固体废物处理与处置第4章固体废物的物化处理.pptVIP

定义：采用适当的溶剂与废物作用使物料中有关的组分有选择性地溶解的物理化学过程。 目的：使物料中有用或者有害成分能选择性地最大限度地从固相转入液相。 溶剂的选择： ①对目的组分选择性好；②浸出率高，效率快；③成本低，容易制取，便于回收和循环使用；④对设备腐蚀性小。 流态化逆流浸出塔 立式高压釜 卧式高压釜 第三节 固体废物稳定化/固化处理 目的：使危险废物中所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来。 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。 固化 Solidifacation ： 在危险废物中添加固化剂改变废物的工程特性，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。 一、固体废物稳定化/固化概论 产物的性能：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）。 增容比 （体积变化因数） 浸出速率 抗压强度 装桶贮存:0.1~0.5MPa 作建筑材料： 10MPa 放射性固化体： 前苏联 5MPa, 英 20MPa 评价指标 有 毒 有 害 物 质 Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn等重金属的化学稳定化技术 含氯的挥发性有机物、硫醇、酚类、氰化物等的有机污染物的氧化解毒技术 二、固体废物的药剂稳定化处理 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 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 酸碱泥渣 中和剂 罐式机械搅拌/池式人工搅拌 氢氧化物沉淀 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 离子交换树脂、天然或人工合成沸石、硅胶 昂贵 可逆 Cr6+ Hg2+ As5+ （1）氧化还原法 Cr3+ Hg As3+ 氧化还原反应 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 1、重金属离子的稳定化 常用吸附剂： 活性炭 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：飞灰、粉煤灰、高炉渣、活性氧化铝、有机聚合物 （2）吸附法 ①氢氧化物沉淀法 碱性物质：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 ②硫化物沉淀法 无机硫化物沉淀： 大多数金属硫化物溶解度低。 有机硫化物沉淀： 沉淀物易沉降、脱水和过滤；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） （2）化学沉淀法 ③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 ④碳酸盐沉淀 钡、镉、铅碳酸盐溶解度≤ 其氢氧化物 pH低，CO2溢出； pH高，产物氢氧化物 ⑤共沉淀 Fe2+:Fe3+ 1:1~1:2 永久磁铁吸住。碳酸钙也可产生共沉淀 ⑥无机及有机螯合物沉淀 2、有机物的氧化解毒处理 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 臭氧是强氧化剂 费用高， 臭氧易自行解离 五氯酚污染的土壤去除率99.9%，有机碳有效去除。 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 陶瓷 固化 熔融 固化 自胶结 固化 有机聚 合物固化 塑料材 料固化 沥青 固化 水泥 固化 固化 三、固体废物固化处理 1 水泥固化材料 废物被掺入水泥基质中，水泥与废物中水分或另外添加水分，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 1、水泥固化 固化 效果 添加剂 pH pH 过高，氢氧化物沉淀，碳酸盐沉淀。 pH过高，带负电荷的羟基络合物，溶解度↑。 改善固化体质量。 例如：沸石或蛭石加入含硫酸盐的废物中（蛭石还是骨料） 配 料 比 水分过少：不能保证水泥的充分水合作用； 水分过大：出现泌水现象。 凝 固 时 间 初凝时间 2h 终凝时间 24h 助凝剂、缓凝剂 （2）水泥固化的影响因素 浸出试验表明，重金属的浸出浓度： 汞小于0.0002mg/L（原0.13~1.25mg/L） 镉小于0.002mg/L（原1.0~80.6mg/L） 铅小于0.002mg/L（原165~243mg/L） 六价铬小于0.02mg/L（原0.3~0.4mg/L） 砷小于0.01mg/L（原8.14~11.0mg/L） （3）水泥固化的应用 优点： ①设备和工艺过程简单，无需特殊的设备