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4.1概述3.相关概念区分固化:在危险废物中添加固化剂使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。形成结构完整的整块密实固体,方便运输。稳定化:将有毒有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质的过程。固定化:具有固化和稳定化作用的过程。4、固化与稳定化处理的基本要求④产品中有毒有害物质的水分或其他指定浸提剂所浸析出的量不能超过容许水平;⑤处理费用低廉;⑥对于固化放射性废物所产生的固化产品,还应有较好的导热性和热稳定性,以便用适当的冷却方法就可以防止放射性衰变热使固化体温度升高,避免产生自溶化现象,同时还要求产品具有较好的耐辐射照稳定性。(2)判断固化与稳定化处理效果指标数学表达式②体积变化因素CR=V1/V2CR—体积变化因素;V1—固化前危险废物体积;V2—固化后危险废物体积该指标是鉴别固化方法好坏和衡量最终处置成本的一项重要指标,其大小取决于能掺入固化体中的盐量和可接受的有毒有害物质的水平。③抗压强度对于一般废物对于抗压性要求较低,视其处置方法而定;但对于放射性废物,其固化体的抗压强度,前苏联要求大于5MPa,英国则要求达到20MPa。4.2固化与稳定化技术综述常用方法:①水泥固化;②石灰固化;③塑性材料固化;④自胶结固化——只适用于含有大量硫酸钙的废物;⑤熔融固化(玻璃固化)和陶瓷固化。4.2.1水泥固化技术(1)基本理论水泥:主要成分为SiO2、CaO、Al2O3和Fe2O3等,水泥是最常用的稳定剂,最适用于处理无机类型的废物。原理:水泥固化基材(无机胶结材料)——水化——加入添加剂——坚硬水泥石块水泥固化基材:普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、矾土水泥、沸石水泥等。(2)添加剂作用:为了使固化体达到良好的性能,便于后期处理和使用。无机添加剂:有蛭石、沸石、粘土矿物、水玻璃、无机缓凝剂(如焦磷酸钠)、无机速凝剂和骨料。有机添加剂:有硬脂肪酸丁酯、柠檬酸等。蛭石具有很高的隔热、隔音、防冻、保温作用。主要用途:防火涂料、保温材料、饲料添加剂、摩擦材料、油田助剂、花卉育苗、土地改良、橡塑填充、香包、油墨、陶瓷、环保、军工产品等行业。水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料。在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等。(3)影响因素:①pH较高:易形成金属盐(氢氧化物沉淀)和碳酸盐沉淀;过高:形成带负电荷的羟基配合物。②水、水泥和废物的比例水过少:水合不够;水过多:泌水③凝固时间初凝>2h;终凝:48小时内。④添加剂加入不同的类型添加剂可以改善固化体的某些性质。(4)混合方法及设备②容器内混合法直接在最终处置使用的容器内进行混合,然后用可以移动的搅拌装置混合。其优点是不产生二次污染物。适用于处置危害性大但数量不太多的废物。③注入法适用:粒度较大或十分不均匀不便于搅拌的固体废物。缺点:容易产气或放热,且容器不能完全充满。可分为以下三种类型:A、水泥注入法:先把废物放入桶内,然后再将水泥浆或水泥砂浆注入其中。适用于固化处理空隙大的废物,不适于树脂和泥浆的固化。B、废液注入法先在桶内填充水泥、废物、混合材料,然后再将废液注入其空隙中的办法。C、添加法先在桶内放入水和废液,然后慢慢加入水泥、废物、添加剂的一种方法。三种工艺的比较外部混合法:搅拌、洗涤;耗时耗力容器内混合法:不产生二次污染;适于危害性大且数量少的危险废物注入法:粒度大或很不均匀,不便搅拌;滚动、产气/放热(5)水泥固化的特点缺点:产品一般比最终废物原体积增大1.5~2倍;固化体中污染物的浸出率较高,需作涂覆处理;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,废物体积增大;水泥的碱性能使氨离子变成氨气释放出来。适用范围:重金属——电镀废物(如重金属Pb、Cu、Ni、Cr等;污泥——无需脱水;可以适用于具有不同化学性质的废物,对酸性废物也能起到一定的中和效果。4.2.2石灰固化生石灰的主要成分是CaO,一般呈块状,纯的为白色,含有杂质时为淡灰色或淡黄色。生石灰吸潮或加水就成为消石灰,消石灰也叫熟石灰,它的主要成分是Ca(OH)2。石灰固化原理:石灰中的钙与废物中的硅铝酸根会产生硅酸钙、铝酸钙的水化物,或者偏铝酸钙。可用于处理重金属污泥等无机污染物。优点:便宜、简单、无尾气问题、无需脱水和干燥,可在常温操作。缺点:易于被酸侵蚀——涂覆;结构强度不如水泥固化;增容比大小结作业