日处理30t重金属残渣的水泥固化处理工艺设计

（二）设计内容

（三）设计要求

（一）重金属的概念

（二）重金属残渣的危害

（三）总体设计

（一）、配料机

（二）、混合搅拌机

（三）、水泥储仓

（四）、固废储仓

（五）、螺旋输送机

（六）、粉煤灰仓储

（七）、药剂储备罐和输送泵

（八）、砌块成型机

（九）、皮带输送机

（十）、其他设备

0.12a-------------------------，V=———=————=

1.68m100m10x

0.8x2式中搅拌容器的容器，；V——n工作时间处理的物料体积；3V——m/10ha每批物料的处理时间，t——hn——搅拌容器的备用系数，一般取

0.1〜

0.15；——装料系数，根据实际生产条件或试验结果而确定；通常取

0.6〜

0.85；若搅拌状态平稳或物料的粘度较高，可取；

0.8~

0.85同样容积的搅拌容器台数，台m——、容器装液高径比2HJD在确定了搅拌容器后，需选择合适的高径比，高径比的考虑因素有:V

①装液高径比对搅拌功率的影响2装液高径比对传热的影响物料特性对装液高径比的要求3表2常用搅拌器的装液高径比筒体内物料类型种类HL/D反应釜、混合罐、溶解槽液液或液固系ri.3反应釜、分散槽气液体系广2聚合釜悬浮液、乳化液

2.08〜

3.85发酵搅拌罐气液体系

1.7~

2.5取H/D=

1.2L、立式搅拌器与卧式搅拌器的比选3立式搅拌机的优势在于动力消耗少，占地面积也小，而且价格偏低，性价比高，十分适合小规模的加工相对卧式搅拌器，立式搅拌器的优点有）搅拌更均匀，更充1分，且容器壁无滞留料，无搅拌低效区）可适用于多种装载量,最小可处理容积210%的物料）几乎可完全出料，卸料非常方便）功率消耗低，平均不到虬）3100%4505可提高固化体强度，减少水泥用量对于带封头的容器，则不能直接使用式子计算因为封头容积不确定为便于计算，可先忽略封头容积，先算出标准直径再计算筒体高度D,4V04x

1.68x

0.8TT H[

3.14x

1.2DLD=l.ImV

1.68-----------------H=zz=zz=

1.76m%D25X

1.12查表可得:3立式钢制搅拌容器的主要参数椭圆形底、盖封头形式高度H/mm公称容积/福筒体内径可拆盖不口J拆/mm

1.610001850因此，搅拌器的容积为砂，筒体内径为高度为

1.61000mm,1850mni根据以上条件，选择流体混合机LTH设备参数容积升500—100000功率

1.5—55KW

（三）、水泥储仓因为每天要用45m3的水泥，水泥储存周期以3d计，储仓容积为140n）3,储仓利用率按计，则需储仓容积用直径高的储仓，布置85%170nl38m,

3.5m在室外

（四）、固废储仓重金属废物日处理密度按计，体积为相结合国内外经3036782kg/m

34.4验，一般固化飞灰的储仓只有个，储存的产生量即可，飞灰产生地12〜3d一般都有暂存仓库，特殊情况应暂存于产生地因此,本项目按的储存量设置储仓个,储仓尺寸直径3d14m318m,S

1.5m,设备布置在室外

（五）、螺旋输送机为将储仓中的固废、水泥和添加剂送至混合搅拌机，配备台规格为3GX200螺旋输送机，废物输送量为电机功率为0〜9t/h,

1.IkW

（六）、粉煤灰仓储本工程粉煤灰使用量较少，从考虑降低运行费用和设备制作、安装方便的角度出发，设置个储仓，作为水泥固化剂备用仓.设142500mm,L5000mm备布置在室外

（七）、药剂储备罐和输送泵硫月尿日消耗量约为配成浓度为的液态，则每天需液态硫月尿量

0.05325%为考虑到药剂配制后储存时间过长影响药效，因此，储存周期按计，

0.2t,2d设置个药剂储罐，储罐材质为碳钢内衬聚乙烯，具有防渗和耐腐蚀功能3储罐有效尺寸61000niin、L1200mm,有效容积

0.8m3o每个储罐选用2台（1用备）电控计量泵将药剂输送至搅拌机，计量泵流量为1J-1000/

1.0-

2.5最大压力为1000LA,

2.5MPa

（八）、砌块成型机砌块成型机主要使混合物料经过成型、养护以达到安全填埋场入场要求，其设备主要由液压系统、成型机主机、供板机和链式输送机组成成型块数成型周期生产率主机功率整机质量外型尺寸托板尺寸390x240x1903000-3500块/3500x1350x秒/次

308.95KW2950kg850x460x40块/模班32650mm制品最大尺寸范围长度宽度高度0-800mm0-390mm40-220mm

（九）、皮带输送机带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械主要由机架、输送带、托银、滚筒、张紧装置、传动装置等组成，可以进行成件物品的运输砌块成型机压块成型之后，需经皮带输送机输送至养护室保养一段时间之后再运出日运输吨的水泥成型块，每天工作小时，因此要选用

28.785t/h运输能力的带式运输机加快带式输送机以电动滚筒作为驱动装置，有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间小等优点,并能适用于各种恶劣工作环境下工作，包括潮湿、泥泞、粉尘多等因此，本次设计选用豫矿带式运输机，重量功率98kg,67kw,运输能力5t/ho

（十）、其他设备处理能力为破碎机台，型号为提升叉车2〜4t/h1PE-400X6004辆，载质量提升高度

1.5t,1600mmo

六、设计总结本次课程设计历时一周时间，在这一周时间内我从开始查阅资料,到着手设计，感觉收获很大本次课程设计师对日处理重金属残渣的水泥固化处30t理工艺设计首先先对重金属的成分进行分析，经过比较后选择水泥固化技术，然后进行计算和设备选型，最后进行制图在设备选型的时候涉及CAD到差不多种设备，进过比较和选型，对于这项处理技术有了更加深入的理10解，其中很重要的一部分是对搅拌机的计算和选型同时通过本次课设也对这学期学习的固废这门课程有了更加深入的了解也对水泥固化技术的各种设备有了一定的了解，虽然这次课设可能做得不是很精细，但是已经收获颇丰了同时对我的专业知识有了很大提升

七、参考文献危险废物水泥固化处理技术工程实例

1..陈志平、章序文、林兴华等编著，《搅拌与混合设备设计选用手册》，化学工业出2版社.龚佰勋主编，《环保设备设计手册一一固体废物处理设备》，化学工业出版社

3.王绍义，杨景玲,环保设备材料手册—北京:冶金土业出版社，4M

1999.引言近年来我国经济快速发展，工业布局、产业结构没有明显改善,工业生产工艺、污染治理水平没有有效提高，全国涉重金属重点行业产能产量持续增加，重金属污染物排放量铅除外仍在增加，一些污染物排放量增幅还很大重金属污染物产生和排放量大根据第一次全国污染源普查结果，2007年全国废水中铅、汞、镉、铭、碑等五种重金属产生量为万吨，排放量

2.54近吨大气中上述五种重金属污染物排放量约吨列入国家

900897.39500危险废物名录中含上述五种重金属的危险废物产生量为万吨1690重金属污染的危害主要体现在两个方面一是对环境的污染；二是对人体的伤害因而防治重金属污染是环保工作的重中之重日处理重金属残渣的水泥固化处理工艺设计

一、设计任务书30t

（一）、设计基础资料根据某重金属残渣浸出试验的结果分析，其重金属类废物、残渣类废物等浸出浓度均高于危险废物填埋污染控制标准的限值，需要GB18598-2001对其进行采用水泥固化处理，以满足填埋要求废物种类与成分比例如下表废物种类污染成分形状特性占比，%焚烧飞灰重金属固T35物化残渣重金属固T25回收残渣铅、酸固T10重金属废物铭、酸固T25废酸残渣酸固T5合计100本项目按照处理规模吨/日重金属残渣，本项目对其中几个关键的处理工序进行设计30

（二）、设计内容、重金属残渣的成分与特性分析

1、重金属残渣固化工艺的比选及总体设计

2、重金属残渣水泥固化的原理分析和计算

3、水泥固化处理系统的设备选型及组合等系统设计4

（三）、设计要求根据规划和所给的其他原始资料，设计相应处理系统，具体内容包括:、确定处理系统的工艺流程，选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸（附1必要的草图）；、处理厂的工艺平面布置图，内容包括标出处理厂的范围、全部处理2构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性；、处理工艺流程高程布置，表示各处理构筑物的高程关系和布局；

3、按施工图标准画出主要处理设施的构筑物（一个即可）的平面、立面4和剖面图；、编写设计说明书5

二、重金属残渣的成分与特性分析

（一）、重金属残渣的成分废物种类污染成分形状特性占比，%焚烧飞灰重金属固T35物化残渣重金属固T25回收残渣铅、酸固T10重金属废物铭、酸固T25兀酸A废酸残渣固T5合计100

（二）、重金属残渣的特性分析重金属的概念

1.重金属原义是指比重大于的金属（一般来讲密度大于克每立方厘米

54.5的金属），包括金、银、铜、铁、铅等，重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒对什么是重金属，其实目前尚没有严格的统一定义，在环境污染方面所说的重金属主要是指汞（水银）、镉、铅、格以及类金属碑等生物毒性显著的重元素重金属不能被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集，最后进入人体重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒重金属残渣的危害

2.对土壤环境的危害重金属对土壤中生长的农作物也有很强的毒害作用，其影响

1.在于一方面重金属能破坏植物的一些组织和功能，从而降低植物的产量和品质；另一方面，重金属会通过食物链在植物体内富集.对水体环境的危害重金属污染已成为水环境面临的重要污染问题之一重金属2元素毒性大、难降解，进入水体之后可以直接通过饮用水或生活用水作用于人体，也能为水生动植物富集吸收，进入食物链进而危害人畜安全针对上述重金属残渣中铅、格、酸的危害铅、格、酸等重金属残渣排放到土壤中，废液污染土壤，进而污染地下水人类饮用这些被污染的水，会损坏神经系统，会造成身体机体失调

三、重金属残渣固化工艺的比选及总体设计

（一）、重金属残渣固化工艺的比选目前国内外的危险废物固化技术主要有水泥固化法、石灰固化法、熔融固化法和自胶结固化等技术适用对象优点缺点水泥搅拌，处理技术已相当成熟；无需.水泥固化法重金属、废酸、氧1废物中含有特殊的盐类，会特殊的设备，处理成本低；废物可直接化物造成固化体破裂；大量水泥处理，无需前处理的使用增加固化体的体积和质量所用物料价格便宜；操作不需要特殊的

2.石灰固化法重金属、废酸、氧固化体的强度较低，且需较设备和技术化物长的养护时间；有较大的体积膨胀，增加清运和处置的困难.塑形材料固部分非极性有机固化体的渗透性较其他固化法低；对水3溶液后良好的阻隔性化法物、废酸、重金属需要特殊的设备和专业的操作人员；废污水中若含氧化剂或挥发性物质，加热时可能会着火或逸散；废物须先干燥，破碎后才能进行操作

4.熔融固化法不挥发的高危害对可燃或具有挥发性的废物性废物、核能废料司利用废玻璃屑作为固化材料，；对核能并不适用；高温熔融需消耗废料的处理已有相当成功的技术；在危大量能源；设施投入和处理险废物的处理中应用也越来越广泛成本高昂应用面较为狭窄；需要特殊

5.自胶结固化烧结体不具生物反应性及着火性的设备及专业人员法含有大量硫酸钙和亚硫酸钙的废物实用的水泥化法因为废物残渣中含有重金属、铅、铭、酸等根据上述各方法的对比，选择简单

二、水泥固化工艺及其影响因素水泥固化工艺较为简单，通常是将危险废物、水泥和其他添加剂一起与水混合，经过一定的养护时间形成坚硬的固化体影响水泥固化的因素很多，主要包括值1pH值对含重金属污染物的危险废物的固化处理效果有较大影响大部分金pH属离子的溶解度与值有关当值较高时，许多金属离子将形成氢氧化物沉淀，pH pH且水中的碳酸盐浓度也会较高，有利于生成碳酸盐沉淀但应该注意的是，值过高pH时，会形成带负电荷的羟基络合物，溶解度反而升高，不利于金属离子的固定水、水泥和废物的质量比2水分过少，无法保证水泥实现充分的水合作用；水分过多，则会出现泌水现象,影响固化体的强度水泥与废物的质量比应用试验方法确定，以便尽可能地消除废物中的水分对水合作用的不利影响（）凝固时间3为确保水泥废物浆料能够在混合以后有足够的时间进行输送、装桶或者浇筑，必须适当控制初凝和终凝的时间通常，初凝时间应大于终凝时间在以内2h,48h（）添加剂的使用4在被处理废物中，往往含有妨碍水合作用的组分，仅用普通水泥进行固化处理时,固化体有时强度不大，物理化学性能也不稳定，固化体中有害组分的浸出率也较高为了改善固化条件，提高固化图质量，固化过程中需要根据废物的性质渗入适量的添加剂第一次ZL检验废水处理合I格取洗虹且以俄碑检测后来料瑰安全域埋用定•分格

（三）、总体设计LJ计量装置之一混练机危险废物配料机混合搅捽成型水泥水添加剂养护室填埋

四、重金属残渣水泥固化的原理分析和计算

（一）、重金属残渣水泥固化的原理分析水泥固化是一种废物固化处理方法，也是危险废物无害化、稳定化处理的一种方法水泥是一种无机胶结材料，加水产生水化反应，反应后形成坚硬的水泥块水泥固化法常用于固化含有有害物质的污泥，水泥同污泥中的水分发生反应产生凝胶化，把含有有害物质的污泥微粒分别包覆而逐渐硬化，这种固化体的结构主要是在水泥水化反应产生的结晶体之间包进了污泥的微粒，因此，即使固化体破裂或粉3CaO-SiO2碎并浸入水中，也可减少有害物质的浸出性在水泥固化过程中，由于废物组成的特殊性，常会遇到混合不均匀，过早或过迟凝固，产品的浸出率较高、强度较低等问题为了改善固化物性能,在固化过程中可适当加入一些添加剂，如沸石、粘土、缓凝剂或速凝剂、硬脂酸丁酯等

五、水泥固化处理系统的设备选型及组合等系统设计

（一）、配料机配料机为含重金属废物、残渣等物料的上料、计量设施，主要由贮料斗、机架、计量斗、皮带机、电气控制系统组成选择主PLD1200,要参数如下型弓PLD1200称料斗•容量1200L储料斗容量2500LX2生产率（干料）56m/h配料精度±1%最大称量值3000kg可配料种数种、种23上料高度3000mm给料皮带速度1m/s功率3x4=12kw整机重量4500kg外形尺寸9000x2200x3500mm

二、混合搅拌机搅拌机是固化工艺的核心设备，选用双轴混合搅拌机，具有处理能力大、启动故障少、搅拌混合均匀、设备寿命长、维修量小、可靠性高等优点日处理重金属废物，其中焚烧飞灰占飞灰的密度为30t35%,

4.25kg/m3o物化废渣中含铅、铭，平均密度为

7.19+

11.3437/2=

9.27kg/m3酸占密度大概为其他废渣中含重金属,假设平均密度为5%,lkg/nr,o8kg/m

3、搅拌机的容积1则可以求出日处理废物的体积:30000000g33x4400000cm=

4.4m水泥固化的比例大概为废物水泥水二1〜2206〜10所以:固废水泥水二

4.

54522.5。