CN112794427A - 一种机制砂清洗水混凝工艺处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机制砂清洗水混凝工艺处理方法，包括以下步骤：S1、助凝剂制备；S2、清洗液制备：清洗液包括有机混凝剂二甲基二烯丙基铵盐溶液和无机助凝剂聚硅酸金属盐溶液；S3、泥水分离：收集清洗机制砂产生的浑浊废水，将清洗液经布料机均匀的加入至浑浊水中，将反应后形成的大絮体颗粒送入螺旋过滤输送装置，实现泥水的快速固液分离；S4、水体循环利用：将分离完成的水泵送至机制砂清洗罐中，实现清洗机制砂水体循环利用。实现了机制砂清洗水循环利用，并且提高了机制砂混凝土的工作性能以及力学性能。本发明机制砂清洗水混凝工艺处理方法实现了机制砂清洗水循环利用，并且提高了机制砂混凝土的工作性能以及力学性能。

Description

一种机制砂清洗水混凝工艺处理方法
技术领域
本发明涉及混凝土用机制砂尾水处理技术领域，更具体地说，涉及一种机制砂清洗水混凝工艺处理方法。
背景技术
机制砂也叫人工砂，即把山石、河道卵石等通过碎石、分级、清洗等过程后加工成含泥量低、表面粗糙的颗粒，不同粒径规格的建筑用砂。机制砂在加工过程中由于清洗工序中需大量清水，其如不经有效处理后排入河道会导致河道局部淤积、河床抬高影响过流效率，并且大量泥砂会严重破坏河流的生态环境及河流水域的水文景观。因此，机制砂清洗完成后应立即进行净化处理，清洗水经絮凝剂处理过程中，絮凝剂种类、添加方式和用量对废水处理影响较大，多年以来，水洗机制砂清洗水处理一直处于较为简单的方法。
目前也有一些关于机制砂清洗水的处理工艺的技术，例如公告号为CN110372243A的中国专利文件公开了机制砂清洗水的处理方法，清洗液包括聚丙烯酰胺、氯化亚铁、甘油和蛋黄卵磷脂，将机制砂直接加入清洗液水洗，得到含泥量较低的机制砂。但是，机制砂在清洗液中直接水洗会使泥土较快形成絮体，并且絮体还会和机制砂一起沉淀的现象。另外，机制砂清洗液中的聚丙烯酰胺对混凝土工作性能影响较大，对混凝土力学性能有一定的降低作用。机制砂中的氯化亚铁中存在氯离子，机制砂清洗完成后，会带入一部分氯离子至混凝土中，影响混凝土的质量。再例如公告号为CN109160621A的中国专利文件公开了混凝土机制砂废水的处理方法，但是，专利中机制砂废水是经过物理机械方法处理，其中水中泥土胶体依旧存在水体中，杂质处理不够完全。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种机制砂清洗水混凝工艺处理方法，实现了机制砂清洗水循环利用，并且提高了机制砂混凝土的工作性能以及力学性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种机制砂清洗水混凝工艺处理方法，包括以下步骤：
S1、助凝剂制备：将水玻璃稀释到3～15％的浓度，然后在搅拌条件下缓慢加入至稀H2SO4溶液中，控制pH在1.5～4之间，在40～60℃条件下聚合一段时间，得到聚硅酸溶液；然后用蒸馏水将FeSO4·7H2O或工业硫酸铝配置成溶液，按Si/Fe(Al)＝1/1～2/1的摩尔比，将亚铁盐或铝盐加入制备好的聚硅酸溶液中，充分搅拌30～60min后陈化即得聚硅酸金属盐；
S2、清洗液制备：清洗液包括有机混凝剂二甲基二烯丙基铵盐溶液和无机助凝剂聚硅酸金属盐溶液，其中二甲基二烯丙基铵盐溶液的浓度为0.2～0.5(wt)％，聚硅酸金属盐溶液为0.1～0.2(wt)％；
S3、泥水分离：收集清洗机制砂产生的浑浊废水，将清洗液经布料机均匀的加入至浑浊水中，搅拌1～2分钟，有机混凝剂和无机助凝剂的加入比例为1:1，其中清洗液在浑浊水中投加量为0.15～0.3mmol/L；将反应后形成的大絮体颗粒送入螺旋过滤输送装置，实现泥水的快速固液分离；
S4、水体循环利用：将分离完成的水泵送至机制砂清洗罐中，实现清洗机制砂水体循环利用。
进一步的，所述步骤S1中合成的助凝剂为聚硅酸铁、聚硅酸铝或聚硅酸铝铁。
进一步的，所述步骤S2中的有机混凝剂为二甲基二烯丙基硫酸铵、二甲基二烯丙基磷酸铵或二甲基二烯丙基氯化铵。
进一步的，在所述步骤S2中，有机混凝剂和无机助凝剂加入浑浊废水的次序为：先均匀加入有机混凝剂，使浑浊液发生脱稳，后均匀加入无机助凝剂。
实施本发明的机制砂清洗水混凝工艺处理方法，具有以下有益效果：
1、本发明选用的二甲基二烯丙基铵盐，具有极强的极性和对污泥物质较强的亲和力，对机制砂清洗废水中泥土具有极强的吸附性，导致清洗水含泥物质脱稳；
2、本发明选用的二甲基二烯丙基铵盐，具有一定的季铵化效应，机制砂经水洗后，制备的混凝土工作性能得到改善；
3、本发明制备的助凝剂聚硅酸金属盐的原料来源广泛，合成工艺简单，无需高温高压，具有经济性的优点；
4、本发明制备的助凝剂聚硅酸金属盐，混凝过程中的水解基团可形成的微絮体使胶体快速脱稳，形成絮体较大，该类助凝剂混凝性能优于传统助凝剂；
5、本发明制备的助凝剂聚硅酸金属盐属于纳米型硅铝材料，吸附在机制砂表面，制备混凝土的力学性能得到提高；
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1
1、将水玻璃稀释到8％的浓度，然后在高速搅拌条件下缓慢加入至稀H2SO4溶液中，控制pH在3左右，在50℃条件下聚合一段时间，得到聚硅酸溶液。然后用蒸馏水将FeSO4 .7H2O配置成一定浓度的溶液，按Si/Fe＝1/1的摩尔比，将亚铁盐加入制备好的聚硅酸溶液中，充分搅拌60min后陈化即得聚硅酸铁盐；
2、清洗液包括有机混凝剂二甲基二烯丙基硫酸铵溶液和无机助凝剂聚硅酸铁盐溶液，其中二甲基二烯丙基硫酸铵溶液的浓度为0.4(wt)％，聚硅酸铁盐溶液为0.2(wt)％；
3、收集清洗机制砂形成的浑浊废水，将清洗液经布料机均匀的加入至浑浊水中，快速搅拌1分钟，其中两种混凝剂的加入比例为1:1，其中清洗剂在浑浊水中投加量为0.2mmol/L。将反应后形成的大絮体颗粒送入螺旋过滤输送装置，实现泥水的快速固液分离；
4、将分离完成的水泵送至机制砂清洗罐中，实现清洗机制砂水体循环利用。
实施例2
1、将水玻璃稀释到5％的浓度，然后在高速搅拌条件下缓慢加入至稀H2SO4溶液中，控制pH在3左右，在60℃条件下聚合一段时间，得到聚硅酸溶液。然后用蒸馏水将工业硫酸铝配置成一定浓度的溶液，按Si/(Al)＝1.5/1的摩尔比，将铝盐加入制备好的聚硅酸溶液中，充分搅拌40min后陈化即得聚硅酸铝盐；
2、清洗液包括有机混凝剂二甲基二烯丙基氯化铵溶液和无机助凝剂聚硅酸铝盐溶液，其中二甲基二烯丙基氯化铵溶液的浓度为0.3(wt)％，聚硅酸铝盐溶液为0.15(wt)％；
3、泥水分离：收集清洗机制砂形成的浑浊废水，将清洗液经布料机均匀的加入至浑浊水中，快速搅拌1分钟，其中两种混凝剂的加入比例为1:1，其中清洗剂在浑浊水中投加量为0.3mmol/L。将反应后形成的大絮体颗粒送入螺旋过滤输送装置，实现泥水的快速固液分离；
4、将分离完成的水泵送至机制砂清洗罐中，实现清洗机制砂水体循环利用。
实施例3
1、将水玻璃稀释到8％的浓度，然后在高速搅拌条件下缓慢加入至稀H2SO4溶液中，控制pH在2左右，在60℃条件下聚合一段时间，得到聚硅酸溶液。然后用蒸馏水将FeSO4 .7H2O和工业硫酸铝配置成一定浓度的溶液，其中n(Fe):n(Al)＝1:1，按Si/(Fe+Al)＝1/1的摩尔比，将亚铁盐和铝盐加入制备好的聚硅酸溶液中，充分搅拌30min后陈化即得聚硅酸铝铁；
2、清洗液包括有机混凝剂二甲基二烯丙基硫酸铵溶液和无机助凝剂聚硅酸铝铁溶液，其中二甲基二烯丙基硫酸铵溶液的浓度为0.4(wt)％，聚硅酸铝铁溶液为0.2(wt)％；
3、收集清洗机制砂形成的浑浊废水，将清洗液经布料机均匀的加入至浑浊水中，快速搅拌2分钟，其中两种混凝剂的加入比例为1:1，其中清洗剂在浑浊水中投加量为0.15mmol/L。将反应后形成的大絮体颗粒送入螺旋过滤输送装置，实现泥水的快速固液分离；
4、将分离完成的水泵送至机制砂清洗罐中，实现清洗机制砂水体循环利用。
对比试验数据说明：
取等量的实施例1-3和未经混凝工艺处理的机制砂，加入450g普通硅酸盐42.5水泥和0.9g聚羧酸系减水剂，成型砂浆实验，测试砂浆流动性和力学性能，如表1所示。
表1
Figure BDA0002849980360000051
结合上述实施例和表1的数据可以看出，本发明混凝土机制砂清洗水混凝工艺处理方法，实现了机制砂清洗水循环利用，并且提高了机制砂混凝土的工作性能以及力学性能。
上面结对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种机制砂清洗水混凝工艺处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、助凝剂制备：将水玻璃稀释到3~15%的浓度，然后在搅拌条件下缓慢加入至稀H2SO4溶液中，控制pH在1.5~4之间，在40~60℃条件下聚合一段时间，得到聚硅酸溶液；然后用蒸馏水将FeSO4·7H2O或工业硫酸铝配置成溶液，按Si/Fe(Al)=1/1~2/1的摩尔比，将亚铁盐或铝盐加入制备好的聚硅酸溶液中，充分搅拌30~60min后陈化即得聚硅酸金属盐；
S2、清洗液制备：清洗液包括有机混凝剂二甲基二烯丙基铵盐溶液和无机助凝剂聚硅酸金属盐溶液，其中二甲基二烯丙基铵盐溶液的浓度为0.2~0.5(wt)%，聚硅酸金属盐溶液为0.1~0.2(wt)%；
S3、泥水分离：收集清洗机制砂产生的浑浊废水，将清洗液经布料机均匀的加入至浑浊水中，搅拌1~2分钟，有机混凝剂和无机助凝剂的加入比例为1:1，其中清洗液在浑浊水中投加量为0.15~0.3mmol/L；将反应后形成的大絮体颗粒送入螺旋过滤输送装置，实现泥水的快速固液分离；
S4、水体循环利用：将分离完成的水泵送至机制砂清洗罐中，实现清洗机制砂水体循环利用。
2.根据权利要求1所述的机制砂清洗水混凝工艺处理方法，其特征在于，所述步骤S1中合成的助凝剂为聚硅酸铁、聚硅酸铝或聚硅酸铝铁。
3.根据权利要求1所述的机制砂清洗水混凝工艺处理方法，其特征在于， 所述步骤S2中的有机混凝剂为二甲基二烯丙基硫酸铵、二甲基二烯丙基磷酸铵或二甲基二烯丙基氯化铵。
4.根据权利要求1所述的机制砂清洗水混凝工艺处理方法，其特征在于， 在所述步骤S2中，有机混凝剂和无机助凝剂加入浑浊废水的次序为：先均匀加入有机混凝剂，使浑浊液发生脱稳，后均匀加入无机助凝剂。
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