CN111362658A - 一种固化剂及其在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固化剂及其在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中的应用。本发明固化剂的主要原料组成为石灰3～15份，氯化钙0～2份，硫铝酸盐水泥0～85份，水泥15～100份，水玻璃0～3份和碳酸钠0～0.15份。本发明固化剂在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中加入量为5～40％。本发明固化剂能够有效地对土和PAC净水剂废渣拌合物进行改性，使PAC净水剂废渣成为材料，不仅节约资源，保护环境，而且成本廉价，固化的结果很好，并且操作方便。因此，本发明具有显著的经济效益和社会效益。

Description

一种固化剂及其在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中 的应用
一、技术领域：
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种固化剂及其在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中的应用。
二、背景技术：
聚合氯化铝(polyaluminum chloride，PAC)是水处理中的高效絮凝剂，具有吸附活性高、适应pH值范围宽、不需要助凝剂和不受水温影响等特点，广泛应用于胶体、悬浮物、有机物、金属离子、磷酸盐、有毒金属和色度等的去除。根据相关统计显示，2015年全国净水剂企业有300余家，市场净水剂需求量达到417.6万吨，随着环境保护的要求逐渐提高，近几年对净水剂的需求量仍在不断增长。
PAC净水剂废渣处理问题一直是困扰PAC产业发展的重要因素，2018年之前产生的废渣多经简单处理后填埋于山沟，对地下水、土壤和大气带来较大的污染风险：(1)直接污染土壤；(2)间接污染水域；(3)间接污染大气。
三、发明内容：
本发明要解决的技术问题是：根据现有技术中对聚合氯化铝废渣处理存在内在的污染问题，本发明提供一种固化剂及其在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中的应用。本发明固化剂能够有效地对土和PAC净水剂废渣拌合物进行改性，使PAC净水剂废渣成为材料，不仅节约资源，保护环境，而且成本廉价，固化的结果很好，并且操作方便。
为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：
本发明提供一种固化剂，以重量份表示，所述固化剂的主要原料组成为：石灰3～15份，氯化钙0～2份，硫铝酸盐水泥0～85份，水泥15～100份，水玻璃0～3份和碳酸钠0～0.15份。
根据上述的固化剂，所述固化剂的主要原料组成为：石灰3～15份，氯化钙0.5～2份，硫铝酸盐水泥5～85份，水泥15～100份和水玻璃0.5～3份。
根据上述的固化剂，所述固化剂的主要原料组成为：石灰3～15份，硫铝酸盐水泥5～85份，水泥15～100份和碳酸钠0.05～0.15份。
根据上述的固化剂，所述固化剂的主要原料组成为：石灰3～15份，水泥15～100份和碳酸钠0.05～0.15份。
根据上述的固化剂，所述固化剂的原料组成为：石灰3～15份，氯化钙0.5～2份，硫铝酸盐水泥5～85份，水泥15～100份，水玻璃0.5～3份和碳酸钠0.05～0.15份。
另外，提供一种上述的固化剂在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中的应用。
根据上述的固化剂在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中的应用，固化剂在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中加入量为5～40％。
本发明的积极有益效果：
1、本发明固化剂能够改变土和PAC净水剂废渣拌合物性能、使土和净水剂废渣拌合物具有工程特性，在一定的掺量下能够使PAC净水剂废渣和土拌合后达到道路垫层或基层材料无侧限抗压强度要求。
2、本发明固化剂固化土和PAC净水剂废渣拌合物生成的材料操作方便，价格便宜。利用本发明固化剂固化PAC净水剂废渣和土的拌合物满足作为道路基层或垫层材料使用的无侧限抗压强度要求，在技术和经济上都有重要意义。
3、本发明固化剂能够有效对土和PAC净水剂废渣拌合物进行改性，使PAC净水剂废渣成为材料，不仅节约资源，保护环境，而且成本廉价，固化的结果很好，并且操作方便。
4、本发明固化剂固化PAC净水剂废渣和土的拌合物满足作为道路基层或垫层材料使用的无侧限抗压强度要求。其生产成本低，固化效果好，保护环境，变废为宝。
综上所述，本发明具有显著的经济效益和社会效益。
四、具体实施方式：
以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明技术方案保护的范围。
本发明实施例采用的废渣是PAC净水剂废渣经厂方处理后的废渣，处理废渣的详细步骤如下(即本发明采用的PAC净水剂废渣由巩义市相济装配构件有限公司提供)：
a、原料进厂：原料采用自卸车运输，运输车辆加盖帆布，原料废渣含水率为40％，直接进入原料仓库卸载；
b、自动配料：卸载后的原料由铲车推入密闭提升机，由提升机传输进入自动配料系统，计算机根据8个混合池的运行状态自动将原料通过管道分配进入混合池；混合池上设置搅拌机和加药系统，根据混合池运行情况投加混凝剂，搅拌混合持续时间约30min；
c、自然沉降：由泵将步骤b混合均匀的悬浊液泵送至沉淀池进行自然沉淀，沉淀物由泥浆泵泵入压滤输送带，上清液送入循环水池(整个沉淀时间约持续15min)；
d、板框压滤：沉淀物经过板框压滤机进行压滤，压滤完成后泥饼含水率约为50％，压滤产生的压滤液进入循环水池；
e、预热：压滤后的泥饼进入烘干机预热，以提高回转窑的烘干效率；烘干机采用蒸汽锅炉作为热源，将滤饼加热至200±℃。此时，泥饼含水率从50％降低至40％；
f、烘干：预热后的泥饼由密闭皮带输送机和提升机输送进入回转窑进行烘干，烘干温度为270℃，烘干后物料含水率将降低至10％以下；由密闭皮带输送机送入暂存车间进行暂存。
经厂方预处理后的PAC净水剂废渣，其pH＝7.0，满足规范《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599-2001)I类一般固体废弃物对于pH＝(6，9)的要求。
根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)，PAC废渣在颗粒从粒径组成上划分为砂土中的细砂。根据《水工试验规程》(SL 237-1999)PAC废渣属于无机土和粗粒土。
本发明采用的PAC净水剂废渣是将厂方处理后的废渣经过1mm的筛子，留下小于1mm的PAC废渣原料进行实验。
实施例1：
本发明固化剂，以重量份表示，其原料组成为：石灰15份，氯化钙2份，硫铝酸盐水泥16份，水泥64份和水玻璃3份(所得固化剂为固化剂A)。
实施例2：
本发明固化剂，以重量份表示，其原料组成为：石灰3份，硫铝酸盐水泥85份，水泥15份和碳酸钠0.15份(所得固化剂为固化剂B)
实施例3：
本发明固化剂，以重量份表示，其原料组成为：石灰3份，水泥100份和碳酸钠0.15份(所得固化剂为固化剂C)
实施例4：
本发明固化剂，以重量份表示，其原料组成为：石灰3份，氯化钙0.5份，硫铝酸盐水泥85份，水泥15份和水玻璃3份(所得固化剂为固化剂D)。
实施例5：
本发明固化剂，以重量份表示，其原料组成为：石灰3份，氯化钙0.5份，硫铝酸盐水泥85份，水泥15份、水玻璃3份和碳酸钠0.15份(所得固化剂为固化剂E)。
固化剂在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中的应用实施例：
应用例1：
首先将固化土与PAC净水剂废渣按照3:2的重量比例拌和而成混合材料，然后加入本发明实施例1所得固化剂，固化剂的加入量占混合材料重量的15％。加入固化剂后做成试块，该试块7d无侧限抗压强度在3.6兆帕以上，可满足高速公路和一级公路基层要求。
应用例2：
首先将固化土与PAC净水剂废渣按照3:2的重量比例拌和而成混合材料，然后加入本发明实施例1所得固化剂，固化剂的加入量占混合材料重量的5％。加入固化剂后做成试块，该试块7d无侧限抗压强度在2.2兆帕以上，可满足高速公路和一级公路基层要求。
应用例3：
首先将固化土与PAC净水剂废渣按照7:3的重量比例拌和而成混合材料，然后加入本发明实施例1所得固化剂，固化剂的加入量占混合材料重量的20％。加入固化剂后做成试块，该试块7d无侧限抗压强度在5.6兆帕以上，可满足高速公路和一级公路基层要求。
应用例4：
首先将固化土与PAC净水剂废渣按照8:2的重量比例拌和而成混合材料，然后加入本发明实施例1所得固化剂，固化剂的加入量占混合材料重量的20％。加入固化剂后做成试块，该试块7d无侧限抗压强度在5.9兆帕以上，可满足高速公路和一级公路基层要求。
应用例5：
首先将固化土与PAC净水剂废渣按照9:1的重量比例拌和而成混合材料，然后加入本发明实施例1所得固化剂，固化剂的加入量占混合材料重量的20％。加入固化剂后做成试块，该试块7d无侧限抗压强度在8.82兆帕以上，可满足高速公路和一级公路基层要求。
本发明固化剂A在不同加入量下无侧限抗压强度结果详见表1。
表1本发明固化剂A在不同加入量下无侧限抗压强度结果
Figure BDA0002407854510000061
应用例6：
首先将固化土与PAC净水剂废渣按照2:3的重量比例拌和而成混合材料，然后加入本发明实施例2所得固化剂，固化剂的加入量占混合材料重量的20％。加入固化剂后做成试块，该试块7d无侧限抗压强度在4.93兆帕以上，可满足高速公路和一级公路基层要求。
本发明固化剂B在不同加入量下无侧限抗压强度结果详见表2。
表2本发明固化剂B在不同加入量下无侧限抗压强度结果
Figure BDA0002407854510000071
应用例7：
首先将固化土与PAC净水剂废渣按照3:2的重量比例拌和而成混合材料，然后加入本发明实施例3所得固化剂，固化剂的加入量占混合材料重量的20％。加入固化剂后做成试块，该试块7d无侧限抗压强度在5.3兆帕以上，可满足高速公路和一级公路基层要求。
本发明固化剂C在不同加入量下无侧限抗压强度结果详见表3。
表3本发明固化剂C在不同加入量下无侧限抗压强度结果
Figure BDA0002407854510000072
本发明固化剂D在不同加入量下无侧限抗压强度结果详见表4。
表4本发明固化剂D在不同加入量下无侧限抗压强度结果
Figure BDA0002407854510000081
本发明固化剂E在不同加入量下无侧限抗压强度结果详见表5。
表5本发明固化剂E在不同加入量下无侧限抗压强度结果
Figure BDA0002407854510000082

Claims (7)

1.一种固化剂，其特征在于，以重量份表示，所述固化剂的主要原料组成为：石灰3～15份，氯化钙0～2份，硫铝酸盐水泥0～85份，水泥15～100份，水玻璃0～3份和碳酸钠0～0.15份。
2.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述固化剂的主要原料组成为：石灰3～15份，氯化钙0.5～2份，硫铝酸盐水泥5～85份，水泥15～100份和水玻璃0.5～3份。
3.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述固化剂的主要原料组成为：石灰3～15份，硫铝酸盐水泥5～85份，水泥15～100份和碳酸钠0.05～0.15份。
4.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述固化剂的主要原料组成为：石灰3～15份，水泥15～100份和碳酸钠0.05～0.15份。
5.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述固化剂的原料组成为：石灰3～15份，氯化钙0.5～2份，硫铝酸盐水泥5～85份，水泥15～100份，水玻璃0.5～3份和碳酸钠0.05～0.15份。
6.一种权利要求1所述的固化剂在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中的应用。
7.根据权利要求6所述的固化剂在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中的应用，其特征在于：固化剂在聚合氯化铝净水剂废渣和土的拌合过程中加入量为5～40％。
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