1.固化体的强度较低，需较长的 养护时间；2.有较大的体积膨胀， 增加清运和处置的困难
沥青 固化法
重金属、 氧化物、 废酸
1.有时需要对废物预先脱水或浓缩；
1.需高温操作，安全性较差；
2.固化体空隙率和污染物浸出速率均大大 2.一次性投资费用与运行费用比
降低；3.固化体的增容较小
水泥固化法高
固塑化性法机部物分、非废氧极酸化性物有、3化12接固对。触化水液体溶损的液失渗有率透良远性好低较的于其阻水他隔泥固性固化化法与低石；灰固
化 特 但只限于含有大量硫酸钙的废物，应用面较为狭窄。此外 还要求熟练的操作和比较复杂的设备，煅烧泥渣也需要消
耗一定的热量。
点
Terra-Crete技术（见图4-15）
技术 适用对象
主要优点
主要缺点
水泥 固化法
重金属、 氧化物、 废酸
1.水泥搅拌，技术已相当成熟；2.对废物 1.废物如含特殊的盐类，会造成
实践证明，采用水泥固化处理各种含有重金属的污泥十分有 效。在固化过程中，由于水泥具有较高的pH值，使得污泥中的重 金属离子在碱性条件下，生成难溶于水的氢氧化物或碳酸盐等。 某些重金属离子也可以固定在水泥基体的晶格中，从而可以有效 地防止重金属的浸出。
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二、水泥与添加剂 (一)水泥
(二)添加剂 在水泥固化处理过程中，为了改善固化条件，提高固化体的质量，有
在危险废物中添加固化剂，使其转变为非流动型的固态物或形成紧密的固体物。由 于产物是结构完整的块状密实固体，可以方便地进行运输。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。 （2）稳定化一般可分为化学稳定化和物理稳定化，化学稳定化是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；物理稳定化是将污泥或固体物质 与一种疏松物料(如粉煤灰)混合生成一种粗颗粒，有土壤状坚实度的固体，这种固体可 以用运输机械送至处置场。实际操作中，这两种过程是同时发生的。 （3）固定化：具有固化和稳定化作用的过程。 （4）限定化：将有毒化合物固定在固体粒子表面的过程。 （5）包容化：用稳定剂／固化剂凝聚，将有毒物质或危险废物颗粒包容或覆盖的过程。
固 磷酸盐：含盐量低、放射性极高的如普里克斯废液（见图4-13） 化 硼酸盐玻璃：高放废液+固化剂——煅烧，升温1100~
1150 ℃，退火
剂
化
特点
特 浸出速率最低、增容比最小、高温操作，烧结过程需配 点 备尾气净化系统、成本高、稳定性和耐久性差
概念 利用废物自身的胶结特性来达到固化目的的方法。
应用 该技术主要用来处理含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的
石 灰 固 化
应 应用 一般被用来处理中、低放射性蒸发残液、废水化学
处理产生的污泥、焚烧炉产生的灰分，以及毒性较大的电 镀污泥和砷渣等危险废物。对象与水泥固化基本相同
用 特点 （1）固化体的空隙率和固化体中污染物的浸出速率均大
大降低。另外，由于固化过程中干废物与固化剂之间的质量比通
常为1：1～2：1，因而固化体的增容较小；
测量和评价固化体浸出率的目的： ①在实验审或不同的研究单位之叫，通过固化体 难溶性程度
的比较，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环境时的性能，可 用于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。浸出率的具体测定方法参见蒋建国编 著《固体 废物处置，5资源化》(化学上业出版社，2008)。
及 在助凝剂和催化剂的作用下产生聚合以形成海绵状的聚合物质，
从而在每个废物颗粒的周围形成一层不透水的保护膜。
部分液体废物遗留，需干化。颗粒度、含水量等以及进行聚合的条件
原 热塑性材料固化（沥青、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等）：是
用熔融的热塑性物质在高温下与干燥脱水危险废物混合，
以达到对废物稳定化的目的的过程。
物、有机溶剂以及强氧化性废物。
点
5.4塑料材料包容技危险废物按一定的比例配料，
并加入适量催化剂和填料进行搅拌混合，使其共聚合固化，
将危险废物包容形成具有一定强度和稳定性固化体的过程。
念
热固性塑料固化（脲醛树脂、聚酯、聚丁二烯、酚醛树脂、
环氧树脂）用热固性有机单体和经过粉碎处理的废物充分混合，
应用 适用于稳定石油冶炼污泥、重金属污泥、氧化物、 废酸等无机污染物。
特点 简单，物料来源方便，操作不需特殊设备及技术， 比水泥固化法便宜，并在适当的处置环境，可维持波索来 反应的持续进行。石灰固化处理得到固化体的强度较低， 所需养护时间较长，并且体积膨胀较大，增加清运和处置 的困难，因而较少单独使用。
及 （2）固化剂具有一定的危险性，固化过程中容易造成二次污染，
需采取措施加以避免。另外，对于含有大量水分的废物，由于沥
青不具备水泥的水化作用和吸水性，所以需预先对废物进行浓缩
特 脱水处理。因此，沥青固化工艺流程和装置往往较为复杂，一次
性投资与运行费用均高于水泥固化法；
（3）固化操作需在高温下完成，不宜处理在高温下易分解的废
14
15
在普通硅酸盐水泥的水化过程中进行的主要反应如图4-1所示。
16
5.2.2 水泥固化影响因素
pH 水、水泥和废物的量比 凝固时间
5.2.3 水泥固化工艺
其他添加剂 固化块的成型工艺
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水 泥 固 化
优点 ①设备和工艺过程简单，无需特殊的设备，设备投
资、动力消耗和运行费用都比较低；②水泥和添加剂价廉
中化学性质的变动承受力强;3.可由水泥与 固化体破裂；2.有机物的分解造
废物的比例来控制固化体的结构缺点与防 成裂隙，增加渗透性，降低结
水性；4.无需特殊的设备，处理成本低；5.构强度；3.大量水泥的使用可增
废物可直接处理，无需前处理。
加固化体的体积和质量
石灰 固化法
重金属、 氧化物、 废酸
1所用物料来源方便，价格便宜； 2操作不需特殊设备及技术； 3.产品通常便于装卸，渗透性有所降低
点 需进行预处理和投加添加剂，使处理费用增高；④水泥的
碱性易使铵离子转变为氨气逸出；⑤处理化学泥渣时，由
于生成胶状物，使混合器的排料较困难，需加入适量的锯
末予以克服。
5.3 石灰固化技术
概念 以石灰和具有火山灰活性的物质（如粉煤灰、垃圾 焚烧灰渣、水泥窑灰等）为固化基材对危险废物进行稳定 化与固化处理的方法。重金属被吸附于胶体结晶中，包裹 起来的粘结性物质
自胶结 硫酸钙和亚硫 1烧结体的性质稳定，结构强度高； 固化法 酸钙的废物 2烧结体不具生物反应性及着火性
1应用面较狭窄； 2需要特殊设备及专业人员
自
废物，如磷石膏、烟道气脱硫废渣等。
原
理 原理 CaSO4﹒2H2O或CaSO3﹒2H2O经煅烧成具自胶结
胶 结
作用半水，遇水后迅速凝固和硬化。
特点 不需要加入大量添加剂，废物也不需要完全脱水， 工艺简单；固化体化学性质稳定，具有抗渗透性高、抗微
应 用
固 及 生物降解和污染物浸出速率低的特点，并且结构强度高；
结法更适用于处理无机废物，尤其是那些含阳离子的废
物．有机废物及无机阴离子废物则更适宜用无机物包容法
处理．
2
3
4
5.1.3 固化/稳定化技术比较
5
6
7
8
9
2．质量鉴别指标
(1)浸出率 固化体在浸泡时的溶解性能，即浸出率， 是鉴别固化体产品性能的最重要一项指标。
Rn
=
a n / A0 (F /V )tn
配料比、碱度和搅拌作用下发生皂化反应，使有害物质包容在沥
青中并形成稳定固化体的过程。沥青－憎水性物质、良好的黏结
理 性、化学稳定性、较高的耐腐蚀性。石油蒸馏的残渣，其化学成
分包括沥青质、油分、游离碳、胶质、沥青酸和石蜡等。
与
工艺 固废预处理——废物与沥青热混合——二次蒸汽净化
放射性废物沥青固化基本方法： 高温融化混合蒸发：如图4-12，150~230℃
理
热固性材料固化
热塑性材料固化
¾特点：引入密度较低的物质， ¾特点：浸出速率低；需要的包
应
添加剂数量较少，固化体密
容材料少，在高温下蒸发了大
用 及
度小；但操作过程复杂 ， 热固性材料自身价格高昂。 由于操作中有机物的挥发，
量的水分，增容率较低。缺点 是高温操作，耗能较多；会产 生大量的挥发性物质，其中有
10
11
§4.2 水泥固化
一、水泥固化原理
水泥固化是以水泥为固化剂将有害废物进行固化的一种处理 方法。
水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块， 能将砂、石等添加料牢固地凝结在一起。
对有害污泥进行固化时，水泥与污泥中的水分发生水化反应 生成凝胶，将有害污泥微粒分别包容，并逐步硬化形成水泥固化 体。可以认为这种固化体的结构主要是水泥的水化反应产物 3CaO．SiO3水化结晶体内包进了污泥微粒，使得污泥中的有害物 质被封闭在固化体内，达到稳定化、无害化的目的。
时还掺入适宜的添加剂。常用的添加剂有吸附剂—(如活性氧化铝、粘土、 蛭石等)、缓凝剂(如酒石酸、柠檬酸、硼酸盐等)、促凝剂(如水玻璃、铝 酸钠，碳酸钠等)和减水剂(表面活性剂)等。
13
三、水泥固化的化学反应 水泥固化是一种以水泥为基材的固化方法。以水泥为基础的固化稳定化
技术是这样一个过程，让废物物料与硅酸盐水泥混合，如果废物中没有水 分，则需向混合物中加水，以保证水泥分子跨接所必须的水合作用。此过 程所涉及的水合反应主要有以下几个方面：
特
容易引起燃烧起火，所以通
些是有害的物质；有时废物中
点
常不能在现场大规模应用。
含有热塑性物质或某些溶剂， 影响稳定剂和最终的稳定效果