环保土体稳定技术处理工业固废的探析

梁 亮

（广东绿润环境科技有限公司，广东 佛山 528300）

引 言

现阶段，工业固废本身含有多种污染物质，若简单进行填埋等处理，会对环境造成严重污染。在此情况之下，环保土体稳定技术得以广泛运用，不仅能够实现对于工业固废的有效处理，减少环境污染，而且还能够实现对于废弃物的重新利用。结合当前实际情况来看，环保土体稳定技术的运用和研究尚处于起步阶段，为充分发挥环保土体稳定技术的应用效果，加强对于该技术在工业固废处理方面的运用研究是十分有必要的。

1 环保土体稳定技术概述

稳定技术最初是用于处理污泥，能够实现对于危险废物的有效修复，随着技术的发展，逐渐被用于土壤修复，发展成为环保土体稳定技术。该技术的主要优势在于修复剂价格低廉，来源广泛，便于获得，而且对于不同类型的污染、土壤都具有良好处理效果，见效时间快，土体稳定技术对于污染较为严重的局部土壤作用较为明显，也多用于修复大面积重金属污染土壤。环保土体稳定技术简而言之就是利用物理或者化学手段，将土壤当中的有害物质固定起来，转变为不活泼形态，以免其在环境当中迁移、扩散，以此达到土壤修复效果[1]。

2 环保土体稳定技术的分类

结合当前现有技术手段以及应用情况，常用的土体稳定技术包括以下几种。

2.1 水泥等无机材料的固化

水泥是当前土体稳定处理过程中的普遍材料，作为无机胶结材料，在实际工业固废处理过程中，重金属会在吸附、化学吸收、沉降以及离子交换等的作用下，与水泥发生回响，并最终形成坚硬的水泥固化体，并以氢氧化物的形式留在水泥当中，而且还能够有效抑制重金属渗滤，具有良好的固化效果。常用的固化水泥包括普通硅酸盐水泥、沸石水泥等，其中以普通硅酸盐水泥最为常见。但由于硫酸盐、酸雨等对水泥硬化浆体具有明显侵蚀作用，因此，若将其暴露在酸性环境当中，容易导致重金属重新溶出。

2.2 石灰、粉煤灰的稳定化

石灰本身具有一定碱性，属于非水硬性胶凝材料，可通过增加土壤pH值，使得土壤当中的重金属转变为碳酸盐、氢氧化物沉淀等，达到固化效果。而粉煤灰则与水泥具有相似的胶凝特性，使用石灰能够激活粉煤灰，使其产生黏结性物质，实现对于污染物的稳定固化处理，因此，在实际处理工业固废的过程中，通常会将二者进行混合使用。

2.3 塑性材料的稳定固化

结合不同材料性能特点，可将其进一步划分为热固性塑料以及热塑性材料两种固化处理类型。其中前者指的是在加热过程中，材料会由液体变为固体，并逐渐硬化，即使再次加热也不会变软，常用的材料包括聚酯、环氧树脂等。热塑性材料指的是能够在加热、冷却过程中，反复软化、硬化的有机材料，常见的固化材料包括沥青、聚丙烯等。

2.4 玻璃化稳定技术

该技术也可称为熔融固化技术，在高温条件下，将固体污染物溶解至玻璃状态，再实现永久固化，在此过程中，有机污染会逐渐转变为气体逸出，放射性物质以及重金属则会被控制在玻璃体内部，达到无害化处理效果[2]。

2.5 药剂稳定化技术

顾名思义，就是通过在受到污染的土壤当中，加入稳定化药剂，将重金属转变为毒性、溶解性以及迁移性都相对较低的物质，以此降低土壤毒性和受污染程度。此类技术手段包括pH操纵技术、离子交换技术以及沉淀技术等。常用的稳定化药剂包括硫酸亚铁、硫化钠以及高分子有机稳定剂等，均具有良好的作用效果以及发展前景。

3 运用环保土体稳定技术处理工业固废的要点

3.1 影响因素分析

不同土体稳定技术使用的材料种类不同，作用方式存在明显差异，因此，影响实际稳定效果的因素也各不相同。以水泥和石灰石为例，在实际进行土体稳定处理的过程中，需要在水化作用之下，实现废物的凝固和硬化处理，由此可知，影响土体稳定技术处理效果的主要因素就是水化反应。除此之外，污染土壤的理化性质，如pH酸碱度、土壤组成，以及凝胶材料、添加剂种类、水分含量，和后期养护情况等，都会对水化反应，以及土体稳定效果产生直接影响。以土壤pH为例，对于重金属污染土壤而言，在使用水泥或者石灰作为处理剂时，碱性环境有利于重金属沉淀回响，保障土体稳定效果；在土壤组成方面，有机污染物是影响水泥固化的重要因素，会抑制水泥硬化效果。综上可知，影响因素分析是使用土体稳定技术的重要步骤。

3.2 稳定药剂选择

结合上述影响因素分析可知，在实际选择稳定药剂进行工业废固处理的过程中，需要充分考虑土壤理化性质以及土体稳定工艺等影响因素，并通过批量试验的方式展开检测，通过综合评价分析，确定所需要选择的凝胶材料和添加剂，以此保障技术应用效果。以重金属污染土壤稳定固化处理为例，CCT是常用的金属稳定剂，但是其中包含三种不同类型的药剂，在实际使用的过程中，应结合重金属污染土壤的特点以及处理需求，有针对性地选择稳定修复药剂。对于Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Ag、Hg、Mn、Fe等重金属污染土壤，属于非变价金属，因此，需要选择CCT01作为土壤稳定处理剂；对于三价砷等重金属污染土壤，为保障处理效果，需要先对其进行氧化，然后再使用CCT02稳定剂；对于六价铬等需要进行还原处理的重金属污染土壤，则应使用CCT03进行稳定化处理。除此之外，在实际使用土体稳定技术的过程中，还应加强对于相应药剂使用量的重视，结合实际情况，科学确定药剂用量，要求药剂的化学当量应至少为土壤有效态重金属总量的10倍，以此保障土体稳定处理技术应用效果。

3.3 应用效果评价

为保障工业固废的无害化处理成效，需要对环保土体稳定技术应用效果展开评价分析，对此，可着重从处理后土壤的物理性质，以及污染物浸出情况两个方面展开评价。

在土壤物理性质方面，由于土体固化处理后，会形成固定、稳定形态，在展开资源利用的过程中，通常会将其投入对于材料要求不高的建筑工程以及建设部位当中，例如道路工程，用于路基填埋、中层覆盖等。对此，就需要针对固化后土体的抗压性能、抗冲击性能，以及抗浸泡能力等展开评价分析，以便后续材料的资源化利用。

在阻挡污染物浸出方面，需要从重金属浸出效应角度入手，而影响重金属浸出情况的主要因素包括固化体的性质、颗粒物大小，溶液性质以及接触时间等。当前我国已有用于评价分析固体废物毒性浸出情况的方法，可用于浸提固化处理后的土体。此外，我国还颁布了评价鉴别危险废物浸出毒性相关标准，可用于分析固化土体污染物浸出阻力情况，以便后续固化土体的再利用[3]。

4 环保土体稳定技术实际应用分析

4.1 飞灰砖稳定化处理

4.1.1 项目概况

以重金属螯合剂二次处理焚烧飞灰稳定化处理项目为例，案例项目需要处理的飞灰是已经经过固化处理的飞灰砖，该废物的组成物质包括水泥和飞灰两个部分，由于存放时间相对较长，经过长期日晒雨淋，飞灰砖的稳定性有所下降，不满足环保要求，存在重金属污染、二噁英污染等危害影响，无法直接进行填埋处理，对此，需要对其进行稳定化处理。

4.1.2 处理流程

案例项目需要处理的飞灰砖硬度高，块径大，不仅稳定性较低，而且后续运输、存储不方便，需要先进行磨碎处理，然后再将其进行稳定化处理。基于此，在实际展开飞灰砖稳定化处理的过程中，需要经历以下两个步骤：（1）破碎处理：先进行一级粗破处理，需要使用滚筒将飞灰砖碾压成为5～10 cm左右的颗粒，然后再进行二级细破处理，将飞灰砖破碎磨成粒径≤3 mm的粉末颗粒。（2）稳定化处理：在完成上述破碎处理之后，需要将飞灰粉末均匀稳定地送入到螯合设备下料斗当中，然后将螯合药剂与水按照指定比例混合，得到螯合剂溶液，再将其加入螯合设备当中，使用间歇式搅拌机搅拌均匀。在此过程中，飞灰当中的重金属将会与螯合剂发生化学反应，生成不溶于水的物质，完成稳定化转变。在螯合处理之后，产生的固化物会自动排放到吨袋，并运输到指定位置进行填埋处理。该技术的运用，不仅使得飞灰颗粒细度更高、均匀度更好，保障了处理效果，而且具有较高的安全性，通过密封设备，降低了扬尘幅度。

4.1.3 技术要点

结合上述分析可知，此次飞灰砖稳定化处理技术应用要点如下：（1）影响因素，案例项目飞灰为规格较大的固化砖形态，为保障固化处理到位，先对灰砖进行破碎处理，以此减小不良影响，保障螯合效果。（2）稳定处理，案例项目选用了螯合处理技术，为保障螯合药剂作用效果，采用了间歇式搅拌机，不仅操作便利，而且确保了药剂添加的精准性，保障螯合加药充分。（3）应用效果，该技术在实际项目当中的应用，具有良好效果，不仅现场设施安装建设难度较低，而且加药十分精准，螯合充分，通过了质量测试和效果评估，满足案例项目处理要求。

4.2 垃圾无害化处理

4.2.1 项目概况

以佛山市大良街道一般工业弃置物处理项目为例，案例项目需要对街道生活垃圾以及一般工业固体废物展开无害化处理，将建筑垃圾等可回收资源展开资源化利用，达到垃圾减量、节约处理的目的。主要服务内容包括收集辖区内一般工业废置物，并使用环保密封车辆运送到指定位置进行垃圾分拣、分类和无害化处理，要求综合单价最高限价为1 401.47元/吨，此次项目施工使用的设备情况如表1所示。

表1 设备使用情况

4.2.2 处理流程

垃圾处理过程中，主要包括以下两个步骤：其一为垃圾筛分，并对有用的部分展开资源回收；其二为废弃垃圾的处理，案例项目主要采用的是水泥窑协同处置技术。

针对垃圾分类部分，研发了生活垃圾自动优选处理装置，通过回收箱体的设计，实现生活垃圾的自动分类，减轻垃圾处理难度，提高垃圾处理效率。垃圾回收箱体底部设置了瓶体存储腔、污水回收箱和垃圾回收箱，箱体底部设置垃圾回收口和箱门。箱体内顶部设置了进料漏斗、搅拌推理料筒以及环切装置。搅拌推料筒与瓶体落料道相连，回收箱体内部还设置了污水分离箱，并与接料腔相连，实现了垃圾回收过程中固液高效分离。该生活垃圾自动处理设备的研发应用，有效实现了固液分离，为后续垃圾的处理和回收提供了极大的便利，有效提高了生活垃圾回收效率。

对于废弃建筑垃圾无害化处理部分，采用了水泥窑协同处置土体稳定技术，主要包括以下处理流程：先进行大件垃圾的分拣处理，对于需要进行焚烧处理的部分，运送到焚烧炉焚烧，对于可作为水泥原料的部分，则送入到水泥窑系统，作为原料进行筛选和分拣处理。

4.2.3 技术要点

结合上述案例分析可知，工业弃置物无害化处理过程中，需要注意的技术要点如下：（1）影响因素，垃圾分类系统，容易出现垃圾分类处理后的物质，掺杂其他废物的情况，主要原因在于系统分类能力有限，垃圾种类较多，或者是建筑材料与其他轻、小物质黏结在一起，影响分类效果，对此，可适当增加分选环节，强化分类系统设计。（2）稳定处理，建筑垃圾处理过程中，由于技术特点，需要采取有效降噪措施和除尘措施，以免带来二次污染，影响垃圾处理效果。

（3）应用效果，此次项目实施得到了甲方的认可，垃圾处理效果较好，符合国家、地方相关文件标准要求[4]。

5 结语

综上所述，环保土体稳定技术在工业固废处理领域有着较为广泛的应用范围，其不仅使用效果较好，而且操作简单便捷，成本较低。常用的土体稳定技术主要包括水泥等无机材料固化、沥青等有机材料固化以及玻璃化技术等，实际运用土体稳定技术的过程中，应结合影响稳定效果的因素，合理选择不同稳定药剂，并对稳定效果展开评价分析，以此保障工业固废处理成效。环保土体稳定技术在飞灰砖稳定化处理，以及垃圾无害化处理等领域当中，有着良好应用效果。相信随着对环保土体稳定技术的深入研究和实践探索，工业固废处理水平将会得到进一步提升。