固體廢物的資源化技術(shù)-固體廢物的固化處理

固體廢物的固化處理水泥固化水泥固化以水泥為固化劑將危險廢物進(jìn)行固化的一種處理方法。水泥固化發(fā)生水合反應(yīng)。對象

pH：

pH較高，有利于碳酸鹽沉淀生成

pH過高，會形成帶負(fù)電的羥基絡(luò)合物，溶解度升高如Cu，＞9，Zn＞9.3，Cd＞11.1，生成金屬絡(luò)合物，溶解度增大

水、水泥和廢物量的比例：水分過少，不能保證水泥的充分水和作用，水分過大，會出現(xiàn)泌水，影響固化強(qiáng)度。凝固時間：一般初凝＞2h，終凝48h以內(nèi)。通過加促凝、緩凝來控制添加劑：改善固化條件，提高固化體質(zhì)量影響因素水泥固化

無機(jī)類的廢物，多氯聯(lián)苯、油和油泥、含有氯乙烯和二氯乙烷的廢物、硫化物等，尤其是含有重金屬污染物廢物，也被應(yīng)用于低、中放射性及垃圾焚燒廠產(chǎn)生的焚燒飛灰等危險廢物的固化處理。對象采用400～500號硅酸鹽水泥為固化劑。電鍍干污泥、水泥和水的配比為（1～2）20：（6～10）。固化體的抗壓強(qiáng)度可達(dá)10～20Mpa。浸出試驗(yàn)表明，重金屬的浸出濃度：

汞小于0.0002mg/L（原0.13～1.25mg/L）；鎘小于0.002mg/L（原1.0～80.6mg/L）；鉛小于0.002mg/L（原165～243mg/L）；六價鉻小于0.02mg/L（原0.3～0.4mg/L）；砷小于0.01mg/L（原8.14～11.0mg/L）電鍍污泥水泥固化

含汞泥渣固化處理。對象

汞渣和水泥的配比為1：（3～8）。在60-70℃下養(yǎng)護(hù)24h，形成固化體，作深埋處理。含汞泥渣污泥特

點(diǎn)

①設(shè)備和工藝過程簡單，無需特殊的設(shè)備，設(shè)備投資、動力消耗和運(yùn)行費(fèi)用都比較低；②水泥和添加劑價廉易得；③對含水率較低的廢物可直接固化，無需前處理；④在常溫下就可操作；⑤處理技術(shù)已相當(dāng)成熟，對放射性固體廢物的固化容易實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)輸和自動控制等。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

①固化體的浸出率較高，通常為10-4～10-5g/(cm2·d)，主要是由于它的空隙率較高所致，因此需作涂覆處理；②固化體的增容比較高，達(dá)1.5～2；③有的廢物需進(jìn)行預(yù)處理和投加添加劑，使處理費(fèi)用增高；④水泥的堿性易使銨離子轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔庖莩?；⑤處理化學(xué)泥渣時，由于生成膠狀物，使混合器的排料較困難，需加入適量的鋸末予以克服。

水泥固化固體廢物的固化處理石灰固化石灰固化定義：指以石灰、垃圾焚燒飛灰、粉煤灰、水泥窯灰、煉爐渣等具有火山灰性質(zhì)的物質(zhì)為固化基材而進(jìn)行危險廢物固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)。原理：其基本原理與水泥固化相似，都是重金屬成分吸附在水化反應(yīng)產(chǎn)生的膠體結(jié)晶中，以降低其溶解性和遷移性。但也有人認(rèn)為水凝性物料經(jīng)歷著與沸石類化合物相似的反應(yīng)，即它們的堿金屬離子成分相互交換而固定于生成物膠體結(jié)晶中。處理對象：適用于處理含重金屬污泥和濕法煙氣脫硫污泥。添加劑：與石灰同時向廢物中加入適量的添加劑，如廢物中含有可溶性鋇是可添加適量的硫酸根離子等，可獲得額外穩(wěn)定效果。石灰固化特點(diǎn)：（1）適用于穩(wěn)定石油冶煉污泥、重金屬污泥、氧化物、廢物等無機(jī)污染物。（2）方法簡單、物料來源方便，操作不需特殊設(shè)備及技術(shù)，比水泥固化法便宜，并在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下可持續(xù)進(jìn)行（3）但固化體強(qiáng)度低，所需氧化時間較長，并且體積膨脹較大，增加了清運(yùn)和處置的困難，較單獨(dú)使用固體廢物的固化處理瀝青固化瀝青固化

以瀝青類材料作為固化劑，與危險廢物在一定的溫度、配料比、堿度和攪拌作用下發(fā)生皂化反應(yīng)，使有害物質(zhì)包容在瀝青中并形成穩(wěn)定固化體的過程。瀝青－憎水性物質(zhì)、良好的黏結(jié)性、化學(xué)穩(wěn)定性、較高的耐腐蝕性。石油蒸餾的殘渣，其化學(xué)成分包括瀝青質(zhì)、油分、游離碳、膠質(zhì)、瀝青酸和石蠟等。原理

固廢預(yù)處理——廢物與瀝青熱混合——二次蒸汽凈化

放射性廢物瀝青固化基本方法：高溫融化混合蒸發(fā)：50~230℃暫時乳化：混合——脫水——干燥，雙螺桿擠壓機(jī)化學(xué)乳化：廢物與乳化瀝青混合——干燥脫水——冷卻硬化工藝瀝青固化

一般被用來處理中、低放射性蒸發(fā)殘液、廢水化學(xué)處理產(chǎn)生的污泥、焚燒爐產(chǎn)生的灰分，以及毒性較大的電鍍污泥和砷渣等危險廢物。對象與水泥固化基本相同應(yīng)用

（1）固化體的空隙率和固化體中污染物的浸出速率均大大降低。另外，由于固化過程中干廢物與固化劑之間的質(zhì)量比通常為1：1～2：1，因而固化體的增容較??；（2）固化劑具有一定的危險性，固化過程中容易造成二次污染，需采取措施加以避免。另外，對于含有大量水分的廢物，由于瀝青不具備水泥的水化作用和吸水性，所以需預(yù)先對廢物進(jìn)行濃縮脫水處理。因此，瀝青固化工藝流程和裝置往往較為復(fù)雜，一次性投資與運(yùn)行費(fèi)用均高于水泥固化法；（3）固化操作需在高溫下完成，不宜處理在高溫下易分解的廢物、有機(jī)溶劑以及強(qiáng)氧化性廢物。特點(diǎn)固體廢物的固化處理塑性材料固化塑性材料固化

以塑料為固化劑，與危險廢物按一定的比例配料，并加入適量催化劑和填料進(jìn)行攪拌混合，使其共聚合固化，將危險廢物包容形成具有一定強(qiáng)度和穩(wěn)定性固化體的過程。

概念熱固性塑料固化（脲醛樹脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂）用熱固性有機(jī)單體和經(jīng)過粉碎處理的廢物充分混合，在助凝劑和催化劑的作用下產(chǎn)生聚合以形成海綿狀的聚合物質(zhì)，從而在每個廢物顆粒的周圍形成一層不透水的保護(hù)膜。部分液體廢物遺留，需干化。顆粒度、含水量等以及進(jìn)行聚合的條件

熱塑性材料固化（瀝青、石蠟、聚乙烯、聚丙烯等）：是用熔融的熱塑性物質(zhì)在高溫下與干燥脫水危險廢物混合，以達(dá)到對廢物穩(wěn)定化的目的的過程。

塑性材料固化特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：引入的物質(zhì)密度較低，所需要的添加劑數(shù)量也較少，固化體密度小缺點(diǎn)：操作過程復(fù)雜，熱固性材料自身價格高昂，不能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。高溫下操作，耗能高有揮發(fā)性物質(zhì)產(chǎn)生含熱塑性材料，影響穩(wěn)定劑和最終的穩(wěn)定效果固體廢物的固化處理玻璃固化玻璃固化

玻璃原料為固化劑，將其與危險廢物以一定的配料比混合后，在1000～1500℃的高溫下熔融，經(jīng)退火后形成穩(wěn)定的玻璃固化體。

概念

鈉鉀玻璃溶解度高，硅酸鹽玻璃熔點(diǎn)高，制造困難。

磷酸鹽：含鹽量低、放射性極高的，如普里克斯廢液。硼酸鹽玻璃：高放廢液+固化劑——煅燒，升溫1100~1150℃，退火

效果好，浸出速率最低、增容比最小、高溫操作，燒結(jié)過程需配備尾氣凈化系統(tǒng)、成本高、穩(wěn)定性和耐久性差特點(diǎn)固化劑固體廢物的固化處理自膠結(jié)固化技術(shù)自膠結(jié)固化

利用廢物自身的膠結(jié)特性來達(dá)到固化目的的方法。

該技術(shù)主要用來處理含有大量硫酸鈣和亞硫酸鈣的廢物，如磷石膏、煙道氣脫硫廢渣等。

概念

CaSO4﹒2H2O或CaSO3﹒2H2O經(jīng)煅燒成具自膠結(jié)作用半水