术
固化处理方法可按原理分为包胶固化、自胶结固化、 玻璃固化和水玻璃固化。
包胶固化又可以分为水泥固化、石灰基固化、热塑 性材料固化和有机聚合物固化等。包胶固化适用于 多种类型的废物；
自胶结固化只适用于含有大量能成为胶结剂的废物；
玻璃和水玻璃固化一般只适用于极少量特毒废物的 处理。
固体废物的稳定化固化技术
固体废物的稳定化固化技术
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固化/稳定化处理技术
固化/稳定化处理技术
包胶固化 自胶结固化 玻璃固化 水玻璃固化
固体废物的稳定化固化技术
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固化/稳定化处理技术
4.1.2 包胶固化
包胶固化是采用某种固化基材对废物块 或废物堆进行包覆处理。
1. 水泥固化 2. 石灰固化 3. 热塑性材料固化 4. 有机物聚合固化
对危险废物的化学氧化法处理是较为成熟的技术，可 以破坏多种有机分子，包括含氯的挥发性有机物、硫 醇、酚类，以及某些无机化合物，如氰化物。
常用的氧化剂有：臭氧、过氧化氢、氯气
固体废物的稳定化固化技术
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稳定化/固化技术原理
氧化解毒原理
臭氧 处理氰化物
NaCN+O3→NaCNO+O2 和UV结合处理有机物
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稳定化/固化技术原理
吸附原理
活性炭吸附
第4章固体废物固化物化与稳定化处理
固体废物处理与处置 第 4 章 固体废物的稳定化与固化处理
4.4 塑料固化
一 塑料固化原理 二 塑料固化的应用及其特点
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固体废物处理与处置 第 4 章 固体废物的稳定化与固化处理
塑料固化原理
概念: 以塑料为固化剂，与危险废物按一定的比例配料，并加入适量催
化剂和填料进行搅拌混合，使其共聚合固化，将危险废物包容形成具有 一定强度和稳定性固化体。
➢固定化 ——具有固化和稳定化作用的过程。 ➢限定化 、包容化
4
固体废物处理与处置 第 4 章 固体废物的稳定化与固化处理
➢固化处理的基本要求 ① 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，如作建筑基础和路基材料 ② 固化过程中材料和能量消耗要低，增容比(即所形成的固化 体体积与被固化废物的体积之比)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
的
基
常温
本
方
法
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固体废物处理与处置 第 4 章 固体废物的稳定化与固化处理
沥青固化体的性质及其影响因素
沥青固化体的主要性能指标： ① 水中的浸出率 ② 辐照稳定性 ③ 化学稳定性
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固体废物处理与处置 第 4 章 固体废物的稳定化与固化处理
（一）影响沥青固化体浸出率的因素
1．沥青的种类
用不同类型的沥青所得固化体的浸出率不同，实验表明，采用直馏沥 青效果较好。较软的沥青比较硬的沥青所得固化体浸出率低。
➢固化途径
通过化学转变，将污染物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。
➢固化剂 ——固化过程所用的惰性材料。 ➢固化体 ——有害废物经过固化处理所形成的固化产物。 ➢稳定化 ——利用化学添加剂等技术手段，改变废物中有毒有害组分的赋
固体废物固化处理技术 PPT
6.1 固化处理的原理和步骤 6.2 药剂稳定化处理（补充资料） 内 6.3 固体废物固化处理 容 6.3.1 水泥固化
6.3.2 石灰固化 提 6.3.3 沥青固化
6.3.4 塑性材料固化 要 6.3.5 玻璃固化
6.3.6 自胶结固化
6.1 固化处理基本概念
1、固体废物的固化技术 （1）固化技术：是利用物理或化学方法将有害废物
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。
2、固化处理的基本要求
（1）有害废物经过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）处理费用低廉。
（2）加入填充剂及固化剂
其用量一般根据实验结果来确定。
（3）混合和凝硬
将废物和固化剂在混合设备中均匀混合，然后送到硬 化池或处置场地中放置一段时间，使之凝硬完成硬 化过程。
（4）固化体的处理
❖ 根据所处理废物的特性将固化体填埋或加以利用 （如做建筑材料）。
6.2 有毒有害物质的稳定化处理
6.2.1 重金属离子的稳定化技术 （1）中和法； （2）氧化还原法； （3）化学沉淀法； ① 氢氧化物沉淀法 ② 硫化物沉淀法 ③ 硅酸盐沉淀法 ④ 碳酸盐沉淀法 ⑤ 共沉淀法 ⑥ 无机及有机螯合物沉淀法 （4）吸附法 （5）离子交换法
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
3、固化效果评价指标
固化处理效果常用浸出率、增容比、抗压强度等物理、 化学指标予以评价。
第五章固体废物固化
第五章固体废物固化第五章固体废物固化第一节概述一、固化的定义和方法废物固化是用物理—化学方法将有害废物掺合并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。
固化过程有的是将有害废物通过化学转变或引入某种稳定的晶格中的过程有的是将有害废物用惰性材料加以包容的过程，有的兼有上述两种过程固化所用的惰性材料称为固化剂有害废物经过固化处理所形成的固化产物称为固化体固化技术可按固化剂分为水泥固化沥青固化塑料固化玻璃固化石灰固化二、基本要求固化处理的基本要求包括：1.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.处理费用低三、固化效果评价固化处理效果常采用浸出率、增容比、抗压强度等物理、化学指标予以衡量所谓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。
?可用浸出率的大小预测固化体在贮存地点可能发生的情况增容比是指所形成的固化体体积与被固化有害废物体积的比值增容比是评价固化处理方法和衡量最终成本的一项重要指标抗压强度是保证固化体安全贮存的重要指标对于一般的危险废物，经固化处理后得到的固化体，若进行处置或装桶贮存，对抗压强度要求较低，控制在0.1~0.5MPa即可如用作建筑材料，则对其抗压强度要求较高，应大于10MPa对于放射性废物，其固化产品的抗压强度，前苏联要求大于5MPa，英国要求达到20Mpa第二节水泥固化水泥固化是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理方法一、水泥固化原理水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等添加料牢固地凝结在一起。
水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性采用水泥固化处理各种含有重金属的污泥十分有效在固化过程中，由于水泥具有较高的pH值，使得污泥中的重金属离子在碱性条件下，生成难溶于水的氢氧化物或碳酸盐等某些重金属离子也可以固定在水泥基体的晶格中，从而可以有效地防止重金属的浸出二、水泥与添加剂(一)水泥通常用作固化剂的水泥有硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等(二)添加剂在水泥固化处理过程中，为了改善固化条件，提高固化体的质量；有时还掺入适宜的添加剂常用的添加剂有吸附剂、缓凝剂、促凝剂和减水剂等三、水泥固化的化学反应用作固化剂的水泥中最常用的是普通硅酸盐水泥，它的组要成分是硅酸二钙(2CaO·SiO2 )和硅酸三钙(3CaO·SiO2 ) ，固化时发生如下的反应：3CaO·SiO2 ＋xH2O 2CaO·SiO2 ·yH2O+ Ca(OH)23CaO·SiO2 ＋xH2O CaO·SiO2 ·mH2O+ 2Ca(OH)2四、固化工艺及影响因素水泥固化工艺较为简单，通常是将危险废物、水泥和其它添加剂一起与水混合，经过一定的养护时间形成坚硬的固化体影响水泥固化的因素很多，主要包括：(1)pH值pH值对含重金属污染物的危险废物的固化处理效果有较大影响(2)水、水泥和废物的质量比(3)凝固时间适当控制初凝和终凝的时间通常，初凝时间应大于2h，终凝时间在48h以内(4)添加剂的使用五、水泥固化法的应用(一)电镀污泥固化处理电镀污泥水泥固化处理时，采用400-500号硅酸盐水泥为固化剂电镀干污泥、水泥和水的配比为(1-2)：20：(6-10)电镀污泥水泥固化处理工艺流程如图6-1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：1：(3-8)，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60-70℃温度下养护24h，凝结硬化即形成固化体，可作深埋处置六、水泥固化法的特点水泥固化法的主要优点对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都比较低水泥和添加剂价廉易得对含水率较高的废物可以直接固化；操作在常温下即可进行，对放射性废物的固化容易实现安全运输和自动化控制等。