危险固体废物的固化幻灯片.ppt

危险固体废物的固化危险固体废物的固化中国环评网：http:/ 收集整理第1页，共28页，编辑于2022年，星期五6.1 概述概述1.目的：目的：是使危险废物中的是使危险废物中的所有污染组分呈现所有污染组分呈现化学惰性或被包容化学惰性或被包容起来，减小废物的毒性和起来，减小废物的毒性和可迁移性，同时改善被处理对象的工程性质，可迁移性，同时改善被处理对象的工程性质，以便运输、利用和处置。以便运输、利用和处置。2.途径：途径：将污染物通过将污染物通过化学转变化学转变，引入到某种稳定固，引入到某种稳定固体物质的体物质的晶格晶格中去；中去；通过通过物理过程物理过程把污染物直接把污染物直接掺入到惰性基材掺入到惰性基材中去。中去。中国环评网：http:/ 收集整理第2页，共28页，编辑于2022年，星期五3.专业名词定义专业名词定义固化：固化：在危险废物中在危险废物中添加固化剂添加固化剂使其转变为使其转变为不可不可流动固体或形成紧密固体流动固体或形成紧密固体的过程。结构完整的的过程。结构完整的整块密实固体，方便运输。整块密实固体，方便运输。稳定化：稳定化：将有毒有害污染物转变为将有毒有害污染物转变为低溶解性、低低溶解性、低迁移性及低毒性迁移性及低毒性的物质的过程。的物质的过程。化学稳定化化学稳定化不活性化合物，固定于晶格中不活性化合物，固定于晶格中 物理稳定化物理稳定化粗颗粒、有土壤状坚实度固体粗颗粒、有土壤状坚实度固体 实际操作中，这两种过程是同时发生的。实际操作中，这两种过程是同时发生的。固定化固定化：具有：具有固化和稳定化作用固化和稳定化作用的过程。的过程。限定化限定化：将有毒化合物固定在：将有毒化合物固定在固体粒子表面固体粒子表面的过的过程。程。包容化包容化：用稳定剂：用稳定剂/固化剂凝聚，将有毒物质或固化剂凝聚，将有毒物质或危险废物颗粒危险废物颗粒包容或覆盖包容或覆盖的过程的过程中国环评网：http:/ 收集整理第3页，共28页，编辑于2022年，星期五4.方法方法水泥固化；水泥固化；石灰固化；石灰固化；塑性材料固化；塑性材料固化；有机聚合物固化；有机聚合物固化；自胶结固化自胶结固化无机废物，尤其是一些含阳无机废物，尤其是一些含阳离子的废物。离子的废物。熔融固化熔融固化(玻璃固化玻璃固化)和陶瓷固化。和陶瓷固化。无机物包封法无机物包封法有机废物及无机阴离子废物有机废物及无机阴离子废物中国环评网：http:/ 收集整理第4页，共28页，编辑于2022年，星期五中国环评网：http:/ 收集整理第5页，共28页，编辑于2022年，星期五中国环评网：http:/ 收集整理第6页，共28页，编辑于2022年，星期五5.产品要求基本原则产品要求基本原则(1)所得到的产品应该是一种所得到的产品应该是一种密实密实的、具有的、具有一一定几何形状定几何形状和和较好物理性质、化学性质稳定较好物理性质、化学性质稳定的固体；的固体；(2)处理过程必须处理过程必须简单简单，应有有效措施，应有有效措施减少减少有有毒有害物质的毒有害物质的逸出，避免逸出，避免工作场所和环境的工作场所和环境的污染污染；(3)最终产品的最终产品的体积尽可能小于掺入体积尽可能小于掺入的固体废的固体废物的物的体积体积；(4)产品中有毒有害物质的产品中有毒有害物质的水分水分或其他指定浸或其他指定浸提剂所提剂所浸析出的量不能超过容许水平浸析出的量不能超过容许水平(或浸或浸出毒性标准出毒性标准)；中国环评网：http:/ 收集整理第7页，共28页，编辑于2022年，星期五 (5)处理处理费用低廉费用低廉。(6)对于固化对于固化放射性废物放射性废物产生的固化产品，产生的固化产品，还应有较好的还应有较好的导热性和热稳定性导热性和热稳定性，以便用适，以便用适当的冷却方法就可以防止放射性衰变热使固当的冷却方法就可以防止放射性衰变热使固化体温度升高，避免产生自熔化现象，同时化体温度升高，避免产生自熔化现象，同时还要求产品具有较好的还要求产品具有较好的耐辐照稳定性。耐辐照稳定性。实际：实际：没有一种固化稳定化方法和产品可没有一种固化稳定化方法和产品可以完全满足这些要求。以完全满足这些要求。若其综合比较效果尚优，在实际中就可得到若其综合比较效果尚优，在实际中就可得到应用和发展。应用和发展。中国环评网：http:/ 收集整理第8页，共28页，编辑于2022年，星期五6.产品鉴定指标产品鉴定指标n n浸出率：浸出率：固化体在浸泡时的固化体在浸泡时的溶解性能溶解性能，最重，最重要指标要指标n n体积变化因数体积变化因数体积变化因数定义为固化稳定化处理体积变化因数定义为固化稳定化处理前后危前后危险废物的体积比险废物的体积比，减容比、体积缩小因数、，减容比、体积缩小因数、体积扩大因数，鉴别体积扩大因数，鉴别固化方法好坏和衡量最固化方法好坏和衡量最终处置成本终处置成本的一项重要指标的一项重要指标n n抗压强度：避免破碎和散裂抗压强度：避免破碎和散裂一般的危险废物一般的危险废物0.10.5MPa便可；如用作建便可；如用作建筑材料，应大于筑材料，应大于l0MPa。放射性废物，其固化产品的抗压强度，前苏放射性废物，其固化产品的抗压强度，前苏联要求联要求5MPa，英国要求达到，英国要求达到20MPa中国环评网：http:/ 收集整理第9页，共28页，编辑于2022年，星期五中国环评网：http:/ 收集整理第10页，共28页，编辑于2022年，星期五6.2 固化固化/稳定化技术稳定化技术（一）（一）水泥固化：浸出率高，容易对污染物敏感水泥固化：浸出率高，容易对污染物敏感1.水泥固化基材水泥固化基材（无机胶结材料）（无机胶结材料）水化水化加加入入添加剂添加剂坚硬水泥石块坚硬水泥石块n n水泥固化基材：水泥固化基材：普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、矾土水泥、沸石水泥泥、火山灰硅酸盐水泥、矾土水泥、沸石水泥 石灰饱和度等指标石灰饱和度等指标n n 添加剂添加剂：无机添加剂无机添加剂有蛭石、沸石、多种粘土矿有蛭石、沸石、多种粘土矿物、水玻璃、无机缓凝剂、无机速凝刘和骨料等。物、水玻璃、无机缓凝剂、无机速凝刘和骨料等。有机添加剂有机添加剂有硬脂肪酸丁酯、柠檬酸等。有硬脂肪酸丁酯、柠檬酸等。中国环评网：http:/ 收集整理第11页，共28页，编辑于2022年，星期五中国环评网：http:/ 收集整理第12页，共28页，编辑于2022年，星期五2.适用范围：适用范围：n n重金属重金属电镀污泥等电镀污泥等n n污泥污泥无需脱水无需脱水n n可以适用于具有不同化学性质的废物，对可以适用于具有不同化学性质的废物，对酸酸性废物性废物也能起到一定的也能起到一定的中和中和效果。效果。中国环评网：http:/ 收集整理第13页，共28页，编辑于2022年，星期五 3.水泥固化的工艺过程水泥固化的工艺过程混合混合养护养护固化工艺的配方：是根据水泥的种类处理要固化工艺的配方：是根据水泥的种类处理要求以及废物的处理要求制定的，大多数情况求以及废物的处理要求制定的，大多数情况下需要进行下需要进行专门的试验专门的试验。中国环评网：http:/ 收集整理第14页，共28页，编辑于2022年，星期五4.影响因素：影响因素：pH：较高容易形成金属盐和碳酸盐沉淀；过高较高容易形成金属盐和碳酸盐沉淀；过高？水、水泥和废物的量比：水合不够；泌水水、水泥和废物的量比：水合不够；泌水实验实验确定确定凝固时问：凝固时问：初凝初凝2小时；终凝小时；终凝48小时内。加入促凝小时内。加入促凝剂、缓凝剂控制剂、缓凝剂控制n n促凝剂：促凝剂：偏铝酸钠、氯化钙、氢氧化铁等无机盐偏铝酸钠、氯化钙、氢氧化铁等无机盐n n缓凝剂：有机物、泥沙、硼酸钠等缓凝剂：有机物、泥沙、硼酸钠等其他添加剂：其他添加剂：如？如？硫酸和硫酸盐；硫化物硫酸和硫酸盐；硫化物？固化块的成型工艺：固化块的成型工艺：达到预定机械强度。如建材要达到预定机械强度。如建材要求求10MPa以上以上中国环评网：http:/ 收集整理第15页，共28页，编辑于2022年，星期五5.三种工艺三种工艺外混法：外混法：搅拌、洗涤；耗时耗力搅拌、洗涤；耗时耗力容器内混合法：容器内混合法：不产生二次污染：危害性大且不产生二次污染：危害性大且数量少的危险废物数量少的危险废物注入法：注入法：粒度大或很不均匀，不便搅拌；滚动、产粒度大或很不均匀，不便搅拌；滚动、产气气/放热放热中国环评网：http:/ 收集整理第16页，共28页，编辑于2022年，星期五中国环评网：http:/ 收集整理第17页，共28页，编辑于2022年，星期五（二）（二）石灰固化石灰固化n n材料：材料：基材：石灰基材：石灰添加剂：粉煤灰、水泥窑灰添加剂：粉煤灰、水泥窑灰n n适用：适用：专用于含硫酸盐或亚硫酸盐类泥渣专用于含硫酸盐或亚硫酸盐类泥渣n n特点：特点：便宜、简单、无尾气问题；易于被侵便宜、简单、无尾气问题；易于被侵蚀蚀涂覆涂覆；不如水泥固化产物坚固；不如水泥固化产物坚固不不单独使用单独使用中国环评网：http:/ 收集整理第18页，共28页，编辑于2022年，星期五中国环评网：http:/ 收集整理第19页，共28页，编辑于2022年，星期五（三）塑性材料固化法：热固性材料、热塑性（三）塑性材料固化法：热固性材料、热塑性有机性固化有机性固化/固定化处理技术。固定化处理技术。1.热固性塑料：热固性塑料：在加热时会从液体变成固体并硬在加热时会从液体变成固体并硬化的材料，以后再加热不会重新液化或软化。化的材料，以后再加热不会重新液化或软化。适合：适合：低水平有机放射性废物；非蒸发性的、液低水平有机放射性废物；非蒸发性的、液体状态的有机危险废物。体状态的有机危险废物。由于操作中有机物的挥发，由于操作中有机物的挥发，容易引起燃烧起火容易引起燃烧起火，所以通常所以通常不能在现场大规模应用不能在现场大规模应用。可以认为该。可以认为该法只能处理小量、高危害性废物，如剧毒废物、法只能处理小量、高危害性废物，如剧毒废物、医院或研究单位产生的小量放射性废物医院或研究单位产生的小量放射性废物特点：特点：操作过程复杂，热固性材料自身价格高昂操作过程复杂，热固性材料自身价格高昂中国环评网：http:/ 收集整理第20页，共28页，编辑于2022年，星期五2.热塑性塑料热塑性塑料用熔融的热塑性物质在高温下与危险废物混用熔融的热塑性物质在高温下与危险废物混合，如沥青、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等合，如沥青、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等n n缺点：缺点：在高温下进行操作会带来很多在高温下进行操作会带来很多不方便不方便且较为且较为耗费能量耗费能量；此外，操作时会产生大量；此外，操作时会产生大量的的挥发性物质挥发性物质，其中有些是，其中有些是有害有害的物质。另的物质。另外，有时在废物中含有影响稳定剂的热塑性外，有时在废物中含有影响稳定剂的热塑性物质或者某些溶剂，影响最终的稳定效果。物质或者某些溶剂，影响最终的稳定效果。中国环评网：http:/ 收集整理第21页，共28页，编辑于2022年，星期五中国环评网：http:/ 收集整理第22页，共28页，编辑于2022年，星期五（四）（四）熔融固化熔融固化玻璃化玻璃化n n 该技术是将待处理的危险废物与细小的玻该技术是将待处理的危险废物与细小的玻璃质，如璃质，如玻璃屑、玻璃粉混合玻璃屑、玻璃粉混合，经混合造粒，经混合造粒成型后，在成型后，在10001100高温熔融下形或玻高温熔融下形或玻璃固化体，借助璃固化体，借助玻璃体的致密结晶玻璃体的致密结晶结构，确结构，确保固化体的永久稳定。保固化体的永久稳定。n n缺点：缺点：能耗大能耗大n n优点：优点：可得到高质量建材（注意强度、耐腐可得到高质量建材（注意强度、耐腐蚀性和外观等）蚀性和外观等）中国环评网：http:/ 收集整理第23页，共28页，编辑于2022年，星期五中国环评网：http:/ 收集整理第24页，共28页，编辑于2022年，星期五（五）自胶结固化技术（五）自胶结固化技术n n自胶结固化是利用废物自胶结固化是利用废物自身的胶结特性自身的胶结特性来达来达到固化目的的方法。该技术主要用来处理含到固化目的的方法。该技术主要用来处理含有大量有大量硫酸钙和亚硫酸钙硫酸钙和亚硫酸钙的废物，如磷石膏、的废物，如磷石膏、烟道气脱硫废渣等。在废物中的烟道气脱硫废渣等。在废物中的二水合石膏二水合石膏的含量最好高于的含量最好高于80。n n优点优点是工艺简单，不需要加入大量添加剂，是工艺简单，不需要加入大量添加剂，已经大规模应用已经大规模应用n n缺点：缺点：应用面窄，操作要求熟练、有一定能应用面窄，操作要求熟练、有一定能量设备消耗量设备消耗中国环评网：http:/ 收集整理第25页，共28页，编辑于2022年，星期五中国环评网：http:/ 收集整理第26页，共28页，编辑于2022年，星期五三、药剂稳定化处理三、药剂稳定化处理n n目的：目的：有害有毒污染物变成低溶解性、低迁有害有毒污染物变成低溶解性、低迁移率及低毒性物质。以处理重金属为主移率及低毒性物质。以处理重金属为主n n几种主要技术几种主要技术(1)重金属废物的药剂稳定化技术，其中包括重金属废物的药剂稳定化技术，其中包括pH值控制值控制技术技术（中和）、氧化（中和）、氧化/还原还原电势控电势控制技术制技术、沉淀、沉淀技术技术；(2)吸附技术；吸附技术；(3)离子交换技术离子交换技术(4)其他技术。其他技术。中国环评网：http:/ 收集整理第27页，共28页，编辑于2022年，星期五四、工程应用四、工程应用n n铬渣化学解毒：铬渣化学解毒：干、湿式还原；熔融固化回干、湿式还原；熔融固化回收；烧结固化（回收建材）；胶结固化收；烧结固化（回收建材）；胶结固化共同特点：六价铬共同特点：六价铬三价铬三价铬n n放射性废物固化：放射性废物固化：水泥固化、沥青固化和玻水泥固化、沥青固化和玻璃固化璃固化n n含重金属废物化学处理：含重金属废物化学处理：沉淀、氧化还原、沉淀、氧化还原、固化固化中国环评网：http:/ 收集整理第28页，共28页，编辑于2022年，星期五