第四章固体废物的物化处理-PPT.pptx

第四章固体废物的物化处理浮选药剂得分类浮选药剂得分类:l捕捕收收剂剂(collector)(collector):能能够够选选择择性性地地在在欲欲选选得得颗颗粒粒上上,使使目目得得颗颗粒粒表表面面疏疏水水,增增加加可可浮浮性性,使使其其易易于于向向气气泡泡附附着着得得药药剂剂l起泡剂起泡剂(frother)(frother):促进泡沫形成促进泡沫形成,增加分选界面得药剂增加分选界面得药剂调整剂调整剂:活化剂活化剂(金属阳离子、金属阳离子、HS-、HSiO3-)抑制剂抑制剂(氧、氧、SO2、淀粉、单宁等、淀粉、单宁等)分散剂分散剂(水玻璃、磷酸盐水玻璃、磷酸盐)絮凝剂絮凝剂(腐殖酸、聚丙烯酰胺腐殖酸、聚丙烯酰胺)pH调整剂调整剂(酸、碱酸、碱)第二节第二节 溶剂浸出溶剂浸出l溶剂浸出溶剂浸出:用适当得溶剂与废物作用使物料中有用适当得溶剂与废物作用使物料中有关得组分有选择性地溶解得物理化学过程关得组分有选择性地溶解得物理化学过程l适用适用:成分复杂、嵌布粒度微细且有价成分含量成分复杂、嵌布粒度微细且有价成分含量低得矿业固体废物、化工与冶金过程得废物低得矿业固体废物、化工与冶金过程得废物中性溶剂浸出中性溶剂浸出影响浸出过程得主要因素影响浸出过程得主要因素l1、物料粒度及其特性、物料粒度及其特性l2、浸出温度、浸出温度l3、浸出压力、浸出压力l4、搅拌速度、搅拌速度l5、其她、其她12大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流2、据浸出剂与被浸废料得相对运动方式得不同浸出工艺可分、据浸出剂与被浸废料得相对运动方式得不同浸出工艺可分为顺流浸出、错流浸出与逆流浸出三种。为顺流浸出、错流浸出与逆流浸出三种。浸出剂浸出剂被浸物料被浸物料送后续处理送后续处理浸液浸液浸渣浸渣物料物料新浸出剂新浸出剂顺流浸出工艺流程顺流浸出工艺流程错流浸出工艺流程错流浸出工艺流程浸液浸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固化基本理论固化基本理论l应用于以下方面应用于以下方面:l对具有毒性或强反应性等危险废物进行处理对具有毒性或强反应性等危险废物进行处理,使其满足填埋处置得要求。使其满足填埋处置得要求。l其她处理过程中产生得残渣在大量土壤被有害其她处理过程中产生得残渣在大量土壤被有害污染物所污染得情况下对土壤进行去污。污染物所污染得情况下对土壤进行去污。l对有害污染物污染得土壤去污对有害污染物污染得土壤去污固化途径l危险废物固化危险废物固化/稳定化得途径就是稳定化得途径就是:1.将污染物通过化学转变将污染物通过化学转变,引入到某种稳定固体物质引入到某种稳定固体物质得晶格中去得晶格中去;2.通过物理过程把污染物直接掺入到惰性基材中去。通过物理过程把污染物直接掺入到惰性基材中去。术语l固化固化:在危险废物中添加固化剂在危险废物中添加固化剂,使其转变为不可流动固体使其转变为不可流动固体或形成紧密固体得过程。或形成紧密固体得过程。l稳定化稳定化:将有毒有害废物转变为低溶解性、低迁移性及低将有毒有害废物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性得物质得过程。毒性得物质得过程。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化合物通过化学反应使有毒物质变成不溶性化合物,使之在稳定得晶格内固定不动使之在稳定得晶格内固定不动物理稳定化物理稳定化:将污泥或半固体物质与一种疏松得物料将污泥或半固体物质与一种疏松得物料(如粉煤灰如粉煤灰)混合生成一种粗颗粒、有土壤状坚实度得固体。混合生成一种粗颗粒、有土壤状坚实度得固体。评评 价价 指指 标标 具具具具备备备备一一一一定定定定得得得得性性性性能能能能:抗抗抗抗浸浸浸浸出出出出性性性性;抗抗抗抗干干干干湿湿湿湿性性性性、抗抗抗抗冻冻冻冻融融融融性性性性;耐耐耐耐腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性、不不不不燃燃燃燃性性性性;抗抗抗抗渗渗渗渗透透透透性性性性(固固固固化化化化产产产产物物物物););););足足足足够够够够得机械强度得机械强度得机械强度得机械强度(固化产物固化产物固化产物固化产物)。浸出浸出浸出浸出速率速率速率速率 抗压强度抗压强度抗压强度抗压强度体积变化因数体积变化因数体积变化因数体积变化因数装桶贮存装桶贮存:0、10、5MPa 作填埋处理作填埋处理:50kPa作建筑填土作建筑填土:100kPa作建筑材料作建筑材料:10MPa 放射性固化体放射性固化体:前苏联前苏联 5MPa,英国英国20MPa固化产品性能得判定标准固化产品性能得判定标准1 1、浸出率浸出率选择聚乙烯或聚丙烯作为浸出容器材料选择聚乙烯或聚丙烯作为浸出容器材料,以去离子水或以去离子水或合成海水作为浸出剂合成海水作为浸出剂;将一定尺寸得试验样品用尼龙丝悬挂于浸出容器中将一定尺寸得试验样品用尼龙丝悬挂于浸出容器中,在在255;402;702;902 得浸出温度下进行浸出得浸出温度下进行浸出至在试验误差范围内浸出率实际恒定不变。至在试验误差范围内浸出率实际恒定不变。从开始试验得第从开始试验得第1,3,7,10,14,21,28,35与与42 d后更换后更换浸出剂浸出剂,以后每一个月更换一次。以后每一个月更换一次。对浸出液对浸出液(包括溶解得、悬浮得、沉积得与吸附得包括溶解得、悬浮得、沉积得与吸附得)进行进行分析分析,从而确定固化体得类型或组成。从而确定固化体得类型或组成。(2)增容比危险废物在稳定化危险废物在稳定化/固定化处理前后得体积比固定化处理前后得体积比 即即:C Ci i=V V1 1/V V2 2 式中式中:C Ci i增容比增容比 V V2 2固化体体积固化体体积,m m3 3 V V1 1固化前有害废物得体积固化前有害废物得体积,m m3 3 三、固体废物得药剂稳定化处理三、固体废物得药剂稳定化处理药剂稳定化药剂稳定化:利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质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得过程转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质得过程吸附技术吸附技术l吸附剂吸附剂:l天然材料天然材料:黏土、沙、氧化铁、氧化镁等黏土、沙、氧化铁、氧化镁等l人工材料人工材料:活性炭、锯末、飞灰、活性氧活性炭、锯末、飞灰、活性氧化铝等化铝等l目前常用得固化/稳定化方法有:l水泥固化、石灰固化、塑性材料固化、有机聚合物固化、自胶结固化、熔融(玻璃)固化与陶瓷固化。l固化技术特别适用于含重金属得废物。固化材料固化材料 废物被掺入水泥得基质中废物被掺入水泥得基质中,水泥与废物中得水分或另水泥与废物中得水分或另外添加得水分外添加得水分,发生水化反应后生成坚硬得水泥固化体发生水化反应后生成坚硬得水泥固化体 水泥主要成分水泥主要成分:铝、硅、铁、钙得氧化物铝、硅、铁、钙得氧化物 固化基材固化基材:普通硅酸盐普通硅酸盐 矿渣硅酸盐矿渣硅酸盐 火山灰硅酸盐火山灰硅酸盐 矾土矾土 沸石等水泥沸石等水泥 无机添加剂无机添加剂:蛭石、沸石、多种粘土矿物、水玻璃、蛭石、沸石、多种粘土矿物、水玻璃、无机缓凝剂、无机速凝剂与骨料等无机缓凝剂、无机速凝剂与骨料等 有机添加剂有机添加剂:硬脂肪酸丁酯、硬脂肪酸丁酯、-糖酸丙酯、柠檬酸糖酸丙酯、柠檬酸 水泥固化过程硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等得水泥固化过程硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等得水合反应产生水合反应产生Ca(OH)Ca(OH)2 2 基基基基 本本本本 理理理理 论论论论水水水水 泥泥泥泥 固固固固 化化化化危险废物、水泥、水、添加剂危险废物、水泥、水、添加剂危险废物、水泥、水、添加剂危险废物、水泥、水、添加剂影响因素影响因素适用对象l以水泥为基本材料得固化技术最适用于无机类型得废物以水泥为基本材料得固化技术最适用于无机类型得废物,尤其尤其就是含有重金属污染物得废物。就是含有重金属污染物得废物。l由于水泥所具有得高由于水泥所具有得高pH值值,使得几乎所有得重金属形成不溶使得几乎所有得重金属形成不溶性得氢氧化物或碳酸盐形式而被固定在固化体中。但就是汞性得氢氧化物或碳酸盐形式而被固定在固化体中。但就是汞仍然要以物理封闭得微包容形式与生态圈进行隔离仍然要以物理封闭得微包容形式与生态圈进行隔离,铅主要铅主要沉积于水泥水化物颗粒得外表面沉积于水泥水化物颗粒得外表面,而铬则较为均匀得分布于而铬则较为均匀得分布于整个水化物得颗粒之中。整个水化物得颗粒之中。图图图图6 6 6 61 1 1 1 电镀污泥水泥固化处理工艺流程图电镀污泥水泥固化处理工艺流程图电镀污泥水泥固化处理工艺流程图电镀污泥水泥固化处理工艺流程图适用对象图图图图6 6 6 61 1 1 1 电镀污泥水泥固化处理工艺流程图电镀污泥水泥固化处理工艺流程图电镀污泥水泥固化处理工艺流程图电镀污泥水泥固化处理工艺流程图汞汞渣渣水水泥泥固固化化汞渣与水泥得配比汞渣与水泥得配比:1:(38),加水混匀加水混匀,送入模具振捣成型送入模具振捣成型,再送入蒸汽养护室再送入蒸汽养护室,在在6070养护养护24h,凝结硬化形成固体凝结硬化形成固体,做深埋处置做深埋处置优缺点优缺点石灰固化石灰固化沥青固化沥青固化 图图6 62 2 高温熔化混合蒸发沥青固化流高温熔化混合蒸发沥青固化流程示意图程示意图沥青固化沥青固化沥沥青青固固化化 玻玻璃璃原原料料为为固固化化剂剂,将将其其与与危危险险废废物物以以一一定定得得配配料料比比混混合合后后,在在1000100015001500得得高高温温下下熔熔融融,经经退退火火后后形成稳定得玻璃固化体。形成稳定得玻璃固化体。钠钠钾钾玻玻璃璃熔熔点点低低,制制造造容容易易,溶溶解解度度高高,硅硅酸酸盐盐玻璃熔点高玻璃熔点高,制造困难。制造困难。磷酸盐磷酸盐:含盐量低、放射性极高得如普雷克斯废液含盐量低、放射性极高得如普雷克斯废液硼硼酸酸盐盐玻玻璃璃:高高放放废废液液+固固化化剂剂煅煅烧烧,升升温温110011001150 1150,退火退火 浸浸出出速速率率最最低低、增增容容比比最最小小、高高温温操操作作,烧烧结结过过程程需需配配备备尾尾气气净净化化系系统统、成成本本高高、稳稳定定性性与与耐耐久久性性差差 。概概概概 念念念念固固固固 化化化化剂剂剂剂特特特特点点点点玻玻玻玻 璃璃璃璃 固固固固 化化化化概念固化剂特点玻璃固化玻璃固化处理处理图图6 63 3 磷酸盐玻璃固化工艺流程磷酸盐玻璃固化工艺流程图图6 64 4 硼酸盐玻璃固化工艺流程硼酸盐玻璃固化工艺流程