文档介绍：第四章固体废物的稳定化/固化技术
李彦明
******@cau.
2005-10-10
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固体废物固化
概述
包胶固化
自胶结固化
玻璃固化
水玻璃固化
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概述
废物固化是用物理-化学方法将有害废物固定或包封在惰性基材中使其稳定化的一种过程。
固化处理方法可按原理分为包胶固化、自胶结固化、玻璃固化和水玻璃固化。
包胶固化又可以分为水泥固化、石灰基固化、热塑性材料固化和有机聚合物固化等。包胶固化适用于多种类型的废物;
自胶结固化只适用于含有大量能成为胶结剂的废物;
玻璃和水玻璃固化一般只适用于极少量特毒废物的处理。
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对固化处理的基本要求
①有害废物经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,如作建筑基础和路基材料等;
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。
衡量固化处理效果的两项主要指标是固化体的浸出率、抗压强度和增容比。
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浸出率是指固化体浸于水中或其他溶液中时,其中有害物质的进出速度。
浸出率的数学表达式: Rin=ar×M/(A0×F×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;
M ~样品的质量,g;
A0 ~样品中含有的有害物质的量,mg;
F ~样品暴露的表面积, cm2;
t ~浸出时间,d。
测量和评价固化体浸出率的目的:
①在实验室或不同的研究单位之间,通过固化体难溶性程度比较,可以对固化方法及工艺条件进行比较、改进或选择;
②有助于预计各种类型固化体暴露在不同的环境时的性能,可用以估计有毒危险废物的固化体在贮存或运输条件下与水接触所引起的危险大小。
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增容比是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/V1
式中: Ci~增容比
V1~固化前有害废物的体积,m3;
V2~固化体体积, m3。
增容比是评价固化处理方法和衡量最终成本的一项重要指标。
抗压强度主要是用来评价固化体的抗破碎性,减少固化体对环境的污染的可能性。
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稳定化/固化技术原理
包容原理
吸附原理
氧化解毒原理
超临界流体原理
稳定化/固化技术原理
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包容原理
包容定义
包容一般是指物理包容,即将有害物质包裹在具有一定强度和抗渗透性的固化剂基材中,从而阻止水的进入和有害物质的浸出,达到固定的目的。
大型包容技术
大型包容技术是应用一个大型的不透水的稳定材料,在废物外表面形成一层隔离层,将废物整体包封起来,从而使危险废物得以隔离。
稳定化/固化技术原理
隔离层
有害物质
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包容原理
危险废物实际上是被包藏在稳定物质中的非连续空洞之中。
由于稳定材料的降解,或是外在因素所施加的环境应力导致的物理性破坏,都会使得在很长时间后,包藏于其中的危险废物重新迁移出来。
影响因素:干-湿度的循环变化;动容的循环变化;
外界流体的渗入;物理负荷导致的应力等。
稳定化/固化技术原理
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包容原理
微包容技术
在微包容技术中,危险废物是以微观的形式被固化材料的晶格点阵所包容。
即使是稳定材料已经降解为较小的颗粒状态,绝大部分有害物质仍然被包容在封闭的空间之中。
固化材料粒子
危险废物粒子
强化材料
稳定化/固化技术原理
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