1、第四章固体废物的物化处理第四章固体废物的物化处理主要内容主要内容4.1 4.1 浮选浮选 掌握浮选的原理，熟悉浮选的药剂。掌握浮选的原理，熟悉浮选的药剂。4.2 4.2 溶剂浸出溶剂浸出 熟悉溶剂浸出过程的化学反应机理、典型浸出反应。熟悉溶剂浸出过程的化学反应机理、典型浸出反应。4.3 4.3 固体废物稳定化固体废物稳定化/固化处理固化处理 掌握稳定化固化处理技术所涉及的概念和方法及掌握稳定化固化处理技术所涉及的概念和方法及其评价指标。其评价指标。4.1浮选浮选u定义：定义：浮选是根据不同物质被水润湿程度的差异而浮选是根据不同物质被水润湿程度的差异而对其进行分离的过程。对其进行分离的过程。u原
2、理：原理：浮选是通过在固体废物与水调制成的料浆中浮选是通过在固体废物与水调制成的料浆中加入加入浮选剂浮选剂扩大不同组分的可浮性差异，再通入空气扩大不同组分的可浮性差异，再通入空气形成无数细小气泡，使目的颗粒黏附在气泡上，并随形成无数细小气泡，使目的颗粒黏附在气泡上，并随气泡上浮于料浆表面成为泡沫层刮出，成为泡沫产品；气泡上浮于料浆表面成为泡沫层刮出，成为泡沫产品；不浮的颗粒则留在料浆内，通过适当处理后废弃。不浮的颗粒则留在料浆内，通过适当处理后废弃。u润湿性润湿性：指物质被水润湿的程度。许多无机废物极：指物质被水润湿的程度。许多无机废物极易被水润湿，而有机废物则不易被水润湿（易被水润湿，而有机
3、废物则不易被水润湿（润湿角润湿角）。）。u亲水性物质亲水性物质：易被水润湿的物质；：易被水润湿的物质；u疏水性物质疏水性物质：不易被水润湿的物质。：不易被水润湿的物质。u根据在浮选过程中的作用，浮选药剂分为根据在浮选过程中的作用，浮选药剂分为捕收剂捕收剂、起起泡剂泡剂和和调整剂调整剂。捕收剂捕收剂u定义：定义：捕收剂是能够选择吸附在预选颗粒上，使目捕收剂是能够选择吸附在预选颗粒上，使目的颗粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向气泡附着的颗粒表面疏水，增加可浮性，使其易于向气泡附着的药剂。的药剂。u分类：分类：u异极性（黄药、油酸）：异极性（黄药、油酸）：由极性基由极性基(亲固亲固)和非极和非极性基
4、性基(疏水疏水)组成。黄药回收含重金属和贵金属的废组成。黄药回收含重金属和贵金属的废物；油酸回收碱土金属的碳酸盐、金属氧化物、萤物；油酸回收碱土金属的碳酸盐、金属氧化物、萤石、重晶石等。石、重晶石等。捕收剂捕收剂u分类：分类：u非极性油类（脂肪烃非极性油类（脂肪烃(CnH2n+2)、脂环烃、脂环烃(CnH2n)和和芳香烃）：芳香烃）：难溶于水，不能解离成离子而得名。常难溶于水，不能解离成离子而得名。常用的有煤油、柴油、燃料油、变压器油、重油等。用的有煤油、柴油、燃料油、变压器油、重油等。目前，主要用于一些天然可浮性很好的非极性废物目前，主要用于一些天然可浮性很好的非极性废物颗粒回收，例如：粉煤
5、灰中未燃尽碳的回收、废石颗粒回收，例如：粉煤灰中未燃尽碳的回收、废石墨的回收等。墨的回收等。起泡剂起泡剂u定义：定义：能促进泡沫能促进泡沫 形成，增加分选形成，增加分选界面的药剂。界面的药剂。u结构特征：结构特征：u是一种异极性的有机物质，极性是一种异极性的有机物质，极性基亲水，非极性基亲气，使起泡剂基亲水，非极性基亲气，使起泡剂分子在空气和水的界面上产生定向分子在空气和水的界面上产生定向排列；排列；u大部分起泡剂是表面活性物质，大部分起泡剂是表面活性物质，能够强烈地降低水的表面张力；能够强烈地降低水的表面张力；u起泡剂应有适当的溶解度。起泡剂应有适当的溶解度。u常用的起泡剂有：常用的起泡剂有
6、：松醇油、脂肪醇松醇油、脂肪醇等。等。气泡气泡气泡气泡起泡剂起泡剂在气泡表面的吸附起泡剂在气泡表面的吸附气泡起泡剂捕收剂起泡剂与捕收剂的相互作用起泡剂与捕收剂的相互作用调整剂调整剂u定义：定义：主要用于调整捕收剂的作用及介质条件。主要用于调整捕收剂的作用及介质条件。u常用的调整剂：常用的调整剂：u活化剂：活化剂：促进目的颗粒与捕收剂作用，常用的多为促进目的颗粒与捕收剂作用，常用的多为无机盐无机盐(硫酸钠、硫酸铜等硫酸钠、硫酸铜等)。u抑制剂：抑制剂：抑制非目的颗粒的可浮性，常用的有各种抑制非目的颗粒的可浮性，常用的有各种无机盐无机盐(水玻璃水玻璃)和有机盐和有机盐(单宁、淀粉单宁、淀粉)。调整
7、剂调整剂u常用的调整剂：常用的调整剂：upH值调整剂：值调整剂：调整介质的调整介质的pH值，常用的是酸类和值，常用的是酸类和碱类。碱类。u分散剂：分散剂：促使料浆中非目的细粒成分散状态，常用促使料浆中非目的细粒成分散状态，常用的有无机盐类的有无机盐类(苏打水、水玻璃苏打水、水玻璃)和高分子化合物和高分子化合物(各类各类聚磷酸盐聚磷酸盐)。u混凝剂：混凝剂：促使料浆种目的颗粒联合成较大团粒常用促使料浆种目的颗粒联合成较大团粒常用的有石灰、明矾、聚丙烯酰胺等。的有石灰、明矾、聚丙烯酰胺等。u主要包括主要包括调浆调浆、调药调药、调泡调泡三个程序。三个程序。u浮选前料浆的调制（调浆）：浮选前料浆的调制
8、（调浆）：主要是废物的破碎、磨主要是废物的破碎、磨碎等，目的是得到粒度适宜，基本上单体解离的颗粒，碎等，目的是得到粒度适宜，基本上单体解离的颗粒，进入浮选的料浆浓度必须适合浮选工艺的要求。浓度低，进入浮选的料浆浓度必须适合浮选工艺的要求。浓度低，回收率很低，质量高；浓度过高，回收率也下降。还要回收率很低，质量高；浓度过高，回收率也下降。还要考虑充气量、浮选药剂的消耗、处理能力及浮选时间等考虑充气量、浮选药剂的消耗、处理能力及浮选时间等因素。因素。u加药调整（调药）：加药调整（调药）：药剂的种类、数量、添加地点和药剂的种类、数量、添加地点和方式，应根据预选物质颗粒的性质，通过实验确定。一方式，应
9、根据预选物质颗粒的性质，通过实验确定。一般浮选前添加药剂总量的般浮选前添加药剂总量的67，其余的分批在适当地，其余的分批在适当地点加入。点加入。u充气浮选（调泡）：充气浮选（调泡）：a、正浮选：、正浮选：将有用物质浮选入泡将有用物质浮选入泡沫产品中，无用或回收价值不大的物质留在料浆中。沫产品中，无用或回收价值不大的物质留在料浆中。b、反浮选：反浮选：将无用物质浮选入泡沫产物中，有用物质留在将无用物质浮选入泡沫产物中，有用物质留在料浆中。料浆中。u当料浆中含有两种以上有用物质时，有两种浮选法：当料浆中含有两种以上有用物质时，有两种浮选法：a、优先浮选：优先浮选：将有用物质依次浮选。将有用物质依次
10、浮选。b、混合浮选：、混合浮选：有用物有用物质共同浮选，然后再把有用物质一一分离。质共同浮选，然后再把有用物质一一分离。u影响浮选的因素：影响浮选的因素：物料性质物料性质（如颗粒的润湿性、颗粒（如颗粒的润湿性、颗粒的大小等）；的大小等）；药剂条件药剂条件（如药剂的种类、用量、药剂组（如药剂的种类、用量、药剂组合等）；合等）；操作条件操作条件（如充其量大小、液面高低等）。（如充其量大小、液面高低等）。u浮选机的基本要浮选机的基本要求：求：u良好的充气作良好的充气作用；用；u搅拌作用；搅拌作用；u能形成比较平能形成比较平稳的泡沫区；稳的泡沫区；u能连续工作便能连续工作便于调节。于调节。u主要的浮选
11、设备：主要的浮选设备：u机械搅拌机（应用最广，包括叶轮式机械搅拌机和棒形机械搅拌机（应用最广，包括叶轮式机械搅拌机和棒形浮选机）；充气搅拌式；充气式；气体析出式。浮选机）；充气搅拌式；充气式；气体析出式。4.2溶液浸出溶液浸出u溶剂浸出：溶剂浸出：采用适当的溶剂与废物作用使物料中有关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的溶解的物理化学过程。的组分有选择性的溶解的物理化学过程。u浸出目的：浸出目的：使物料中有用或有害成分能选择性地最大使物料中有用或有害成分能选择性地最大限度地从固相转入液相。限度地从固相转入液相。u溶剂的选择：溶剂的选择：u对目的组分选择性好；对目的组分选择性好；u
12、浸出率高，速率快；浸出率高，速率快；u成本低，容易制取，便于回收和循环使用；成本低，容易制取，便于回收和循环使用；u对设备腐蚀性小。对设备腐蚀性小。u浸出过程：浸出过程：u1、外扩散；、外扩散；u2、化学反应；、化学反应；u3、解吸；、解吸；u4、反扩散。、反扩散。uFick第一定律：第一定律：DsDsdDvKdt u质量作用定律：质量作用定律：nKKsdvKdt 浸出过程浸出过程物理溶解过程物理溶解过程溶质在溶剂作用下仅发生晶格破坏，离子或原子之溶质在溶剂作用下仅发生晶格破坏，离子或原子之间化学键的破坏是一个可逆过程，溶质可从溶液中间化学键的破坏是一个可逆过程，溶质可从溶液中结晶出来结晶出来
13、化学溶解过程化学溶解过程溶剂与物料的有关组分之间溶剂与物料的有关组分之间发生化学反应生成可溶性的发生化学反应生成可溶性的化合物进入液相的过程。化合物进入液相的过程。交换反应交换反应物料中的金属氧化物、硫化物与酸、物料中的金属氧化物、硫化物与酸、碱、可溶性盐作用，生成可溶性盐碱、可溶性盐作用，生成可溶性盐类的过程类的过程络合反应络合反应溶剂与物料溶剂与物料中的组分发中的组分发生络合反应，生络合反应，生成可溶性生成可溶性络合物的过络合物的过程程氧化还原反应氧化还原反应溶液同物料组溶液同物料组成之间发生氧成之间发生氧化还原反应，化还原反应，生成可溶性化生成可溶性化合物的过程合物的过程中性溶剂浸出中性
14、溶剂浸出u中性浸出剂是水和盐。常用的盐浸剂有氯化钠、高价中性浸出剂是水和盐。常用的盐浸剂有氯化钠、高价铁盐、氯化铜和次氯酸钠等。铁盐、氯化铜和次氯酸钠等。u氯化钠浸出：氯化钠浸出：u高价铁盐浸出：高价铁盐浸出：u用于：用于：含铋废物。含铋废物。u氯化铜浸出：氯化铜浸出：4224PbSONaClPbClNa SO u用于：用于：含铅废物。含铅废物。244432NiSFeSONiSOFeSOS u用于：用于：含金属硫化物的废矿。如含金属硫化物的废矿。如FeS2、CuFeS2、PbS、ZnS、CuS等。等。022Cu SCuClCuClS u用于：用于：难被高价铁盐及高价铜离子浸出的金属硫化难被高价
15、铁盐及高价铜离子浸出的金属硫化物。物。u次氯酸钠浸出：次氯酸钠浸出：224242MoSNaClONaOHNa MoONaClNa SOH O 酸浸酸浸u常用的有稀硫酸、浓硫酸、盐酸、硝酸、王水、氢氟常用的有稀硫酸、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。液的都可采用酸浸的方法。中性溶剂浸出中性溶剂浸出22MeOHMeH Ou用于：用于：大部分金属的简单氧化物、金属铁酸盐、砷大部分金属的简单氧化物、金属铁酸盐、砷酸盐和硅酸盐，小部分金属硫化物酸盐和硅酸盐，小部分金属硫化物(FeS、Ni2
16、S、CoS、MnS、NiS)。简单酸浸是含铜废物回收的重要方法。简单酸浸是含铜废物回收的重要方法。u氧化酸浸：氧化酸浸：202-4MeSHMeSSO 氧化酸浸氧化剂或u用于：用于：大部分金属硫化物。氧化剂：大部分金属硫化物。氧化剂：Fe3+、Cl2、O2、HNO3、NaClO、MnO2、H2O2。u还原酸浸：还原酸浸：n2MeHMexyyOMe OHH O 或还原剂氢氧化物u用于：用于：浸出变价金属的高价氧化物或氢氧化物。浸出变价金属的高价氧化物或氢氧化物。u简单酸浸：简单酸浸：酸浸酸浸u用于：用于：铜、钴、镍及其氧化物的废物的浸出，属于金属铜、钴、镍及其氧化物的废物的浸出，属于金属的电化腐蚀
17、过程。由于铜、钴、镍能与氨形成稳定的可溶的电化腐蚀过程。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。如氧化了铜、钴、镍的还原电位，使其较易转入浸液中。如氧化铜铜碱浸碱浸u浸出能力一般比酸浸药剂弱，但选择性高，浸出液较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。纯净，且设备防腐蚀问题较易解决。u碱浸药剂：碱浸药剂：碳酸铵、氨水、碳酸钠、苛性钠、硫化钠。碳酸铵、氨水、碳酸钠、苛性钠、硫化钠。u浸出方法：浸出方法：氨浸氨浸、碳酸钠溶液
18、浸出碳酸钠溶液浸出、苛性钠溶液浸出、苛性钠溶液浸出、硫化钠溶液浸出等。硫化钠溶液浸出等。44423432CuO2NH OH(NH)COCu(NH)CO3H Ou氨浸：氨浸：碱浸碱浸423243CaWONa CONa WOCaCOu碳酸钠溶液浸出：碳酸钠溶液浸出：u用于：用于：能与碳酸钠反应生成可溶性钠盐的废物。主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、含钒废物。例如：白钨矿废物、含钒废物。例如：白钨矿u物料颗粒及其特性（粒度、比表面积等）物料颗粒及其特性（粒度、比表面积等）u浸出温度浸出温度u浸出压
19、力浸出压力u搅拌速度搅拌速度u其他（溶剂浓度、固液比、氧分压等）其他（溶剂浓度、固液比、氧分压等）u为使废物中的目的组分充分暴露，增大浸出效果，浸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。出前一般须进行破碎处理，也可焙烧后浸出。u1.根据浸出过程废物的运动方式，浸出分为渗滤浸出和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。搅拌浸出。u渗滤浸出：渗滤浸出：浸出剂在浸出剂在重力作用下自上而下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。或在压力作用下自下而上通过固定废料层的浸出过程。u搅拌浸出：搅拌浸出：将
20、磨细的废物与浸出剂在搅拌槽中进行将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。浸出前废物强烈搅拌的浸出过程，可浸出各种废物。浸出前废物磨细至磨细至0.3mm以下，采用连续操作制度。以下，采用连续操作制度。浸出工艺浸出工艺u2.根据浸出剂与被浸废料的相对运动方式的不同浸出根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。工艺可分为顺流浸出、错流浸出和逆流浸出三种。浸出工艺浸出工艺送后续送后续处理处理顺流浸出工艺流程顺流浸出工艺流程浸出剂浸出剂被浸被浸物料物料浸液浸液浸渣浸渣物料物料新浸新浸出剂出剂错流浸出工艺流程错流浸出工艺流程浸液浸
21、液浸渣浸渣被浸物料被浸物料浸出剂浸出剂逆流浸出工艺流程逆流浸出工艺流程浸出设备浸出设备u常用的设备包括：渗滤浸出槽、机械搅拌浸出槽、空常用的设备包括：渗滤浸出槽、机械搅拌浸出槽、空气搅拌浸出槽、液态化逆流浸出槽、高压釜等。气搅拌浸出槽、液态化逆流浸出槽、高压釜等。提取和提取和分离方法分离方法离子沉淀离子沉淀置换沉淀置换沉淀溶剂萃取溶剂萃取电沉积电沉积离子交换离子交换4.3固体废物稳定化固体废物稳定化/固化处理固化处理u稳定化稳定化/固化的应用：固化的应用：对危险废物、其他处理过程残渣对危险废物、其他处理过程残渣及被污染的土壤进行处理。及被污染的土壤进行处理。u目的：目的：是危险废物中所有污染组
22、分呈现化学惰性或被是危险废物中所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来，减少后继处理与处置的潜在危险，并便于运包容起来，减少后继处理与处置的潜在危险，并便于运输、利用和处置。输、利用和处置。u途径：途径：包括将污染物通过化学转变，引入到某种稳定包括将污染物通过化学转变，引入到某种稳定固体物质的晶格中去，以及通过物理过程把污染物直接固体物质的晶格中去，以及通过物理过程把污染物直接掺入到惰性基材中。掺入到惰性基材中。处理危险废物的重要手段处理危险废物的重要手段u稳定化（稳定化（Stabilization）：）：将有毒有害污染物转变为低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。包括化学、物
23、理稳定溶解性、低迁移性及低毒性的过程。包括化学、物理稳定（同时发生）。（同时发生）。u化学稳定化：化学稳定化：通过化学反应使有毒物质变成不溶性通过化学反应使有毒物质变成不溶性化合物，使之在稳定的晶格内固定不动。化合物，使之在稳定的晶格内固定不动。u物理稳定化：物理稳定化：将污泥或半固体物质与一种疏松物料将污泥或半固体物质与一种疏松物料混合生成一种粗颗粒、有土壤坚实度的固体，这种固混合生成一种粗颗粒、有土壤坚实度的固体，这种固体便于运输。体便于运输。u固化（固化（Solidifacation）：）：是用物理是用物理-化学方法将有害废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
24、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。封性的一种无害化处理方法。u固化过程：固化过程：利用添加剂改变固体废物的工程特性的过利用添加剂改变固体废物的工程特性的过程。程。u固化剂：固化剂：固化所用的惰性材料。固化所用的惰性材料。u固化体：固化体：有害废物经过固化处理所形成的固化产物。有害废物经过固化处理所形成的固化产物。u固定化：固定化：具有固化和稳定化作用的过程。具有固化和稳定化作用的过程。u限定化：限定化：将有毒化合物固定在固体粒子表面的过程。将有毒化合物固定在固体粒子表面的过程。u包容化：包容化：用稳定剂用稳定剂/固化剂凝聚，将有毒物质或危险废固化剂凝聚，
25、将有毒物质或危险废物颗粒包容或覆盖的过程。物颗粒包容或覆盖的过程。u产物性能：产物性能：抗浸出性；抗干湿性、抗冻融性；抗浸出性；抗干湿性、抗冻融性；耐腐蚀性、不燃性；抗渗透性（固化产物）；足够耐腐蚀性、不燃性；抗渗透性（固化产物）；足够的机械强度（固化产物）。的机械强度（固化产物）。评价指标评价指标浸出速率浸出速率固化体浸于水或其他溶固化体浸于水或其他溶液中时，其中危险物质液中时，其中危险物质的浸出速率。的浸出速率。选择方法、工艺条件等；选择方法、工艺条件等；预测固体化不同环境的预测固体化不同环境的性能性能0nnenmmvAtV抗压强度抗压强度装桶贮存：装桶贮存：0.10.5MPa作建筑材料：
26、作建筑材料：10MPa放射性固体化：前苏放射性固体化：前苏5Mpa，英，英20MPa体积变化因数体积变化因数/增容比增容比危险废物处理前后的体积比，取决于掺入固危险废物处理前后的体积比，取决于掺入固体化中的盐量和可接受的有毒有害物质的水体化中的盐量和可接受的有毒有害物质的水平。常用掺入盐量的质量分数鉴别固化效果。平。常用掺入盐量的质量分数鉴别固化效果。12RVCVu定义：定义：利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质转利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程。变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程。u有毒有害物质（具有相对持久性）：有毒有害物质（具有相对
27、持久性）：uCr、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn等重金属等重金属化学稳化学稳定化技术；定化技术；u含氯的挥发性有机物、硫醇、酚类、氰化物等有机含氯的挥发性有机物、硫醇、酚类、氰化物等有机污染物污染物氧化解毒技术；氧化解毒技术；uAs、S、F等非金属，放射性元素等非金属，放射性元素稳定化技术稳定化技术值得深入研究。值得深入研究。金属离子的稳定化金属离子的稳定化u主要方法：化学法（中和法、氧化还原法、溶出法、主要方法：化学法（中和法、氧化还原法、溶出法、化学沉淀法等）、物理化学法（吸附法、离子交换法等）化学沉淀法等）、物理化学法（吸附法、离子交换法等）u中和法：中和法：酸碱泥渣中和剂；罐式机械搅拌酸
28、碱泥渣中和剂；罐式机械搅拌/池式人工搅池式人工搅拌拌u氧化还原法：氧化还原法：将固体废物中可以发生价态变化的某些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有毒有害组分通过氧化还原反应转化为无毒/低毒化学低毒化学性质稳定的组分。性质稳定的组分。62533CrHgAsCrHgAs 氧化还原反应、（有毒）、（无毒/低毒）金属离子的稳定化金属离子的稳定化u吸附法：吸附法：利用吸附剂进行利用吸附剂进行可逆可逆吸附。吸附剂具有选择吸附。吸附剂具有选择性。主要吸附剂：天然材料（粘土、沙、氧化铁、氧化性。主要吸附剂：天然材料（粘土、沙、氧化铁、氧化镁、氧化铝、沸石、软锰矿、磁铁矿
29、、硫铁矿、磁黄铁镁、氧化铝、沸石、软锰矿、磁铁矿、硫铁矿、磁黄铁矿等），人工材料（活性炭、粉煤灰、高炉渣、活性氧矿等），人工材料（活性炭、粉煤灰、高炉渣、活性氧化铝、有机聚合物等）。如：活性炭化铝、有机聚合物等）。如：活性炭有机物；活性氧有机物；活性氧化铝化铝镍离子。镍离子。u离子交换法：离子交换法：常见的交换剂常见的交换剂离子交换树脂、天然或离子交换树脂、天然或人工合成沸石、硅胶。特点：昂贵、可逆。人工合成沸石、硅胶。特点：昂贵、可逆。u化学沉淀法：化学沉淀法：在含有重金属废物中投加化学药剂，形在含有重金属废物中投加化学药剂，形成难溶沉淀物的方法。包括：氢氧化物沉淀法、硫化物成难溶沉淀物的方
30、法。包括：氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、硅酸盐沉淀法、碳酸盐沉淀法、共沉淀法、无沉淀法、硅酸盐沉淀法、碳酸盐沉淀法、共沉淀法、无机及有机螯合物沉淀法。机及有机螯合物沉淀法。u氢氧化物沉淀法：氢氧化物沉淀法：关键关键pH值影响溶解度。值影响溶解度。u投加碱性物质投加碱性物质氢氧化钠、石灰、碳酸钠等。氢氧化钠、石灰、碳酸钠等。u固化基材（调固化基材（调pH值）：硅酸盐水泥、石灰窑灰值）：硅酸盐水泥、石灰窑灰渣、碳酸钠等。渣、碳酸钠等。金属离子的稳定化金属离子的稳定化u硫化物沉淀法：硫化物沉淀法：关键关键利用硫化物的低溶解度。利用硫化物的低溶解度。u无机硫化物沉淀无机硫化物沉淀应用广泛，保持应用广泛
31、，保持pH8，u有机硫化物沉淀有机硫化物沉淀较高的分子量较高的分子量与金属离子形与金属离子形成沉淀物，易沉降、脱水和过滤。沉淀彻底，适用成沉淀物，易沉降、脱水和过滤。沉淀彻底，适用pH范围广。范围广。u硅酸盐沉淀：硅酸盐沉淀：pH在在211范围内，产物范围内，产物水合金属水合金属离子与离子与SiO2或硅胶按不同比例混合物。或硅胶按不同比例混合物。u碳酸盐沉淀：碳酸盐沉淀：钡、镉、铅碳酸盐低溶解度，应用较少。钡、镉、铅碳酸盐低溶解度，应用较少。化学沉淀法：化学沉淀法：u共沉淀：共沉淀：在非铁二价重金属离子（在非铁二价重金属离子（Mn2+、Zn2+、Ni2+、Mg2+、Cu2+、Cd2+)与与Fe
32、2+共存溶液中，适当调共存溶液中，适当调节节pH值，发生如下反应：值，发生如下反应：u生成物在空气中溶解：生成物在空气中溶解：u生产铁氧体，可用永久磁铁吸住。铁氧体生产铁氧体，可用永久磁铁吸住。铁氧体：=1:11:2。u碳酸钙也可以产生共沉淀。碳酸钙也可以产生共沉淀。2236(3)6()xxxMx FeOHM FeOH 3623422()26xxxxM FeOHOM FeOH O 化学沉淀法：化学沉淀法：u无机及有机螯合物沉淀：无机及有机螯合物沉淀：废物中含有配合剂废物中含有配合剂磷酸磷酸酯、柠檬酸盐、葡萄糖酸、氨基乙酸、酯、柠檬酸盐、葡萄糖酸、氨基乙酸、EDTA等与重等与重金属离子配位形成金
33、属离子配位形成稳定可溶螯合物稳定可溶螯合物。u螯合物的去除：螯合物的去除：u强氧化剂、高温破坏强氧化剂、高温破坏u高高pH破坏、碱性破坏、碱性Na2S去除去除u高分子有机硫稳定剂高分子有机硫稳定剂更稳定的螯合物更稳定的螯合物u螯环（更稳定）：对螯环（更稳定）：对Pb2+、Cd2+、Ag+、Ni2+、Cu2+，去除率去除率98%；对；对 Co2+、Cr2+，去除率，去除率85%；稳定化处；稳定化处理效果优于理效果优于Na2S。化学沉淀法：化学沉淀法：有机污染物的氧化解毒处理有机污染物的氧化解毒处理有机有机污染物污染物氧化解毒氧化解毒O3氧化解毒氧化解毒理论上理论上1058gO3/度电度电实际实际
34、150gO3/度电度电费用高，自由能高费用高，自由能高有紫外线照射：有紫外线照射：过氧化氢解毒过氧化氢解毒铁做催化剂产生铁做催化剂产生OHH2O235%50%水溶液水溶液紫外线功率紫外线功率500W/L五氯酚污染土壤五氯酚污染土壤99.9%降解，降解，有效去除有效去除TOC氯氧化解毒氯氧化解毒氯和漂白粉。用氯的氧化作用破坏剧毒氰化物是一种经典方法，氯和漂白粉。用氯的氧化作用破坏剧毒氰化物是一种经典方法，pH7.52323233323233RCH OHORCOOHH ONaCNONaCNOOCH CHOOCH COOHO 222OHRHRH ORH OOHROH 22222222234262Cl
35、H OHClOHClHClOHClOCNClOCNOClNaCNClCNClNaClCNClNaOHNaCNONaClNaCNOClNaOHNCONaClH O u定义定义：是用物理：是用物理-化学方法将有害废物固定或包封在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。化处理方法。u应用：应用：目前已应用于处理电镀污泥、砷渣、汞渣、氰目前已应用于处理电镀污泥、砷渣、汞渣、氰渣、铬渣和镉渣等。渣、铬渣和镉渣等。某些废物对不同固化处理技术的适应性某些废物对不同固化处理技术的适应性废物成分废物成分处理技术处理
36、技术水泥固化水泥固化石灰等材料固化石灰等材料固化热塑性微包容法热塑性微包容法大型包容法大型包容法有有机机物物有机溶剂和油有机溶剂和油影响凝固，有机气影响凝固，有机气体挥发体挥发影响凝固，有机影响凝固，有机气体挥发气体挥发加热时有机气体会加热时有机气体会逸出逸出先用固体基先用固体基料吸附料吸附固态有机物（如固态有机物（如塑料、树脂、沥塑料、树脂、沥青）青）可适应，能提高固可适应，能提高固体化的耐久性体化的耐久性可适应，能提高可适应，能提高固体化的耐久性固体化的耐久性有可能作为凝结剂有可能作为凝结剂来使用来使用可适应，可可适应，可作为包容材作为包容材料使用料使用无无机机物物酸性废物酸性废物水泥可中
37、和酸水泥可中和酸可适应，能中和可适应，能中和酸酸应先进行中和处理应先进行中和处理应先进行中应先进行中和处理和处理氧化剂氧化剂可适应可适应可适应可适应会引起基料的破坏会引起基料的破坏甚至燃烧甚至燃烧会破坏包容会破坏包容材料材料硫酸盐硫酸盐影响凝固，除非使影响凝固，除非使用特殊材料，否则用特殊材料，否则引起表面剥落引起表面剥落可适应可适应会发生脱水反应和会发生脱水反应和再水合反应而引起再水合反应而引起泄漏泄漏可适应可适应卤化物卤化物很容易从水泥中浸很容易从水泥中浸出，妨碍凝固出，妨碍凝固妨碍凝固，会从妨碍凝固，会从水泥中浸出水泥中浸出会发生脱水反应和会发生脱水反应和再水合反应再水合反应可适应可适应
38、重金属盐重金属盐可适应可适应可适应可适应可适应可适应可适应可适应放射性废物放射性废物可适应可适应可适应可适应可适应可适应可适应可适应无机废物固化法和有机废物包封法的优缺点无机废物固化法和有机废物包封法的优缺点无机废物固化法无机废物固化法有机废物包封法有机废物包封法优优点点设备投资费用及日常运行费用低；所需设备投资费用及日常运行费用低；所需材料比较便宜且丰富；处理技术已比较成材料比较便宜且丰富；处理技术已比较成熟；材料的天然碱性有助于中和废水的酸熟；材料的天然碱性有助于中和废水的酸度；由于材料可在一定的含水量范围内使度；由于材料可在一定的含水量范围内使用，不需要彻底的脱水过程；借助于有选用，不需
39、要彻底的脱水过程；借助于有选择地改变处理剂的比例，处理后产物的物理择地改变处理剂的比例，处理后产物的物理性质可从软的粘土一直变化到整块石料；性质可从软的粘土一直变化到整块石料；用石灰为基质的方法可在一个单一的过程中用石灰为基质的方法可在一个单一的过程中处理两种废物；用粘土为基质可用于处理处理两种废物；用粘土为基质可用于处理某些有机废物某些有机废物污染物迁移率一般要比无机固化污染物迁移率一般要比无机固化法低；与无机固化法相比，需要法低；与无机固化法相比，需要固定程度低；处理后材料的密度固定程度低；处理后材料的密度较低，从而可以降低运输成本；较低，从而可以降低运输成本；有机材料可在废物与浸出液之间
40、形有机材料可在废物与浸出液之间形成一层不透水的边界层；此法可成一层不透水的边界层；此法可包封较大范围的废物；对大型包包封较大范围的废物；对大型包封法而言，可直接应用现代化的设封法而言，可直接应用现代化的设备喷涂树脂，无需其他能量开支备喷涂树脂，无需其他能量开支缺缺点点需要大量原料；原料（特别是水泥）是需要大量原料；原料（特别是水泥）是高能耗产品；某些飞灰如那些含有有机物高能耗产品；某些飞灰如那些含有有机物的废物在固化时会有一些困难；处理后产的废物在固化时会有一些困难；处理后产物的质量和体积都有较多增加；处理后产物的质量和体积都有较多增加；处理后产物容易被浸出，尤其容易被稀酸浸出，因此物容易被浸
41、出，尤其容易被稀酸浸出，因此可能需要额外的密封材料；稳定化的机理可能需要额外的密封材料；稳定化的机理尚未了解尚未了解所用的材料较昂贵；用热塑性所用的材料较昂贵；用热塑性及热固性包封法时，干燥、融化及及热固性包封法时，干燥、融化及聚合化过程中能源消耗大；某些聚合化过程中能源消耗大；某些有机聚合物是易燃的；除大型包有机聚合物是易燃的；除大型包封法外，各种方法均需要熟练的技封法外，各种方法均需要熟练的技术工人及昂贵的设备；材料是可术工人及昂贵的设备；材料是可降解的，易于被有机溶剂腐蚀；降解的，易于被有机溶剂腐蚀；某些材料在聚合不完全时自身会造某些材料在聚合不完全时自身会造成污染成污染水泥固化（水泥固
42、化（重点重点）u原理：原理：以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处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。理方法。适于各种含重金属的污泥。u水泥与添加剂水泥与添加剂u固化剂：固化剂：硅酸盐、火山灰质硅酸盐水泥等硅酸盐、火山灰质硅酸盐水泥等u添加剂：添加剂：能够吸收有害物质并促进其凝固，可减少能够吸收有害物质并促进其凝固，可减少水泥用量，加强固化体的强度，降低有害组分的浸水泥用量，加强固化体的强度，降低有害组分的浸出率出率。u常用常用 有吸附剂（活性氧化铝、粘土等）、缓凝剂有吸附剂（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、（酒石酸
43、、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）。铝酸钠、碳酸钠等）和减水剂（表面活性剂等）。水泥固化（水泥固化（重点重点）u水泥固化的化学反应：水泥固化的化学反应：u硅酸三钙的水合反应硅酸三钙的水合反应u硅酸二钙的水合反应硅酸二钙的水合反应u氯酸三钙的水合反应氯酸三钙的水合反应u铝酸四钙的水合反应铝酸四钙的水合反应固化固化效果效果u影响因素影响因素pH值值pH过高，氢氧化物沉淀，过高，氢氧化物沉淀，碳酸盐沉淀。另外，碳酸盐沉淀。另外，pH过高，形成带负电荷的过高，形成带负电荷的羟基络合物，溶解度羟基络合物，溶解度。Cu，pH9；Zn，pH9.3；Cd，pH11.
44、1。水、水泥和废物的比例水、水泥和废物的比例水分过少，不能保证水泥水分过少，不能保证水泥的充分水合作用；水分过的充分水合作用；水分过大，出现泌水现象。大，出现泌水现象。凝固时间凝固时间投加促凝剂、缓凝剂来投加促凝剂、缓凝剂来控制凝固时间，一般初控制凝固时间，一般初凝凝2h，终凝，终凝24h，保，保证混料后有足够时间输证混料后有足够时间输送、装桶或浇注。送、装桶或浇注。添加剂、成型工艺添加剂、成型工艺改善固化体质量。吸附改善固化体质量。吸附剂剂沸石或蛭石加入含硫沸石或蛭石加入含硫酸盐的废物中防止其与水酸盐的废物中防止其与水泥成分反应生成硫酸铝钙泥成分反应生成硫酸铝钙导致体积膨胀或破裂。蛭导致体积
45、膨胀或破裂。蛭石还是骨料。石还是骨料。水泥固化（水泥固化（重点重点）u应用：应用：无机类废物，如：多氯联苯、油和油泥、含有氯乙无机类废物，如：多氯联苯、油和油泥、含有氯乙烯和二氯乙烷的废物、硫化物等，烯和二氯乙烷的废物、硫化物等，尤其是含有重金属污染物尤其是含有重金属污染物的废物的废物，也被应用于低、中放射性及垃圾焚烧厂产生的焚烧，也被应用于低、中放射性及垃圾焚烧厂产生的焚烧飞灰等危险废物的固化处理。飞灰等危险废物的固化处理。u电镀污泥固化处理电镀污泥固化处理u采用采用400500号硅酸盐水泥为固化剂。电镀干污泥、水号硅酸盐水泥为固化剂。电镀干污泥、水水泥固化（水泥固化（重点重点）和水泥配比为
46、和水泥配比为(12):20:(610）。固化体）。固化体抗压强度达抗压强度达1020MPa。u优点：优点：u固化工艺和设备比较简单，设备和运行费用低；固化工艺和设备比较简单，设备和运行费用低；u水泥和添加剂便宜易得；水泥和添加剂便宜易得；u对含水量较高的废物可以直接固化；对含水量较高的废物可以直接固化；u固化产品经过沥青涂覆能有效地降低污染物的浸出，固化产品经过沥青涂覆能有效地降低污染物的浸出，固化体的强度、耐热性、耐久性均好；固化体的强度、耐热性、耐久性均好；u产品适于投海处置，有的产品可作路基或建筑物基产品适于投海处置，有的产品可作路基或建筑物基础材料。础材料。水泥固化（水泥固化（重点重点
47、）u缺点：缺点：u产品一般都比最终废物原体积增大产品一般都比最终废物原体积增大1.52.0倍，固倍，固化体中污染物的浸出率较高，须作涂覆处理；化体中污染物的浸出率较高，须作涂覆处理；u废物有的需作预处理或需要加入添加剂，因而可能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，废物体积增影响水泥浆的凝固，并会使成本增加，废物体积增大；大；u水泥的碱性能使铵离子变成氨气释出。水泥的碱性能使铵离子变成氨气释出。水泥固化（水泥固化（重点重点）石灰固化石灰固化u概念：概念：以石灰和具有火山灰活性的物质为固化基材对以石灰和具有火山灰活性的物质为固化基材对危险废物进行固化处理的
48、方法。危险废物进行固化处理的方法。u应用：应用：产品适用于固化钢铁、机械的酸洗工序所排放产品适用于固化钢铁、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、石油冶炼污的废液和废渣、电镀污泥、烟道脱硫废渣、石油冶炼污泥等。固化体养护后可作为路基材料或砂坑填充物。泥等。固化体养护后可作为路基材料或砂坑填充物。u原理：原理：石灰与硬凝性物料结合会产生能在化学及物理石灰与硬凝性物料结合会产生能在化学及物理上将废物包裹起来的粘结性物质。常以氢氧化钙（熟石上将废物包裹起来的粘结性物质。常以氢氧化钙（熟石灰）的方法固定污泥。灰）的方法固定污泥。石灰固化石灰固化u特点：特点：u使用的添加剂本身是废物
49、，来源广，成本低；使用的添加剂本身是废物，来源广，成本低；u操作简单，不需要特殊的设备，处理费用低；操作简单，不需要特殊的设备，处理费用低；u被固化的废渣不要求脱水和干燥；被固化的废渣不要求脱水和干燥；u可在常温下操作，没有尾气处理问题等。可在常温下操作，没有尾气处理问题等。u缺点：缺点：石灰固化体的增容比较大；固化体容易受酸性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。介质浸蚀，需对固化体表面进行涂覆。u原理：原理：以沥青为固化剂与有害废物在一定的温度、配料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，使有害废物均匀地比、碱度和搅拌
50、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。包容在沥青中，形成固化体。u沥青沥青憎水性物质、良好的粘结性、化学稳定性、憎水性物质、良好的粘结性、化学稳定性、较高的耐腐蚀性。石油蒸馏的残渣，其化学成分包括较高的耐腐蚀性。石油蒸馏的残渣，其化学成分包括沥青质、油分、游离碳、沥青质、油分、游离碳、胶质、沥青酸和石蜡胶质、沥青酸和石蜡。u工艺：工艺：先将废物脱水，再同沥青在高温下混合；或将废先将废物脱水，再同沥青在高温下混合；或将废物与沥青共同加热脱水，再冷却、固化。物与沥青共同加热脱水，再冷却、固化。u高温熔化混合蒸发法：高温熔化混合蒸发法：将废液加入预先熔化的沥青将废液加入预先熔
