固体废物处理与处置物化处理

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1、第 三 章固 体 废 物 的 物 化 处 理技 术 成 分 复 杂 、 嵌 布 粒 度 微 细 且 有 价 成 分 含 量 低 的矿 业 固 体 废 物 、 化 工 和 冶 金 过 程 排 出 的 废 渣 等 ， 若要 提 取 其 中 的 有 价 成 分 或 是 去 除 其 中 的 有 害 成 分 ，采 用 传 统 的 分 选 技 术 往 往 成 效 甚 微 ， 而 常 常 采 用 化学 浸 出 （ 溶 剂 浸 出 ） 技 术 。 n 浸 出 是 溶 剂 选 择 性 地 溶 解 固 体 废 物 中 某 种目 的 组 分 ， 使 该 组 分 进 入 溶 液 中 而 达 到 与废 物 中 其 他

2、组 分 相 分 离 的 工 艺 过 程 。n 浸 出 过 程 所 使 用 的 药 剂 成 为 浸 出 剂 ， 浸 出后 含 目 的 组 分 的 溶 液 成 为 浸 出 液 ， 残 渣 成为 浸 出 渣 。 一 、 浸 出 方 法n 根 据 浸 出 药 剂 种 类 的 不 同 ， 浸 出 分 为 ： 酸浸 、 碱 浸 、 盐 浸 、 水 浸 。n 酸 浸n 常 用 的 有 稀 硫 酸 、 浓 硫 酸 、 盐 酸 、 硝 酸 、王 水 、 氢 氟 酸 、 亚 硫 酸 等 。 凡 废 物 中 的 某种 组 分 可 通 过 酸 溶 进 入 溶 液 的 都 可 采 用 酸浸 的 方 法 。 (1) 简

3、单 酸 浸n 用 于 ： 大 部 分 金 属 的 简 单 氧 化 物 、 金 属铁 酸 盐 、 砷 酸 盐 和 硅 酸 盐 ， 小 部 分 金 属硫 化 物 (FeS、 Ni2S、 CoS、 MnS、 NiS)。OHOCuSOHCuO OHMeHMeO 244 22 S2 (2)氧 化 酸 浸n 用 于 ： 大 部 分 金 属 硫 化 物 。 氧 化 剂 ： Fe3+、 Cl2、O2、 HNO3、 NaClO、 MnO2、 H2O2。(3)还 原 酸 浸 O44O8 或氧化剂 2氧化酸浸2 氧化酸浸 HCuHS2Cu SOSMeHMeS 22 402 -2 OHHMn OHMe H23222

4、2F2F24 还原剂氧化物化物变价金属的高价金属氧还原酸浸2还原酸浸 eeO氢 2、 碱 浸n 浸 出 能 力 一 般 比 酸 浸 药 剂 弱 ， 但 选 择 性 高 ，浸 出 液 较 纯 净 ， 且 设 备 防 腐 蚀 问 题 较 易 解决 。n 碱 浸 药 剂 ： 碳 酸 铵 、 氨 水 、 碳 酸 钠 、 苛 性钠 、 硫 化 钠 。n 浸 出 方 法 ： 氨 浸 、 碳 酸 钠 溶 液 浸 出 、 苛 性钠 溶 液 浸 出 、 硫 化 钠 溶 液 浸 出 等 。 (1) 氨 浸 ： 常 用 于 铜 、 钴 、 镍 及 其 氧 化 物 的 废 物 的 浸 出 ， 属于 金 属 的 电 化

5、 腐 蚀 过 程 。 由 于 铜 、 钴 、 镍 能 与 氨形 成 稳 定 的 可 溶 络 合 物 ， 扩 大 了 铜 、 钴 、 镍 离 子在 溶 液 中 的 稳 定 区 ， 降 低 了 铜 、 钴 、 镍 的 还 原 电位 ， 使 其 较 易 转 入 浸 液 中 。 例 如 ： 黑 铜 矿 O3HCO)Cu(NHCO)(NHOH2NHCuO 23443244 (2)碳 酸 钠 溶 液 浸 出 ： 适 用 于 能 与 碳 酸 钠 反 应 生 成 可溶 性 钠 盐 的 废 物 。 主 要 用 于 浸 出 某 些 含 钨 废 料 、硫 化 钼 氧 化 焙 烧 渣 、 含 磷 废 物 、 含 钒

6、废 物 。 例 如 ：白 钨 矿(3)苛 性 钠 溶 液 浸 出 ： 是 生 产 氧 化 铝 的 主 要 浸 出 剂 ，也 常 用 于 含 硅 高 的 固 体 废 物 有 价 组 分 的 浸 出 。 例如 ： 方 铅 矿 342324 CaCOWONaCONaCaWO OHSNaPbONaNaOHPbS 2222 (4) 硫 化 钠 溶 液 浸 出 : 硫 化 钠 可 分 解 砷 、 锑 、 锡 、汞 等 硫 化 物 ， 使 其 生 成 可 溶 性 硫 代 酸 盐 的 形态 转 入 浸 出 液 中 。 fedcba MeSyNaSxNaSMe 3、 盐 浸n 利 用 无 机 盐 的 水 溶 液

7、 为 浸 出 剂 ， 常 用 的 有 氯 化钠 、 高 价 铁 盐 、 氯 化 铜 、 次 氯 酸 钠 。 常 用 于 浸出 铁 、 铅 、 铋 、 锌 、 铜 。 )Na(PbClNP 42 aClbCl 二 、 浸 出 效 果 衡 量n 常 用 ： 浸 出 率 、 浸 出 过 程 的 选 择 性 、 浸 出 药 剂 的用 量 衡 量 浸 出 过 程 。n 浸 出 率 : 转 入 浸 出 液 中 的 溶 质 量 与 物 料 原 含 溶 质 总量 的 比 值 。 n 选 择 性 系 数 (): 当 其 他 条 件 相 同 时 , 能 产 生 相 同 电位 的 待 测 离 子 活 度 i和 干

8、扰 离 子 活 度 j的 比 值 , 愈接 近 1， 则 该 两 组 分 的 浸 出 选 择 性 愈 差 。 l 为 使 废 物 中 的 目 的 组 分 充 分 暴 露 ， 增 大 浸 出 效 果 ， 浸 出 前一 般 须 进 行 破 碎 处 理 ， 也 可 焙 烧 后 浸 出 。1、 根 据 浸 出 过 程 废 物 的 运 动 方 式 ， 浸 出 分 为 渗 滤 浸 出 和 搅拌 浸 出 。渗 滤 浸 出 ： 浸 出 剂 在 浸 出 剂 在 重 力 作 用 下 自 上 而 下 或 在 压 力作 用 下 自 下 而 上 通 过 固 定 废 料 层 的 浸 出 过 程 。搅 拌 浸 出 ： 将

9、磨 细 的 废 物 与 浸 出 剂 在 搅 拌 槽 中 进 行 强 烈 搅 拌的 浸 出 过 程 ， 可 浸 出 各 种 废 物 。 浸 出 前 废 物 磨 细 至 0.3mm以 下 ， 采 用 连 续 操 作 制 度 。 2、 据 浸 出 剂 与 被 浸 废 料 的 相 对 运 动 方 式 的 不 同 浸 出工 艺 可 分 为 顺 流 浸 出 、 错 流 浸 出 和 逆 流 浸 出 三 种 。浸 出 剂被 浸 物 料 送 后 续 处 理 浸 液浸 渣物 料 新 浸 出 剂顺 流 浸 出 工 艺 流 程 错 流 浸 出 工 艺 流 程 浸 液浸 渣 被 浸 物 料浸 出 剂 逆 流 浸 出 工

10、 艺 流 程 n物 料 粒 度 及 其 特 性n 一 般 来 说 ， 粒 度 细 、 比 表 面 积 大 、 结 构 疏松 、 组 成 简 单 、 裂 隙 和 孔 隙 发 达 、 亲 水 性强 的 物 料 浸 出 率 高 。n 渗 滤 池 浸 出 粒 度 以 0.5-1.0cm为 宜 。四 、 影 响 浸 出 过 程 的 主 要 因 素 n 浸 出 温 度 ： 大 部 分 浸 出 化 学 反 应 和 扩 散 速 率 随温 度 升 高 而 加 快 。n 浸 出 压 力 ： 浸 出 速 率 随 着 压 力 增 加 而 加 快 。n 搅 拌 速 度 ： 搅 拌 可 减 小 扩 散 层 厚 度 ， 有

11、 利 于 提高 浸 出 过 程 中 物 料 的 扩 散 速 率 。 n 其 他 因 素 ： 固 液 比 、 氧 分 压 、 溶 剂 浓 度 等 。n 合 适 的 固 液 比 可 通 过 实 验 确 定 ；n 溶 剂 浓 度 过 高 ， 不 仅 不 经 济 ， 而 且 杂 质 进 入 溶 液的 量 增 多 ， 设 备 腐 蚀 程 度 增 大 ；n 鼓 入 气 体 可 提 高 料 浆 中 氧 分 压 ， 对 一 些 特 定 的 浸出 反 应 有 重 要 意 义 。 第 二 节 固 化 与 稳 定 化 处 理一 、 固 化（ 一 ） 概 述1. 基 本 概 念n 固 化 处 理 ： 是 用 物 理

12、-化 学 方 法 将 有 害 废 物 固 定 或 包封 在 惰 性 基 材 中 ， 使 之 呈 现 化 学 稳 定 性 或 密 封 性 的一 种 无 害 化 处 理 方 法 。n 固 化 剂 ： 固 化 所 用 的 惰 性 材 料 。n 固 化 体 ： 有 害 废 物 经 过 固 化 处 理 所 形 成 的 固 化 产 物 。 n 目 前 已 应 用 于 处 理 电 镀 污 泥 、 砷 渣 、 汞 渣 、 氰 渣 、铬 渣 和 镉 渣 。 2. 固 化 处 理 的 基 本 要 求n 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

13、 足 够 的 机 械 强 度 等 ， 最 好 能 作为 资 源 加 以 利 用 。n 固 化 过 程 中 材 料 和 能 量 消 耗 要 低 ， 增 容 比 要 低 。n 工 艺 过 程 简 单 、 便 于 操 作 。n 固 化 剂 来 源 丰 富 ， 价 廉 易 得 。n 处 理 费 用 低 。 3. 固 化 处 理 的 主 要 指 标n 固 化 体 的 浸 出 速 率 ： 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 。 Vn=(mt/m0)/(Ae/V)t)n Vn标 准 比 表 面 的 样 品 每 天 浸 出 的 有 害 物

14、质 的 浸 出 率 ，cm/d；n mt浸 出 时 间 内 浸 出 的 有 害 物 质 的 量 ， mg；n m0样 品 中 含 有 的 有 害 物 质 的 量 ， mg；n A e样 品 暴 露 的 表 面 积 ， cm2；n V样 品 的 体 积 ， cm3 ；n t浸 出 时 间 ， d。 n 增 容 比 ： 指 所 形 成 的 固 化 体 体 积 与 被 固 化 有 害 废物 体 积 的 比 值 ， 即 Ci = V2/V1n Ci增 容 比 ；n V2固 化 体 体 积 ， m3；n V1固 化 前 有 害 废 物 的 体 积 ， m3。 n 抗 压 强 度 ： 危 险 废 物 的

15、固 化 体 必 须 具 有 一 定 的 抗压 强 度 ， 在 环 境 中 才 能 安 全 贮 存 或 处 置 。n 装 桶 贮 存 或 进 行 处 置 时 ， 其 抗 压 强 度 控 制 在0.10.5MPa；n 如 用 作 建 筑 材 料 ， 其 抗 压 强 度 应 大 于 10MPa；n 放 射 性 废 物 固 化 体 的 抗 压 强 度 ， 苏 联 要 求 是5MPa， 英 国 要 求 是 达 到 20MPa。 4、 固 化 处 理 机 理n 固 化 处 理 的 机 理 十 分 复 杂 ， 目 前 理 论 阐 述 不 明 确 。目 前 的 方 法 主 要 两 类 ： 将 污 染 物 化

16、学 转 变 或 者 引 入 到 某 种 稳 定 的 晶 格 中 ； 将 污 染 物 直 接 掺 入 到 惰 性 材 料 中 进 行 包 封 ； 二 者 单 独 或 者 结 合 使 用 。 主 要 用 于 处 理 无 机 废 物 。 5、 固 化 处 理 分 类l 按 照 原 理 分 为(1) 包 胶 固 化 ： 据 固 化 剂 类 型 分 为 水 泥 、 热 塑性 材 料 固 化 （ 沥 青 、 热 塑 性 塑 料 ） 、 石 灰固 化 、 热 固 性 塑 料 (有 机 聚 合 物 )固 化 ；(2) 玻 璃 固 化 ；(3) 自 胶 结 固 化 ；(4) 水 玻 璃 固 化 等 。 n 包

17、胶 固 化 是 采 用 某 种 固 化 基 材 对 于 废 物 块 或废 物 堆 进 行 包 覆 处 理 。n 固 化 剂 类 型 ： 水 泥 、 石 灰 、 热 塑 性 材 料 固 化热 固 性 材 料 固 化 。 n 水 泥 固 化1） 原 理以 水 泥 为 固 化 剂 将 有 害 废 物 进 行 固 化 的 一种 处 理 方 法 。 适 于 各 种 含 重 金 属 的 污 泥 。重 金 属 离 子 （ 高 pH 下 ） 氢 氧 化 物 或 碳 酸 盐 （ 2） 水 泥 与 添 加 剂固 化 剂 ： 硅 酸 盐 、 火 山 灰 质 硅 酸 盐 水 泥 等添 加 剂 ： 能 够 吸 收 有

18、害 物 质 并 促 进 其 凝 固 ，可 减 少 水 泥 用 量 ， 加 强 固 化 体 的 强 度 ， 降 低有 害 组 分 的 浸 出 率 。常 用 有 吸 附 剂 （ 活 性 氧 化 铝 、 粘 土 等 ） 、 缓凝 剂 （ 酒 石 酸 、 柠 檬 酸 、 硼 酸 盐 等 ） 、 促 凝剂 （ 水 玻 璃 、 铝 酸 钠 、 碳 酸 钠 等 ） 和 减 水 剂（ 表 面 活 性 剂 等 ） 。 （3）水 泥 固 化 工 艺n 有 害 固 体 废 物 、 水 泥 、 添 加 剂 +水 搅 拌 混 合 养护 水 泥 固 化 体 。n 要 求 ： pH8； 水 灰 比 在 1:2左 右 ； 水

19、 泥 与 废 物 比 ： 由 实 验 确 定 。 凝 固 时 间 ： 初 凝 时 间 2h， 终 凝 时 间 在 48h以 内 ； 选 择 适 当 的 添 加 剂 ； 养 护 条 件 ： 室 温 、 相 对 湿 度 80%、 28天 ； （4）水 泥 固 化 法 的 应 用n 电 镀 污 泥 固 化 处 理 （5）水 泥 固 化 的 特 点n 优 点 ：l 固 化 工 艺 和 设 备 比 较 简 单 ， 设 备 和 运 行 费 用 低 ； 水泥 和 添 加 剂 便 宜 易 得 ；l 对 含 水 量 较 高 的 废 物 可 以 直 接 固 化 ；l 固 化 产 品 经 过 沥 青 涂 覆 能 有

20、 效 地 降 低 污 染 物 的 浸 出 ，固 化 体 的 强 度 、 耐 热 性 、 耐 久 性 均 好 ；l 产 品 适 于 投 海 处 置 ， 有 的 产 品 可 作 路 基 或 建 筑 物 基础 材 料 。 （5）水 泥 固 化 的 特 点n 缺 点 ：n 产 品 一 般 都 比 最 终 废 物 原 体 积 增 大 1.52.0倍 ；n 固 化 体 中 污 染 物 的 浸 出 率 较 高 ， 须 作 涂 覆 处 理 ；n 废 物 有 的 需 作 预 处 理 或 需 要 加 入 添 加 剂 ， 因 而 可 能影 响 水 泥 浆 的 凝 固 ， 并 会 使 成 本 增 加 ， 废 物 体

21、积 增大 ；n 水 泥 的 碱 性 能 使 铵 离 子 变 成 氨 气 释 出 。n 特 点 ： 水 泥 固 化 法 对 含 高 毒 重 金 属 废 物 的 处 理 特 别有 效 。 2. 石 灰 固 化（1）原 理n 以 石 灰 为 固 化 剂 ， 以 粉 煤 灰 、 水 泥 窑 灰 为 添加 剂 ， 粉 煤 灰 和 水 泥 窑 灰 所 含 有 的 活 性 氧 化铝 和 二 氧 化 硅 与 石 灰 、 水 反 应 坚 硬 物 质 ，将 废 物 包 容 的 方 法 。n 波 索 来 反 应 ：Ca(OH) 2+SiO2+H2O (CaO)x(SiO2)y(H2O)zCa(OH)2+Al2O3+

22、H2O (CaO)x(Al2O3)y(H2O)z （2）应 用n 适 用 于 固 化 钢 铁 、 机 械 的 酸 洗 工 序 所 排 放的 废 液 和 废 渣 、 电 镀 污 泥 、 烟 道 脱 硫 废 渣 、石 油 冶 炼 污 泥 等 。n 固 化 体 养 护 后 可 作 为 路 基 材 料 或 砂 坑 填 充物 。 （ 3） 特 点 ：n 优 点 ： 使 用 的 添 加 剂 本 身 是 废 物 ， 来 源 广 ， 成 本 低 ； 操 作 简 单 ， 不 需 要 特 殊 的 设 备 ， 处 理 费 用 低 ； 被 固 化 的 废 渣 不 要 求 脱 水 和 干 燥 ； 可 在 常 温 下 操

23、 作 ， 没 有 尾 气 处 理 问 题 等 。n 缺 点 ：p 石 灰 固 化 体 的 增 容 比 较 大 ； 固 化 体 容 易 受 酸 性 介 质 浸蚀 ， 需 对 固 化 体 表 面 进 行 涂 覆 。 3. 热 塑 性 材 料 固 化（1）原 理n 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 物 质 在 常温 下 呈 固 态 ， 高 温 时 变 成 熔 融 胶 粘 性 液体 ， 故 可 用 来 包 覆 废 物 。n 常 用 的 热 塑 性 材 料 ： 沥 青 、 石 蜡 、 聚 乙烯 、 聚 丙 烯 等 。 （

24、2）沥 青 固 化n 以 沥 青 为 固 化 剂 与 有 害 废 物 在 一 定 的 温 度 、配 料 比 、 碱 度 和 搅 拌 作 用 下 产 生 皂 化 反 应 ，使 有 害 废 物 均 匀 地 包 容 在 沥 青 中 ， 形 成 固化 体 。 CH2COORCH2COORCH2COOR NaOH CH2OHCH2OHCH2OH 3COONa n 沥 青 固 化 的 基 本 方 法n 先 将 废 物 脱 水 ， 再 同 沥 青 在 高 温 下 混 合 ；n 或 将 废 物 与 沥 青 共 同 加 热 脱 水 ， 再 冷 却 、 固 化 。 高 温 熔 化 混 合 蒸 发 法 ： 将 废

25、液 加 入 预 先 熔 化 的 沥 青中 ， 在 150230 下 搅 拌 混 合 蒸 发 ， 待 水 分 和 其 他挥 发 组 分 排 出 后 ， 将 混 合 物 排 至 贮 存 器 或 处 置 容 器中 。 暂 时 乳 化 法 ： 化 学 乳 化 法 ： 高 温 熔 化 混 合 蒸 发 法 沥 青 固 化 流 程 暂 时 乳 化 法 沥 青 固 化 流 程 n 沥 青 固 化 的 优 点 及 适 应 性 ：n 优 点 ： 沥 青 具 有 良 好 的 粘 结 性 、 化 学 稳 定 性 与 一 定 的 弹性 和 塑 性 ； 对 大 多 数 酸 、 碱 、 盐 类 有 一 定 的 耐 腐蚀 性

26、 。 此 外 ， 它 还 具 有 一 定 的 辐 射 稳 定 性 。n 应 用 ： 一 般 用 于 中 、 低 放 射 水 平 的 蒸 发 残 液 ， 废 水 化 学处 理 产 生 的 沉 渣 ， 焚 烧 炉 产 生 的 灰 烬 、 塑 料 废 物 、电 镀 污 泥 、 砷 渣 等 。 （ 3） 热 塑 性 塑 料 固 化n 以 热 塑 性 塑 料 为 固 化 剂 与 有 害 废 物 按 一 定 的配 料 比 ， 并 加 入 适 量 的 催 化 剂 和 填 料 （ 骨 料 ）进 行 搅 拌 混 合 ， 使 其 共 聚 和 固 化 而 将 有 害 废物 包 容 形 成 具 有 一 定 强 度 和

27、 稳 定 性 的 固 化 体 。 热 塑 性 材 料 固 化 特 点n 优 点 ： 固 化 产 品 空 隙 率 低 ， 致 密 度 高 ； 浸 出 率 低于 水 泥 法 和 石 灰 法 ； 增 容 比 小 。 固 化 基 材 对 溶 液或 微 生 物 具 有 强 抗 侵 蚀 性 。 固 化 体 不 需 作 长 时 间养 护 。n 缺 点 ： 废 物 必 须 预 先 冷 冻 、 融 解 或 离 心 脱 水 处 理 ；基 材 具 有 可 燃 性 ， 产 品 应 有 适 宜 的 包 装 ； 热 塑 性材 料 价 格 昂 贵 ， 操 作 复 杂 ， 设 备 费 用 高 。 （ 1） 原 理n 将 一

28、种 有 机 聚 合 物 的 单 体 与 废 物 一 个 特 殊 设 计 的 混 合器 里 完 全 混 合 ， 然 后 加 入 一 种 催 化 剂 搅 拌 均 匀 ， 使 其聚 合 、 固 化 。 使 废 物 被 聚 合 物 包 胶 。n 常 用 的 有 机 聚 合 物 ： 脲 醛 树 脂 和 不 饱 和 聚 酯 。p 不饱和聚酯树脂是由二元羧酸（或酸酐）与二元醇缩聚，并与乙烯基单体共聚形成的网状体型结构的材料。p 脲醛树脂是尿素和甲醛反应得到的聚合物。 （ 2） 应 用n 在 含 有 重 金 属 、 油 及 有 机 物 的 电 镀 污 泥 中加 入 碳 酸 钙 ， 干 燥 以 后 与 不 饱

29、和 聚 酯 、 催化 剂 、 助 凝 剂 、 河 沙 等 混 合 加 热 固 化 。 （ 3）n 优 点 ： 在 常 温 下 操 作 ； 添 加 的 催 化 剂 数 量 很 少 ，终 产 品 体 积 比 其 他 固 化 法 小 ； 既 能 处 理 干 渣 ， 也能 处 理 湿 泥 浆 ； 固 化 体 不 可 燃 ； 固 化 体 密 度 小 。n 缺 点 ： 不 够 安 全 ， 有 时 包 胶 剂 要 求 用 强 酸 性 催 化剂 ， 因 而 在 聚 合 过 程 中 会 使 重 金 属 溶 出 ， 并 要 求使 用 耐 腐 蚀 设 备 ； 固 化 体 耐 老 化 性 差 ； 固 化 体 松散 ，

30、 需 装 入 容 器 处 置 ， 增 加 了 处 置 费 用 ； 此 法 要求 操 作 熟 练 ， 以 保 证 固 化 质 量 。 1.原理n以玻璃为固化剂，将待固化的废物首先在高温下煅烧，使之形成氧化物，再与加入的添加剂和熔融的玻璃料混合，在1000温度下烧结，冷却后形成十分坚固而稳定的玻璃固化体。适用于极少量特毒废物的处理。2.应用（1）磷酸盐的玻璃固化 连续式（2）硼酸盐的玻璃固化 半连续操作 磷 酸 盐 玻 璃 固 化 流 程 硼 酸 盐 玻 璃 固 化 流 程 3. 玻璃固化的特点n 优 点：处 理 效 率 最 好 ； 玻 璃 固 化 体 致 密 ， 在 水及 酸 、 碱 溶 液 中

31、 的 浸 出 率 小 ， 大 约 为 10-7 g/(cm.d)； 增 容 比 小 ； 在 玻 璃 固 化 过 程 中 产 生的 粉 尘 量 少 ； 玻 璃 固 化 体 有 较 高 的 导 热 性 、 热稳 定 性 和 辐 射 稳 定 性 。n 缺 点：装 置 较 复 杂 ， 处 理 费 用 高 、 工 作 温 度 较高 、 设 备 腐 蚀 严 重 ， 以 及 放 射 性 核 素 挥 发 量 大等 。 （ 四 ） 自 胶 结 固 化1. 原理n 将 含 有 大 量 硫 酸 钙 或 亚 硫 酸 钙 的 泥 渣 ， 在 适宜 的 控 制 条 件 下 进 行 煅 烧 ， 使 其 部 分 脱 水 至产

32、 生 有 胶 结 作 用 的 亚 硫 酸 钙 或 半 水 硫 酸 钙（ CaSO41/2H2O） 状 态 ， 然 后 与 特 制 的 添 加剂 和 填 料 混 合 成 稀 浆 ， 经 凝 结 硬 化 形 成 像 塑料 一 样 硬 度 的 自 胶 结 固 化 体 。 此 固 化 体 具 有抗 透 水 性 高 、 抗 微 生 物 降 解 和 污 染 物 浸 出 率低 的 特 点 。 2. 工 艺 流 程烟 道 气 脱 硫 泥 渣 固 化Terra-Crete流 程 3. 特 点n 优 点： 采 用 的 填 料 飞 灰 是 工 业 废 料 ， 以 废 制 废 节 约 资源 ； 固 化 体 的 化 学

33、 稳 定 性 好 ， 浸 出 率 低 ； 凝 结硬 化 时 间 短 ； 对 固 化 的 泥 渣 不 需 要 完 全 脱 水 等 。n 缺 点： 只 适 用 于 含 硫 酸 钙 、 亚 硫 酸 钙 泥 渣 或 泥 浆 的 处理 ； 需 要 熟 练 的 操 作 技 术 和 昂 贵 的 设 备 ， 煅 烧泥 渣 需 消 耗 一 定 的 能 量 等 。 二 、 稳 定 化 处 理n 稳 定 化 是 将 有 毒 有 害 污 染 物 转 变 为 低 溶 解性 、 低 迁 移 性 及 低 毒 性 的 物 质 的 过 程 。 Cr、 Cd、 H g、 Pb、Cu、 Zn等 重 金 属 的 化学 稳 定 化 技

34、 术有 毒 有 害 物 质含 氯 的 挥 发 性 有 机 物 、硫 醇 、 酚 类 、 氰 化 物 等有 机 污 染 物 的 氧 化 解 毒技 术利 用 化 学 药 剂 通 过 化 学 反 应 。 具 有 相 对 持 久 性 。 酸 碱 泥 渣 中 和 剂 罐 式 机 械 搅 拌 /池 式 人 工 搅 拌将 固 体 废 物 中 可 以 发生 价 态 变 化 的 某 些 有毒 有 害 组 分 通 过 氧 化还 原 反 应 转 化 为 无 毒/低 毒 化 学 性 质 稳 定的 组 分吸 附 剂 可 逆 吸 附 具 有 选 择 性 ： 活性 炭 -有 机 物 ； 活 性氧 化 铝 -镍 离 子氢 氧

35、 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 重 金 属 溶 出 法离 子交 换 中 和 法氧 化 还原 法吸 附 法化 学 沉淀 法离 子 交 换 树 脂 、 天然 或 人 工 合 成 沸 石 、硅 胶 昂 贵 可 逆 2.1 重 金 属 化 学 稳 定 化 硫 酸 亚 铁 /硫 代 硫 酸 钠 /亚 硫 酸 氢 钠 /二 氧化 硫 /煤 炭 /纸 浆 废 液 /锯 木 屑 /谷 壳Cr6+Hg2+As3+ Cr3+HgAs5+无毒有 毒 药 剂 稳 定 化 处 理 氢 氧 化 物 沉 淀 法 碱 性 物 质 ：

36、 氢 氧 化 钠 、 石 灰 、 碳 酸 钠 等 固 化 基 材 ： 硅 酸 盐 水 泥 、 石 灰 窑 灰 渣 、 碳 酸 钠 等硅 酸 盐 固 化 （ pH 2 11） 水 和 金 属 离 子 与 二 氧 化 硅 或 硅 胶 不 同 比 例 结 合 碳 酸 盐 沉 淀 钡 、 镉 、 铅 碳 酸 盐 溶 解 度 其 氢 氧 化 物 应 用 不 广 泛 pH低 ， CO 2溢 出 ； pH高 ， 氢 氧 化 物 pH 溶 解 度 硫 化 物 沉 淀 法 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

37、 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 永 久 磁 铁 吸 住 。 碳 酸 钙 也 可 产 生 共 沉 淀 6322 )()(6)3( OHFeMOHFexxM xx 43263 )( OFeMOOHFeM xxxx Mn2+Zn2+Ni2+Mg2+Cu2+Cd2+ 溶 解 度 无 机 及 有 机 螯 合 物 沉 淀 废 物 中 含 有 的 配 合 剂 ： 磷

38、酸 酯 、 柠 檬 酸 盐 、 葡 萄 糖 酸 、 氨基 乙 酸 、 EDTA等 形 成 稳 定 可 溶 螯 合 物 。 螯 环 Pb2+、 Cd2+、 Ag+、Ni 2+、 Cu2+ , 98% Co2+、 Cr2+,85%； 优 于 Na2S强 氧 化 剂 、 高 温 破 坏 高 pH破 坏 螯 合 效 应 吸 附 剂 活 性 炭 ： 活 性 炭 有 机 物 粘 土 ： 金 属 氧 化 物 ： 氧 化 铁 、 氧 化 镁 、 氧 化 铝 天 然 材 料 ： 锯 末 、 沙 、 泥 炭 、 沸 石 、 软 锰 矿 、 磁 铁 矿 、 硫 铁 矿 、 磁 黄 铁 矿 等 人 工 材 料 ： 飞

39、 灰 、 粉 煤 灰 、 高 炉 渣 、 活 性 氧 化铝 、 有 机 聚 合 物 2.2 有 机 污 染 物 的 氧 化 解 毒 技 术 向 废 物 中 投 加 某 种 强 氧 化 剂 ， 可 以 将 有 机 污 染 物 转 化 为 CO2和H2O， 或 转 化 为 毒 性 很 小 的 中 间 有 机 物 ， 以 达 到 稳 定 化 目 的 。 常用 的 氧 化 剂 有 臭 氧 、 过 氧 化 氢 、 氯 气 、 漂 白 粉 等 。1、 臭 氧 氧 化 解 毒 如 用 臭 氧 处 理 氰 化 物 时 发 生 反 应 ： NaCN+O3一 NaCNO+O22、 过 氧 化 氢 氧 化 解 毒

40、如 用 过 氧 化 氢 处 理 氰 化 物 时 发 生 下 列 反 应 ： NaCN +H2O2一 NaCNO+H2O 3、 氯 氧 化 解 毒 如 果 废 物 是 液 态 的 ， 则 可 以 将 氯 气 直 接 通 入 其 中 发 生 水 解 反 应 生成 次 氯 酸 ： CI 2+H2O一 HOCI+H+CI- 次 氯 酸 HOCI是 一 种 弱 酸 ， 又 进 而 在 瞬 间 离 解 ： HOCI H+OCI- 有 机 污 染 物 氧 化 解 毒 臭 氧 氧 化 解 毒 过 氧 化 氢 解 毒氯 氧 化 解 毒理 论 上 1058g臭 氧 /度 电 实 际 150g/度 电 ， 费 用

41、高 自 由 能 高 ， 强 氧 化 剂 有 紫 外 线 照 射 时 ： OHRCOOHOOHRCH 232 3323 23 ONaCNOONaCN 2333 OCOOHCHOCHOCH 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 ClCNOClOCN NaClOHNaCNONaOHCNCl 22 NaClCNClClNaCN 2 OHNaClCONNaOHClNaCNO 2222 262432 铁 做 催 化 剂 产 生 OH 35% 50%， 紫 外 线功 率 500W/L 五 氯 酚 污 染 的 土 壤 ，99.9%， 有 机 碳 ROHOHOHR 22 OHRRHOH 2