CN105906225B - 一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用，本发明液体速凝剂的制备以去离子水、废弃污水、氢氧化钠和氢氧化铝为主要原料，实现了废弃污水的再利用，有效解决了废弃污水直接排放带来的环境污染问题，为液体速凝剂的合成提供了一条新的途径；另外，本发明通过废弃污水掺用比例、氢氧化钠和氢氧化铝的合成比例的控制以及反应温度的控制，制备出了一种对水泥适应性好，可广泛应用于各种水泥中的液体速凝剂，经测试水泥净浆的初凝时间在5min以内，终凝时间在10min以内，均能满足工业应用要求。

Description

一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用
技术领域
本发明涉及混凝土速凝剂领域，具体涉及一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用。
背景技术
混凝土速凝剂是混凝土外加剂常见的一种，它可以让混凝土在短时间内凝结、硬化，可以有效保证特殊施工的要求。
目前，混凝土用速凝剂目前主要是碱金属氢氧化物，碳酸盐，铝酸盐和硅酸盐类速凝剂。这类速凝剂碱含量高，腐蚀性强，亦危及使用人员身体健康；而且由于碱含量高，喷射混凝土后期强度下降过大，无法达到设计强度要求；另外，碱含量高还容易引起混凝土的碱骨料反应，使混凝土达不到耐久性要求。
近年来，环境污染问题受到了广泛关注，而废弃污水的直接排放一直是导致环境恶化的主要因素之一，如何有效利用废弃污水，减少其任意排放所带来的环境问题一直是科学研究的重要课题。其中，废弃污水中含有大量盐类物质，将其应用到液体速凝剂的合成中为废弃污水的循环再利用提供了一条很好的途径，而现有技术中利用废弃污水来合成液体速凝剂的研究还鲜有报道。
为此，本发明人通过潜心研究，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究出一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用方法，实现了废弃污水的再利用，有效解决了废弃污水直接排放带来的环境污染问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以废弃污水为原料合成液体速凝剂的方法，实现了废弃污水的再利用，有效解决了废弃污水直接排放带来的环境污染问题。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用，包括如下步骤：
(1)分别称取117.4g～324.4g的去离子水和50.4g～147.6g废弃污水投入到反应釜中，开启搅拌器，搅拌均匀；
(2)向步骤(1)的液体中加入124.9g～291g片状氢氧化钠，并搅拌至完全溶解；
(3)开启反应釜蒸汽阀门，使步骤(2)中物料平稳升温,当物料温度不低于95℃时，分两次加入总量为137.3g～320g的氢氧化铝，并且两次加入氢氧化铝时物料的温度相同，加入氢氧化铝后，物料温度不低于85℃；
(4)将反应釜投料口完全密封，并使物料升温至115～125℃，保温反应2.5h；
(5)保温反应完毕后通入冷凝水，待物料温度降至40℃以下时关闭冷却水阀门；
(6)向步骤(5)的占物料总重1％的三乙醇胺与三异丙醇胺，搅拌均匀后打入相应储罐中即可。
其中，所述速凝剂的固含量为60.12％～62.31％，pH为11.38～12.67，密度为1.50～1.56g/mL。
或者本发明的技术方案还可以按如下方式实施：
一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用，包括如下步骤：
(1)按7:3的质量比称取去离子水和废弃污水混合后搅拌均匀，然后称取上述混合后的液体167.8g～391g投入三口烧瓶中；
(2)向步骤(1)的液体中加入112g～260.9g片状氢氧化钠，并搅拌至完全溶解；
(3)使用加热套加热三口烧瓶，使步骤(2)中物料平稳升温,当物料温度不低于95℃时，分两次加入总量为149.3g～347.8g的氢氧化铝，并且两次加入氢氧化铝时物料的温度相同，加入氢氧化铝后，物料温度不低于85℃；
(4)将三口烧瓶装上冷凝管并使烧瓶完全密封，通入蒸汽使物料升温至115～125℃之间，保温2.5h完全反应；
(5)保温反应完毕后通入冷凝水，使物料温度降至40℃以下后关闭冷却水；
(6)将三口烧瓶中的样品倒出，称量后，加入样品总质量1％的三乙醇胺，搅拌混匀即可。
所述速凝剂的固含量为61.34％～63.57％，pH为11.05～12.39，密度为1.52～1.58g/mL。
本发明中所述废弃污水为生活排污水，冲洗厂区的污水或收集的雨水。
本发明的有益效果为：
(1)本发明以废弃污水为合成液体速凝剂原料，实现了废弃污水的再利用，有效解决了废弃污水直接排放带来的环境污染问题，为液体速凝剂的合成提供了一条新的途径。
(2)本发明通过废弃污水掺用比例、制备液体速凝剂原料的选取、氢氧化钠和氢氧化铝的合成比例的控制以及反应温度的控制，制备出了一种对水泥适应性好，可广泛应用于各种水泥中的液体速凝剂。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1
一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用，包括如下步骤：
(1)分别称取324.4g的去离子水和147.6g生活排污水投入到反应釜中，开启搅拌器，搅拌均匀；
(2)向步骤(1)的液体中加入291g片状氢氧化钠，并搅拌至完全溶解；
(3)开启反应釜蒸汽阀门，使步骤(2)中物料平稳升温,当物料温度不低于95℃时，分两次加入总量为320g的氢氧化铝，并且两次加入氢氧化铝时物料的温度相同，加入氢氧化铝后，物料温度不低于85℃；
(4)将反应釜投料口完全密封，并使物料升温至120℃，保温反应2.5h；
(5)保温反应完毕后通入冷凝水，待物料温度降至40℃以下时关闭冷却水阀门；
(6)向步骤(5)的占物料总重1％的三乙醇胺与三异丙醇胺，搅拌均匀后打入相应储罐中即可。
实施例2
一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用，包括如下步骤：
(1)分别称取117.4g的去离子水和50.4g收集的雨水投入到反应釜中，开启搅拌器，搅拌均匀；
(2)向步骤(1)的液体中加入124.9g片状氢氧化钠，并搅拌至完全溶解；
(3)开启反应釜蒸汽阀门，使步骤(2)中物料平稳升温,当物料温度不低于95℃时，分两次加入总量为137.3g的氢氧化铝，并且两次加入氢氧化铝时物料的温度相同，加入氢氧化铝后，物料温度不低于85℃；
(4)将反应釜投料口完全密封，并使物料升温至120℃，保温反应2.5h；
(5)保温反应完毕后通入冷凝水，待物料温度降至40℃以下时关闭冷却水阀门；
(6)向步骤(5)的占物料总重1％的三乙醇胺与三异丙醇胺，搅拌均匀后打入相应储罐中即可。
实施例3
一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用，包括如下步骤：
(1)按7:3的质量比称取去离子水和冲洗厂区的污水混合后搅拌均匀，然后称取上述混合后的液体391g投入三口烧瓶中；
(2)向步骤(1)的液体中加入260.9g片状氢氧化钠，并搅拌至完全溶解；
(3)使用加热套加热三口烧瓶，使步骤(2)中物料平稳升温,当物料温度不低于95℃时，分两次加入总量为347.8g的氢氧化铝，并且两次加入氢氧化铝时物料的温度相同，加入氢氧化铝后，物料温度不低于85℃；
(4)将三口烧瓶装上冷凝管并使烧瓶完全密封，通入蒸汽使物料升温至120℃，保温2.5h完全反应；
(5)保温反应完毕后通入冷凝水，使物料温度降至40℃以下后关闭冷却水；
(6)将三口烧瓶中的样品倒出，称量后，加入样品总质量1％的三乙醇胺，搅拌混匀即可。
实施例4
一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用，包括如下步骤：
(1)按7:3的质量比称取去离子水和生活污水混合后搅拌均匀，然后称取上述混合后的液体167.8g投入三口烧瓶中；
(2)向步骤(1)的液体中加入112g片状氢氧化钠，并搅拌至完全溶解；
(3)使用加热套加热三口烧瓶，使步骤(2)中物料平稳升温,当物料温度不低于95℃时，分两次加入总量为149.3g的氢氧化铝，并且两次加入氢氧化铝时物料的温度相同，加入氢氧化铝后，物料温度不低于85℃；
(4)将三口烧瓶装上冷凝管并使烧瓶完全密封，通入蒸汽使物料升温至120℃之间，保温2.5h完全反应；
(5)保温反应完毕后通入冷凝水，使物料温度降至40℃以下后关闭冷却水；
(6)将三口烧瓶中的样品倒出，称量后，加入样品总质量1％的三乙醇胺，搅拌混匀即可。
对上述实施例1-4制备的速凝剂进行如下性能评价，见表1：
按中国建材行业标准JC477-2005，将制备实施例中的每种液体速凝剂分别以占水泥重量的4％加入水泥净浆中，测试水泥净浆的初终凝时间。
速凝剂样品 水泥品种 初凝时间 终凝时间
实施例1 华新 4分10秒 9分15秒
实施例2 华新 4分15秒 9分18秒
实施例3 华新 3分56秒 9分04秒
实施例4 华新 4分20秒 9分20秒
实施例1 三峡 4分12秒 9分08秒
实施例2 三峡 4分18秒 9分13秒
实施例3 三峡 4分23秒 9分09秒
实施例4 三峡 3分57秒 9分01秒
商品速凝剂JL-L 6分40秒 10分26秒
表1
由表1可知，实施例的样品1-4对水泥净浆的初终凝时间均快于商品速凝剂，而且均能满足JC477-2005标准中对水泥净浆凝结时间的要求，并且样品1-4的速凝剂对不同品种的水泥均具有较好的效果。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用，其特征在于，包括如下步骤：
(1)分别称取117.4g～324.4g的去离子水和50.4g～147.6g废弃污水投入到反应釜中，开启搅拌器，搅拌均匀；
(2)向步骤(1)中的液体中加入124.9g～291g片状氢氧化钠，并搅拌至完全溶解；
(3)开启反应釜蒸汽阀门，使步骤(2)中物料平稳升温,当物料温度不低于95℃时，分两次加入总量为137.3g～320g的氢氧化铝，并且两次加入氢氧化铝时物料的温度相同，加入氢氧化铝后，物料温度不低于85℃；
(4)将反应釜投料口完全密封，并使物料升温至115～125℃，保温反应2.5h；
(5)保温反应完毕后通入冷凝水，待物料温度降至40℃以下时关闭冷却水阀门；
(6)向步骤(5)的占物料总重1％的三乙醇胺与三异丙醇胺，搅拌均匀后打入相应储罐中即可。
2.如权利要求1所述废弃污水在液体速凝剂合成中的应用，其特征在于，所述速凝剂的固含量为60.12％～62.31％，pH为11.38～12.67，密度为1.50～1.56g/mL。
3.一种废弃污水在液体速凝剂合成中的应用，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按7:3的质量比称取去离子水和废弃污水混合后搅拌均匀，然后称取上述混合后的液体167.8g～391g投入三口烧瓶中；
(2)向步骤(1)中的液体中加入112g～260.9g片状氢氧化钠，并搅拌至完全溶解；
(3)使用加热套加热三口烧瓶，使步骤(2)中物料平稳升温,当物料温度不低于95℃时，分两次加入总量为149.3g～347.8g的氢氧化铝，并且两次加入氢氧化铝时物料的温度相同，加入氢氧化铝后，物料温度不低于85℃；
(4)将三口烧瓶装上冷凝管并使烧瓶完全密封，通入蒸汽使物料升温至115～125℃之间，保温2.5h完全反应；
(5)保温反应完毕后通入冷凝水，使物料温度降至40℃以下后关闭冷却水；
(6)将三口烧瓶中的样品倒出，称量后，加入样品总质量1％的三乙醇胺，搅拌混匀即可。
4.如权利要求3所述废弃污水在液体速凝剂合成中的应用，其特征在于，所述速凝剂的固含量为61.34％～63.57％，pH为11.05～12.39，密度为1.52～1.58g/mL。
5.如权利要求3所述废弃污水在液体速凝剂合成中的应用，其特征在于，所述废弃污水为生活排污水，冲洗厂区的污水或收集的雨水。
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