本发明涉及高危危险废物处理技术领域，更具体地，涉及一种用于危险废物的固化方法。
背景技术：
以含砷废物、含重金属废物(如铬、镉、镍等)为代表的危险废物会对人类及环境产生巨大危害，需集中处理处置，不能随意堆砌填埋。目前，国内外对含砷渣等危险废物无害化处理主要采用稳定化、固化、安全填埋等工艺，即降低含砷渣等危险废物的毒性，将含砷渣等危险废物固定或包封于惰性基材中的处理技术，使其最大限度地与生物圈隔离。
稳定化技术主要是选用合适的化学药剂与危险废物混合，使化学药剂与有毒组分充分反应，以便破坏有毒组分的化学结构，使其转变为低溶性、低迁移性、低毒性的危险废物。固化技术主要是选用合适的固化剂与经过稳定化技术处理后的危险废物混合，将危险废物胶结成具有一定形状、大小和机械强度的密实块体，然后填埋至填埋场或其他指定位置，减少有害物质向生物圈的迁移率。
在处理毒性大而无利用价值的含砷污泥、含砷烟尘等危险废物时，固化技术采用的包封材料为水泥基固化，水泥使用量大但固化效果不理想，而水泥基固化工艺存在处理处理成本高、浸出率高等问题。
因此，需要一种用于危险废物的固化方法，来解决上述问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种用于危险废物的固化方法，解决现有固化方法水泥处理成本高、浸出率高等问题。
基于上述目的本发明提供的一种用于危险废物的固化方法，包括：
(1)称取一定量的含污染物的危险废物装入容器中；
(2)根据所述危险废物中污染物含量，向所述容器内添加固化剂，所述污染物与所述固化剂的质量比为1:0.28～0.52；
(3)根据所述危险废物中污染物含量，向所述容器内添加至少一种促凝剂，所述污染物与所述促凝剂的质量比为1:0.05～0.30；
(4)搅拌所述危险废物、所述固化剂和所述促凝剂形成混合物；
(5)将所述混合物添加到养护袋中密封且常温养护，至形成符合填埋标准的固化体。
优选地，在步骤(1)之前还包括：将所述危险废物加入破碎机进行破碎，破碎至粒径不大于25mm。
优选地，在步骤(2)中还包括：将所述固化剂加入溶剂中溶解后添加到所述容器内。
优选地，在步骤(3)中还包括：所述促凝剂包括氧硅酸钠和凝胶，所述氧硅酸钠的质量分数为10.8％～100％，所述凝胶的质量分数为不高于89.2％。
优选地，在步骤(4)中还包括：将所述固化剂和所述氧硅酸钠加入到搅拌机中，搅拌5min；加入所述危险废物到所述搅拌机中，搅拌10min；加入所述凝胶到所述搅拌机中，搅拌10min。
优选地，在步骤(4)中还包括：向所述容器内加入溶剂，使所述容器内所述混合物形成泥状，将所述混合物的温度保持在30℃～50℃。
优选地，在步骤(5)之前还包括：所述容器内所述混合物的温度冷却至不低于15℃。
优选地，在步骤(5)之前还包括：调节所述容器内的所述混合物的ph值至7～12。
优选地，在步骤(5)中还包括：所述养护袋的养护温度范围是15℃～35℃。
另外，优选地，在步骤(5)中还包括：将所述养护袋放入恒温箱内进行养护，所述恒温箱内温度范围是20℃～25℃。
从上面所述可以看出，本发明提供的用于危险废物的固化方法，与现有技术相比，具有以下优点：提供良好的固化效果，降低有害污染物(如砷、重金属)的处理后的浸出率，避免污染环境；使用的药剂种类少，用量相对较低，可降低处理成本；通过增加促凝剂可以缩短危险废物的固化时间，来缩短危险废物整体的处理时间。另外，采用水玻璃作为固化剂，添加氟硅酸钠和水泥作为促凝剂来处理含砷废渣，可以增加固化效果的稳定性、降低有害污染物的浸出率，并且降低固化成本和增容比。
附图说明
通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1为本发明具体实施例中采用的用于危险废物的固化方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
图1为本发明具体实施例中采用的用于危险废物的固化方法的流程示意图。如图1所示，用于危险废物的固化方法包括：
(1)是称取一定量的含污染物的危险废物装入容器中；
(2)是根据危险废物中污染物含量，向容器内添加固化剂，污染物与固化剂的质量比为1:0.28～0.52；
(3)是根据危险废物中污染物含量，向容器内添加至少一种促凝剂，污染物与促凝剂的质量比为1:0.05～0.30；
(4)是搅拌危险废物、固化剂和促凝剂形成混合物；
(5)是将混合物添加到养护袋中密封且常温养护，至形成符合填埋标准的固化体。
通过上述方法处理危险废物，可以降低有害污染物(如砷、重金属)的处理后的浸出率，保证良好的固化效果，避免污染环境；使用的药剂种类少，用量相对较低，可降低处理成本；通过增加促凝剂可以缩短危险废物的固化时间，来缩短危险废物整体的处理时间。
为加快危险废物中污染物与固化剂、促凝剂的反应速度，优选地，在步骤(1)之前还包括：将危险废物加入破碎机进行破碎，破碎至粒径不大于25mm。通过降低危险废物的粒径，使里面的污染物与固化剂和促凝剂充分接触，以便提高反应速度。
为加快危险废物中污染物与固化剂的反应速度，提高固化效果，优选地，在步骤(2)中还包括：将固化剂加入溶剂中溶解后添加到容器内。
在本实施例中，固化剂可采用水溶性硅酸盐，如水玻璃或水玻璃溶液，水玻璃模数为2.7，比重为1.4；水玻璃或水玻璃溶液增加固化的稳定性、降低砷的浸出率；水玻璃或水玻璃溶液主要组成部分包括硅酸钠和高度水化的胶态氧化硅的混合物，如主要包括原硅酸钠(na4o3si)、正硅酸钠(na2osio2)、二硅酸钠(na2o2sio5)以及氧化硅的胶体粒子。水玻璃或水玻璃溶液的凝结和硬化原因包括：一方面是由于水玻璃自身携带的水分容易蒸发，使溶胶凝聚，另一方面是由于吸收空气中的co2而生产碳酸，与水玻璃溶液中的碱中和，使硅胶析出并凝聚成凝胶，反应公式如下：
na2onsio2+h2co3+xh2o＝na2co3+nsio2(x+1)h2o
另外，通常采用水、去离子水、纯净水作为溶剂。危险废物中具有亲水污染物可以在水中溶解。
为降低固化成本，提高增容比，促进凝结速度，优选地，在步骤(3)中还包括：促凝剂包括氧硅酸钠和凝胶，氧硅酸钠的质量分数为10.8％～100％，凝胶的质量分数为不高于89.2％。凝胶可采用水泥、黄沙、粉煤灰等。在本实施例中，凝胶为水泥。
为提高固化速度和凝结速度，使危险废物、固化剂和促凝剂应充分混合，优选地，在步骤(4)中还包括：将固化剂和氧硅酸钠加入到搅拌机中，搅拌5min；加入危险废物到搅拌机中，搅拌10min；加入凝胶到搅拌机中，搅拌10min。通过搅拌，可以使充分危险废物、固化剂和促凝剂接触，来提高反应速度。
为加快危险废物与固化剂的反应速度，加速固化剂的溶解，提高固化效果，优选地，在步骤(4)中还包括：向容器内加入溶剂，使容器内混合物形成泥状，将混合物的温度保持在30℃～50℃。另外，通常采用水、去离子水、纯净水作为溶剂，为简化操作步骤，通常向容器内加入热水，以便使得混合物在相对较高的温度反应。
为确保养护效果，在将混合物装入养护袋之前，应使混合物冷却降温，优选地，在步骤(5)之前还包括：容器内混合物的温度冷却至不低于15℃。养护袋通常采用聚丙烯、聚乙烯等聚酯纤维编织而成，在本实施例中，可采用吨袋作为养护袋。
为提高固化速度，增加固化的稳定性，优选地，在步骤(5)之前还包括：调节容器内的混合物的ph值至7～12。当混合物的ph值相对较低时，向容器内加入氢氧化钙粉末进行调节，在本实施例中，容器内的混合物的ph调节至10。
通过缩短养护时间，可缩短危险废物的整体处理时间，提高处理效率，优选地，在步骤(5)中还包括：养护袋的养护温度范围是15℃～35℃。
为进一步缩短养护时间，提供相对稳定的养护效果，另外，优选地，在步骤(5)中还包括：将养护袋放入恒温箱内进行养护，恒温箱内温度范围是20℃～25℃。
在填埋前，可对养护袋内的固化体采样进行分析，检测污染物的浸出率和增容比是否满足要求，如果满足，可运输到填埋场进行填埋，如果不满足要求，可拆袋重新进行固化。
下面结合具体实施例，进一步介绍用于危险废物的固化方法。
危险废物含有砷、铅、铬、镉、铜、锌、铍、钡、镍中的一种或多种，以含砷废渣为例，危险废物的质量为7t，其中砷含量为41％，固化剂选用水玻璃，水玻璃的质量为3.8t，促凝剂选用氟硅酸钠和水泥，其中氟硅酸钠0.4t，水泥1.4t。
在对含砷废渣进行固化之前，先通过实验确定固化剂与促凝剂的优选配比，同时考察水玻璃、氟硅酸钠、水泥的比例对固化效果的影响。表1示出了固化剂与促凝剂对含砷废渣的固化试验配比。其中，含砷废渣、固化剂与促凝剂三者的成分之比为质量之比；用水量为实际生产用量、未计入所需费用；按照水玻璃1300元/t、氟硅酸钠2000元/t、水泥价格360元/t计算固化每吨含砷废渣的价格。如表1所示：
表1固化剂与促凝剂对含砷废渣的固化试验配比
从上表可知，水玻璃和氟硅酸钠用量越大，价格越高，相同氟硅酸钠用量下，水玻璃用量越大，成本越高。相同促凝剂用量下，水泥用量越大，氟硅酸钠用量越少，成本越低。现有技术中，水泥使用量约为本实施例中水泥使用量的10～15倍，相对于现有技术，本实施例中水泥使用量大幅度降低，成本也大幅度降低。综上，通过增加少量的氟硅酸钠和水玻璃，可以大幅度降低水泥的使用量，来降低成本。
按照上述用于危险废物的固化方法，按照表1中水玻璃、氟硅酸钠、水泥的比例对含砷废渣进行处理，在常温下进行养护，表2示出了固化剂与促凝剂对含砷废渣的固化试验对比。如表2所示，对表1中每个样品制作三组平行样品，以便监测固化稳定性、浸出率和增容比。
表2固化剂与促凝剂对含砷废渣的固化试验对比
为减小样品监测过程中产生的误差，各个样品采用相同的监测方法。表3示出了检测项目、检测方法和方法来源。如表3所示，
表3检测项目、检测方法和方法来源
在经过15天固化后，对表2中各个样品检测砷含量，计算浸出率；然后对固化体检测体积，计算增容比，以便选则适合的固化剂和促凝剂使用量。表4示出了含砷废渣固化试验测试结果，如表4所示，
表4含砷废渣固化试验测试结果(固化时间：15天)
从上表中可知，固化剂与促凝剂的质量比为1:0.11～1.02，在该范围内，砷的浸出率均满足砷的填埋标准要求，即砷的浸出率均小于2.5％，可满足达标排放要求；另外，固化剂用量越小，促凝剂用量越大，增容比的比值越大；增容比越大，填埋量越大；用户可根据填埋场的实际容积和处理成本的预算，来选择适合用量的固化剂和促凝剂。
从上面的描述和实践可知，本发明提供的用于危险废物的固化方法，与现有技术相比，具有以下优点：提供良好的固化效果，降低有害污染物(如砷、重金属)的处理后的浸出率，避免污染环境；使用的药剂种类少，用量相对较低，可降低处理成本；通过增加促凝剂可以缩短危险废物的固化时间，来缩短危险废物整体的处理时间。另外，采用水玻璃作为固化剂，添加氟硅酸钠和水泥作为促凝剂来处理含砷废渣，可以增加固化效果的稳定性、降低有害污染物的浸出率，并且降低固化成本和增容比。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。