大学固体废弃物的处理方法——固体废物的固化与稳定化.pptx

第四章 固体废物的固化与稳定化【概念】稳定化　固化 浸出率　增容比 浸出速率 【方法原理】 重金属稳定化方法及适用对象； 有机污染物的氧化解毒处理方法及适用对象； 固化处理的方法原理及优缺点； 稳定化／固化效果的评价指标。本章重点4.1 概述 4.2 固体与稳定化技术综述 4.2.1 水泥固化 4.2.2 石灰固化 4.2.3 塑性材料固化 4.2.4 熔融固化 4.2.5 自胶结固化4.3 化学稳定化处理技术 内 容 提 要4.1 概述1、固化与稳定化的目的（1）固化技术：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在惰性固体基材中，使之具有化学稳定性或密封性的一种无害化处理技术。 在实际应用中，固化处理可以划分为两个既相互关联又相互区别的稳定化技术和固化技术。 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(Solidification)，在危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。（2）稳定化(Stabilization) , 将有毒有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的过程。化学稳定化物理稳定化。 目的：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。 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。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。 （1）浸出率：是指固化体浸于水中或其它溶液中时，其中有毒（害）物质的浸出速度。 浸出率的数学表达式如下： Rin=(ar/Ao)/〔(F/M)t〕 式中：Rin――标准比表面的样品每天浸出的有害物质的浸出率，g/(d·cm2) ar――浸出时间内浸出的有害物质的量，mg Ao――样品中含有的有害物质的量，mg F――样品暴露的表面积，cm2 M――样品的质量，g t――浸出时间，d （2）体积变化因数 是指所形成的固化体体积与被固化有害废物体积的比值，它是鉴别处理方法好坏和衡量最终成本的一项重要指标。 即 ： Ci=V1/V2 式中：Ci――体积变化因数 V2――固化体体积，m3 V1――固化前有害废物的体积，m3 （3）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；作为填埋处理无侧限抗压强大于50kPa；作为建筑填土无侧限抗压强度大于100kPa 。作建筑材料：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。一般情况下，固化体的强度越高，其中有毒有害组分的浸出率也越低。 评 价 指 标 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作建筑材料：10MPa 放射性固化体：前苏联 5MPa, 英国20MPa体积变化因数4.2 固化与稳定化技术综述 4.2.1 水泥固化技术 (Cement solidification) 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。 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、石等骨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。 常用作固化剂的水泥：硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥 。 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。危险废物、水泥、水、添加剂 固化材料 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 水泥主要成分：铝、硅、铁、钙的氧化物 固化基材: 普通硅酸盐\矿渣硅酸盐\火山灰硅酸盐 \矾土\沸石等水泥 无机添加剂：蛭石、沸石、多种粘土矿物、水玻璃、 无机缓凝剂、无机速凝剂和骨料等 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