第四章 固体废物的物化处理精选文档.ppt

第四章第四章 固体废物的固体废物的物化处理物化处理本讲稿第一页，共十九页稳定化稳定化(Stabilization)(Stabilization)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溶解性、低迁移性低迁移性及及低毒低毒性性的物质的过程。的物质的过程。固化固化(Solidification)(Solidification)在危险废物中添加固化剂，使其转变为在危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体不可流动固体或形成或形成紧密固体紧密固体的过程。的过程。一、稳定化一、稳定化/固化技术的概念和方法固化技术的概念和方法本讲稿第二页，共十九页 对对危危险险废废物物、其其它它处处理理过过程程残残渣渣及及被被污污染染的的土土壤壤进进行行处处理理。使使危危险险废废物物中中所所有有污污染染组组分分呈呈现现化化学学惰惰性性或或被包容被包容起来，减少后续处理与处置的潜在危险。起来，减少后续处理与处置的潜在危险。稳定化稳定化/固化技术的处理目的：固化技术的处理目的：本讲稿第三页，共十九页具有毒性或者强反应性的危险废物处理。如液态具有毒性或者强反应性的危险废物处理。如液态或者泥态危险废物；或者泥态危险废物；其他处理过程所产生的残渣。如焚烧飞灰、放射性其他处理过程所产生的残渣。如焚烧飞灰、放射性物质；物质；被有害污染物污染的土壤去污。被有害污染物污染的土壤去污。稳定化稳定化/固化技术是处理危险废物的重要手段，应用范固化技术是处理危险废物的重要手段，应用范围包括：围包括：本讲稿第四页，共十九页（一）药剂稳定化（一）药剂稳定化是利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质转变为是利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程稳定化技术主要有稳定化技术主要有重金属的化学稳定化技术重金属的化学稳定化技术、有机污有机污染物的氧化解毒技术染物的氧化解毒技术二、固体废物的稳定化处理二、固体废物的稳定化处理本讲稿第五页，共十九页重金属离子的稳定化技术重金属离子的稳定化技术化化学学方方法法（中中和和法法、氧氧化化还还原原法法、溶溶出出法法、化学沉淀法等）化学沉淀法等）物理化学方法物理化学方法（吸附和离子交换法）（吸附和离子交换法）本讲稿第六页，共十九页酸碱泥渣酸碱泥渣 中和剂中和剂 罐式机械搅拌罐式机械搅拌/池式人工搅拌池式人工搅拌将将固固体体废废物物中中可可以以发发生生价价态态变变化化的的某某些些有有毒毒有有害害组组分分通通过过氧氧化化还还原原反反应应转转化化为为无无毒毒/低低毒毒化化学学性性质质稳稳定定的组分的组分吸附剂吸附剂 可逆可逆 吸附具有选择性：活吸附具有选择性：活性炭性炭-有机物；活性有机物；活性氧化铝氧化铝-镍离子镍离子氢氧化物沉淀氢氧化物沉淀 硫化物沉淀硫化物沉淀 硅酸盐沉淀硅酸盐沉淀 碳酸盐沉淀碳酸盐沉淀 共沉淀共沉淀 无机无机/有机螯合有机螯合物沉淀物沉淀重金属重金属溶出法溶出法离子离子交换交换中和法中和法氧氧化化还还原法原法吸附法吸附法化化学学沉沉淀法淀法离离子子交交换换树树脂脂、天天然然或或人人工工合合成成沸沸石石、硅胶硅胶 昂贵昂贵 可逆可逆 重 金 属 化 学 稳 定 化本讲稿第七页，共十九页有机污染物的氧化解毒处理有机污染物的氧化解毒处理向向废废物物中中投投加加某某种种强强氧氧化化剂剂，将将有有机机污污染染物物转转化化为为CO2和和H2O，或或转转化化为为毒毒性性很很小小的的中中间间有有机机物物，达达到到稳稳定定化化常用氧化剂有：常用氧化剂有：臭氧、过氧化氢、氯气、漂白粉臭氧、过氧化氢、氯气、漂白粉等等本讲稿第八页，共十九页 有机污染物的氧化解毒处理有机污染物的氧化解毒处理有机有机 污染物污染物 氧化解毒氧化解毒 臭氧氧化臭氧氧化 解毒解毒 过氧化氢过氧化氢 解毒解毒氯氧化解毒氯氧化解毒理论上理论上1058g1058g臭氧臭氧/度电度电 实际实际150g/150g/度电，费用高度电，费用高 自由能高，强氧化剂自由能高，强氧化剂 有紫外线照射时：有紫外线照射时：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 pH 1010 铁做催化剂产生铁做催化剂产生OHOH 35%35%50%50%，紫外线，紫外线功率功率500W/L500W/L 五氯酚污染的土壤，五氯酚污染的土壤，99.9%99.9%，有机碳，有机碳 本讲稿第九页，共十九页三、固体废物固化处理三、固体废物固化处理常用的固化处理方法有：水泥固化、石灰固化、沥常用的固化处理方法有：水泥固化、石灰固化、沥青固化、塑性材料固化、有机聚合物固化、玻璃固青固化、塑性材料固化、有机聚合物固化、玻璃固化、陶瓷固化等化、陶瓷固化等固化技术：固化技术：是利用物理或化学方法将有害废物与能聚结成是利用物理或化学方法将有害废物与能聚结成固体的某些惰性基材混合，从而使固体废物固定或包容固体的某些惰性基材混合，从而使固体废物固定或包容在惰性固体基材中，使之具有在惰性固体基材中，使之具有化学稳定性化学稳定性或或密封性密封性的一的一种种无害化无害化处理技术。处理技术。本讲稿第十页，共十九页（一）水泥固化（一）水泥固化原理：原理：以水泥为固化剂将危险废物进行固化的一种处理方法。适以水泥为固化剂将危险废物进行固化的一种处理方法。适用于处理各种含重金属的污泥用于处理各种含重金属的污泥有害固体废物有害固体废物水泥水泥添加剂添加剂水水搅拌混合搅拌混合养护养护坚硬的水泥固化体坚硬的水泥固化体水泥固化工艺水泥固化工艺本讲稿第十一页，共十九页图图图图5 5 5 51 1 1 1 电镀污泥水泥固化处理工艺流程图电镀污泥水泥固化处理工艺流程图电镀污泥水泥固化处理工艺流程图电镀污泥水泥固化处理工艺流程图本讲稿第十二页，共十九页本讲稿第十三页，共十九页本讲稿第十四页，共十九页（二）（二）热塑性材料固化热塑性材料固化原理：原理：采用热塑性物质作固化剂，在一定温度下将废物进行包覆处理。采用热塑性物质作固化剂，在一定温度下将废物进行包覆处理。热塑性材料具有常温下呈固态，高温时可变成熔融胶粘性液体的性质，热塑性材料具有常温下呈固态，高温时可变成熔融胶粘性液体的性质，主要有主要有沥青、石蜡、聚乙烯、聚丁二烯沥青、石蜡、聚乙烯、聚丁二烯 沥青沥青脱水有害污泥脱水有害污泥混合槽混合槽加热加热固化体固化体加入加入130230搅拌搅拌蒸发、固化蒸发、固化沥青固化工艺沥青固化工艺本讲稿第十五页，共十九页四、稳定化四、稳定化/固化处理效果评价指标固化处理效果评价指标 评评 价价 指指 标标浸出速率浸出速率浸出速率浸出速率 抗压强度抗压强度抗压强度抗压强度 体积变化因数体积变化因数体积变化因数体积变化因数 （增容比）（增容比）（增容比）（增容比）装桶贮存装桶贮存装桶贮存装桶贮存:0.1:0.1:0.1:0.10.5MPa 0.5MPa 0.5MPa 0.5MPa 作建筑材料：作建筑材料：作建筑材料：作建筑材料：10MPa 10MPa 10MPa 10MPa 具具具具备备备备一一一一定定定定的的的的性性性性能能能能：抗抗抗抗浸浸浸浸出出出出性性性性；抗抗抗抗干干干干湿湿湿湿性性性性、抗抗抗抗冻冻冻冻融融融融性性性性；耐耐耐耐腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性、不不不不燃燃燃燃性性性性；抗抗抗抗渗渗渗渗透透透透性性性性（固固固固化化化化产产产产物物物物）；足足足足够够够够的的的的机械强度（固化产物）。机械强度（固化产物）。机械强度（固化产物）。机械强度（固化产物）。本讲稿第十六页，共十九页（1）浸出速率）浸出速率 浸出速率是指固化体浸于水或其他溶液中时，其浸出速率是指固化体浸于水或其他溶液中时，其中危险物质的浸危险物质的浸出速率，是鉴别固化体性能的重要指标。出速率，是鉴别固化体性能的重要指标。（2）抗压强度）抗压强度 为了使固化体能够安全贮存，他们必须具有一定的抗压为了使固化体能够安全贮存，他们必须具有一定的抗压强度，如果出现破碎和散裂，会增加暴露的表面积和污染环境强度，如果出现破碎和散裂，会增加暴露的表面积和污染环境的可能性的可能性（3）体积变化因数（又叫增容比）体积变化因数（又叫增容比）固化固化/稳定化处理前后危险废物的体积比。即稳定化处理前后危险废物的体积比。即 CR=V1/V2本讲稿第十七页，共十九页技术适用对象主要优点主要缺点水泥固化法重金属、氧化物、废酸1.水泥搅拌，技术已相当成熟；2.对废物中化学性质的变动承受力强;3.可由水泥与废物的比例来控制固化体的结构缺点与防水性；4.无需特殊的设备，处理成本低；5.废物可直接处理，无需前处理。1.废物如含特殊的盐类，会造成固化体破裂；2.有机物的分解造成裂隙，增加渗透性，降低结构强度；3.大量水泥的使用可增加固化体的体积和质量石灰固化法重金属、氧化物、废酸1所用物料来源方便，价格便宜；2操作不需特殊设备及技术；3.产品通常便于装卸，渗透性有所降低1.固化体的强度较低，需较长的养护时间；2.有较大的体积膨胀，增加清运和处置的困难沥青固化法重金属、氧化物、废酸1.有时需要对废物预先脱水或浓缩；2.固化体空隙率和污染物浸出速率均大大降低；3.固化体的增容较小 1.需高温操作，安全性较差；2.一次性投资费用与运行费用比水泥固化法高塑性固化法部分非极性有机物、氧化物、废酸1固化体的渗透性较其他固化法低；2对水溶液有良好的阻隔性3接触液损失率远低于水泥固化与石灰固化。1.需特殊设备和专业操作人员；2.废物如含氧化剂或挥发性物质，加热时会着火或逸散，在操作前先对废物干燥、破碎玻璃固化法不挥发高危性废物，核废料1固化体可长期稳定；2可利用废玻璃屑作为固化材料；3对核能废料的处理已有相当成功的技术1不适用于可燃或挥发性的废物2高温热融需消耗大量能源；3需要特殊设备及专业人员自胶结固化法硫酸钙和亚硫酸钙的废物1烧结体的性质稳定，结构强度高；2烧结体不具生物反应性及着火性1应用面较狭窄；2需要特殊设备及专业人员本讲稿第十八页，共十九页 思考题思考题 1.1.何为废物固化？废物为什么要进行固化？怎样进行固化？何为废物固化？废物为什么要进行固化？怎样进行固化？2.2.如何评价废物固化的效果？如何评价废物固化的效果？3.3.试比较各种固化方法的特点及适用性。试比较各种固化方法的特点及适用性。4.4.试说明固体废物水泥固化处理的原理、方法及应用范围。试说明固体废物水泥固化处理的原理、方法及应用范围。5.5.试比较各种重金属离子的稳定化技术。试比较各种重金属离子的稳定化技术。本讲稿第十九页，共十九页