【正文】 加入了一定量的高鋁原料 ， 如鋁土 。 ? 用于固化處理的水泥主要有： ? 硅酸鹽水泥：適用于腐蝕性不強的污泥 （ 因硅酸鹽水泥易于和污 泥中的油類 ， 有機酸 ， 金屬氧化物反應損害凝結 硬化過程 ） 。 ? 礦渣水泥： 具有抗硫酸鹽和抗化學腐蝕性 。 ? 粉煤灰水泥：抗硫酸鹽 。 （ 2）添加劑 ? 作用 ? 改善固化條件 （ 如早強劑 ） ， 提高固化體的質量 （ 如減水劑 ） 。 ? 添加劑種類 ? 吸附劑 （ 活性氧化鋁等 ） ：吸附污泥中的有害組分 。 ? 緩凝劑 （ 檸檬酸等 ） ：獲得一定的操作時間 。 ? 促凝劑 （ 水玻璃等 ） ：提高早期強度 。 ? 減水劑 （ Na2SO4等 ） ：降低水灰比 ， 提高強度 。 （ 3）化學反應 （ 4）影響固化產品性能的因素 ? 水泥投料比 ? 添加劑 ? PH ? 養(yǎng)護時間 ? 水灰比 (6)水泥固化法的特點 ? 優(yōu)點 ： ?常溫下操作 ， 簡單 （ 工藝和設備及操作 ） ， 費用低 ， 水泥 、 添加劑易得； ?對含水量較高廢物直接固化 ， 對高毒重金屬廢物的處理有效； ?固化體強度 、 耐熱性 、 耐久性好 ?可作投海處置 ， 作路基 、 建筑物及基礎材料 。 ? 缺點 ? 浸出 率高 （ 104105g/cm2d,孔隙率高所至 ） ； ? 增容 比高 （ ～ 2） ； ? 有時需預處理 （ 當含腐蝕性物質時 ） ， 增加費用； ? 銨離子易溢出 （ 堿性反應 ） ； ? 不適合于化學泥渣 （ 膠狀物 、 排料困難 ， 但可采用加鋸末解決 ） 。 水泥固化法的應用 ? 電鍍干污泥的水泥固化 ? 含水率為 75％的污泥 ? 一般工藝流程 （ 1）電鍍干污泥的水泥固化 ? 干污泥 ? 水泥 ? 水＝ （ 1～ 2） ? 20 ? （ 6～ 10） ? 強度可達： 10～ 20Mpa ? 浸出率： Hg mg/L Cd mg/L Pb mg/L Cr6+ mg/L As mg/L （ 2）高含水率污泥 的固化 ? 污泥含水率為 75% ? 污泥 ? 水泥 ? 添加劑 ? 水＝ 60 ? 30 ? 10 ? 20 其中：添加劑是液態(tài)或粉末狀的無機試劑 ， 有時加礫 石和砂子 。 （ 3）工藝流程 ? 水泥固化的工藝流程見 圖 431。 圖 431 水泥固化的工藝流程 //////// 瀝青 (asphalt)固化 ?概述 ?基本方法 ?主要影響因素 概述 ? 概念 ? 將有害廢物與瀝青混合 ， 通過加熱 、 蒸發(fā)實現固化的方法 ? 瀝青的性質 ? 具有粘結性 、 化學穩(wěn)定性 ， 彈性 ， 塑性； ? 具有對大多數酸 、 堿 、 鹽的耐腐蝕性和一定的抗輻射性 。 ? 應用范圍 ? 中 、 低放射性蒸發(fā)殘液； ? 化學法處理廢水的沉渣； ? 焚澆灰分 。 基本方法 ? 高溫熔化混合蒸發(fā) ? 暫時乳化法 ? 化學乳化法 高溫熔化混合蒸發(fā)法 （ High temperature meltingvaporization method） ? 工藝流程 ? 特點 ? 應用范圍 ⑴ 工藝流程 ? 工藝流程圖 （見圖 432） ? 工藝流程說明 ? 在瀝青貯槽通入蒸氣加熱，使瀝青成熔融狀態(tài)，進入混合槽； ? 在攪拌槽中進一步加熱至 220℃ ，并高速攪拌（ 1500～ 3000轉／分）； ? 在高溫和高攪拌速度的條件下，污泥中的水分蒸發(fā)； ? 排入容器，冷卻后固化； ? 蒸發(fā)氣體經冷凝器冷卻，冷凝液體再經處理排放，廢氣經靜電除塵，木炭過濾，煙囪排放。 圖 432 高溫熔化混合蒸發(fā)法瀝青固化流程 （ 2）特點 ? 增容比低，濃縮系數大 （見表 41） ? 固化體致密度高，有害物質的浸出率低，一般比水泥固化體低 2～ 3個數量級。 ? 快速硬化：冷卻后即固化（水泥需養(yǎng)護， 28天后為最終強度）。 ? 導熱系數低，水分蒸發(fā)慢，處理時間長（需加溫，攪拌 )。 ? 控制溫度（加熱過高造成可燃），運輸，貯存要有防火措施。 表幾種處理方法的比較 處理工藝 生成物體積 （ m3） 濃縮系數 廢水 1000 1 化學處理 21 冷凍融化（ 150） 453 過濾 666 瀝青固化 2120 （ 3）應用范圍 ? 適用于量小 ， 浸出率要求較低的污泥 ， 如放射性污泥 ， 電鍍污等 。 暫時乳化法 （ Temporary emulsification method） ? 主要步驟 ? 固化流程 （ 1）主要步驟 ? 將污泥漿、瀝青與表面活性劑混合成乳漿狀； ? 處理中等放射性污泥時，可采用 20%活性成分（ 1/3烷基磺酸鈉和 2/3的烷基苯磺酸鈉）的陰離子表面活性劑；用量為與干污泥之比約 6： 1000； ? 處理高放射性污泥時，可采用 90%活性成分（主要為椰子殼中的氨基丙酮）的陰離子表面活性劑；用量為與干污泥之比約 5： 100； ? 先經過濾除去大部分水分； ? 再升溫干燥，進一步脫水。 （ 2）固化流程 (solidificating flowsheet) ? 固化流程 見圖 433。 ? 固化流程的說明 ? 對含水率為 90%的污泥，先經過濾機過濾使含水率降至 50%； ? 將污泥、瀝青和表面活性劑按比例一起給入螺桿擠壓機； ? 螺桿擠壓機分三個區(qū)域 （圖 434） ： ? 給料區(qū)：不加熱，將三種物料混合； ? 擠壓區(qū)：加熱至 90C，并經擠壓分離水分； ? 高溫區(qū)：加熱至 105110C，將水分降至 57%。 ? 經螺桿擠壓機處理后，再給入螺旋干燥器以 140150C的溫度進一步將水分降至 %以下； ? 固體和放射性鹽份留在瀝青內，冷卻后被固化。 圖 433 暫時乳化法瀝青固化流程 50% 140150 105110 圖 434 雙螺桿擠壓機示意圖 ； IIVI. 加熱區(qū) 化學乳化法 ? 常溫下放射性廢物與乳化瀝青混合 ? 將混合物加熱，脫水 ? 將脫水干燥后的混合物排入廢物容器，冷卻成型。 主要影響因素 ? 影響固化體浸出率的因素 ? 瀝青的種類：直餾瀝青效果較好； ? 廢物量、化學組成及混合狀況：廢物量與瀝青的重量比以 4050為宜； ? 殘余水分：殘余水分越高，浸出率越高，應控制在 10%以內，最好是 %以內。 ? 影響固化體化學穩(wěn)定性的因素 ? 硝酸鹽和亞硝酸鹽能降低瀝青的燃點； ? 能與瀝青發(fā)生化學反應的物質也能降低瀝青的穩(wěn)定性。 塑料固化 ? 原理 ? 作為固化劑的塑料 ? 塑料固化法的應用 ? 特點 （ 1）原理 ? 以塑料為固化劑與有害廢物按一定的配比 ， 加入適量的催化劑和骨料進行攪拌混合 ， 使其聚合固化的方法 。 ? 實際上 ， 是將污泥中的固態(tài)物作為了塑料的骨料 （ 填料 ） 。 （ 2）作為固化劑的塑料 ? 熱塑性塑料 ? 高溫下呈熔融膠粘液體 ， 如聚乙烯 ， 聚氯乙烯等 。 ? 熱固性塑料 ? 常溫或加熱能固化的塑料 ， 如脲醛樹脂 ， 不飽和聚酯等 。 （ 3）塑料固化法的應用 ? 日本主要應用于電鍍污泥 ， 因為電鍍污泥含大量重金屬 ， 有機物和油類物質 ， 不宜用水泥固化 。 ? 基本配比： 干污泥 ? 塑料 ? 骨料＝ 30 ? 20～ 35 ? 35～ 50（ ％ ） ? 塑料固化產品的特點 ? 重量輕 ， 外觀光亮 ， 美觀 ， 可作輕型建筑材料 。 （ 4）塑料固化法的特點 ? 優(yōu)點： ? 常溫操作 ? 增容比小 ? 比重輕 ? 缺點： ? 耐老化差 ? 需要加酸作為催化劑 ， 故腐蝕設備 ， 工作條件差 。 玻璃固化 ? 原理 ? 方法與 工 藝 ? 特點 （ 1）原理 應用玻璃制造技術，將污泥與玻璃原料一起玻璃化。將污泥中 的有害組分固定在玻璃體中的固化技術。 （ 2）方法 ? 間歇式 ? 蒸發(fā)、干燥、煅燒、熔融罐內完成。將熔化玻璃進入如貯存容器成型。 ? 連續(xù)式 ? 將蒸發(fā)、煅燒過程與熔融過程分別在煅燒爐和熔融爐完成，蒸發(fā)煅燒過程采用連續(xù)進料和排料，熔融過程可用連續(xù)排料和進料，也可用連續(xù)進料和間歇排料。 （ 3）工藝 ? 玻璃固化的工藝即為熔制玻璃的工藝 ， 但須注意要滿足下述條件： ? 不含 Hg, As（ 熔點低 ， 易揮發(fā)造成大氣污染 ） 。 ? 當含 Cd, Zn, Ni時 ， 不應含有機物等還原性物質 ， （ 有機物中的C會使其還原成金屬霧氣揮發(fā) ） 。 ? 不含食鹽類的氯化物 ， 許多金屬會被氯氣還原成氯化物揮發(fā) 。 ? 磷酸鹽玻璃固化工藝 （ 見圖 435） ? 主要用于以硫酸鹽存在的釕 、 銫等高放射性廢液； ? 磷酸鹽是作為玻璃添加劑使用 ， 目的是降低釕 、 銫的揮發(fā)性； 圖 435 磷酸鹽玻璃固化流程 （ 3）特點 ? 優(yōu)點 ? 在水和酸 、 堿溶液中的浸出率均低； ? 增容比?。? ? 固化過程粉塵少； ? 化學穩(wěn)定性好 （ 導熱性高 ， 耐輻射 ） ? 缺點： ? 工藝復雜 ， 高溫作業(yè) ， 費用高 ， 揮發(fā)量大 。 其他固化方法 ?石灰固化 ?自膠結固化 ?水玻璃固化 ?其他 （ 1）石灰固化 ? 以石灰為固化劑 ， 粉煤灰和水泥窯灰為填料進行固化 。 ? 僅適用于含硫酸鹽和亞硫酸鹽的廢渣 ， 污泥 。 ? 固化體可作為路基材料或砂坑填充物 。 （ 2）自膠結固化 ? 以污泥中的硫酸鈣和亞硫酸鈣在適宜溫度下煅燒生成具有膠凝性能的半水硫酸鈣 (CaSO4 1/2H2O)， 經水化反應硬化成自膠結固化體的方法 。 ? 主要適用于煙道脫硫的泥渣 （ 見圖 436） 。 ? 優(yōu)點：以廢治廢 ? 缺點：應用范圍受限 ， 僅限于煙道脫泥渣 圖 436 煙道氣脫硫泥渣的固化流程 （ 3）水玻璃固化 ? 利用水玻璃的硬化 ， 結合 ， 包容及吸附性能 。 ? 水玻璃為堿性物 ， 加酸 （ 各種酸 ） 后發(fā)生中和和縮合脫水反應 ， 并將污泥中的有害物包容其中 。 （ 4）其他 ? 日 本將電鍍污泥和粘土以 1 ? 1的比例混煉 ， 在回轉干燥器造粒 ， 在燒結爐中燒制 ， 生產人造礫石 。 ? 日本將電鍍污泥同膨脹頁巖以 1 ? 9混合造粒 。 在回轉窯內用 380～1200℃ 燒制成人工河沙 。 ? 日本將電鍍污泥同白土以 1? 1混合 ， 常溫下干燥 6天 ， 在 1000℃ 溫度下煅燒 ， 固化體比重 ， 抗壓強度達 23 106帕 （ 23Mpa,相當于230號水泥 ） 。 幾種固化方法適用對象及優(yōu)缺點 推薦文獻與思考題 ? 推薦文獻 ? 陳祖奇等 . 國外關于穩(wěn)定化 /固化有毒有害污染物的滲漏試驗方法的進展 . 城市環(huán)境與城市生態(tài) . 2022， 13（ 4） ? 黃衛(wèi)嵐等 . 含 60Co和 152Eu放射性廢液的水泥固化配方研究 . 原子能科學技術 . 2022， 35（ 5） ? 陳祖奇等 . 經過水泥固化的重金屬廢物的穿透滲漏試驗 . 城市環(huán)境與城市生態(tài) . 2022， 13（ 1） ? 思考題 ? 固化處理主要用于什么固體廢物 ， 其基本原理是什么 ？ 怎樣衡量固化效果 ？ ? 常用的固化處理方法有哪幾類 ？ 請分別簡述之 。 ? 簡述水泥的固化原理 ， 常采用哪些種類的水泥 ， 各適合于固化什么有害廢物 ？ ? 采用水泥作為固化劑時常使用哪幾類添加劑 ， 各有什么作用 ？ ? 瀝青高溫熔化蒸發(fā)法適用于什么固體廢物 ， 具有什么特點 ？ Thank you !