CN113321282A - 一种混凝土搅拌站水循环系统及其水处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及混凝土加工领域，具体公开了一种混凝土搅拌站水循环系统及其水处理方法。水循环系统包括主砂石分离区、副砂石分离区、一级沉淀区、二级沉淀区和三级沉淀区；主砂石分离区与重质废水、一级沉淀区连通；副砂石分离区的进水端与轻质废水、二级沉淀区连通；分离出的砂石作为混凝土原料二次使用，一级沉淀区分离出的泥浆用以混凝土配料，分离出的浆水进入二级沉淀区；二级沉淀区分离出的上清液部分为三部分，一部分进入三级沉淀区，另一部分用以清洗搅拌站设备和搅拌机，最后一部分用以生产混凝土；三级沉淀区的清水用以生产混凝土、清洗场地以及车辆。另外，本申请的制备方法具有提高废水利用率，实现废水零排放的优点。

Description

一种混凝土搅拌站水循环系统及其水处理方法

技术领域

本申请涉及混凝土加工领域，更具体地说，它涉及一种混凝土搅拌站水循环系统及其水处理方法。

背景技术

混凝土搅拌站生产中用水量比较大，废水来源主要有两点：一是清洗混凝土罐车及搅拌机产生的废水，此部分废水量大且浓度高，通常含有砂石、粉料混合物、外加剂等不溶物且固含量不稳定；二是冲洗厂区及进出厂区的大型车辆产生的废水，这部分废水相对成分简单且稳定。废渣来源主要是清洗混凝土罐车及搅拌机后的混合物经过分离后产生的混合物，成分主要是砂石。

混凝土搅拌站生产企业中，混凝土搅拌站每天冲洗搅拌机、水泥罐车要用去大量的水，而且这些冲洗设备的洗刷水中含有水泥浆、骨料和骨料带入的杂质、外加剂等。

通常所混凝土搅拌站的废水处理方式是集中收集废水利用多级沉降法经过统一的分配处理，重复循环使用，在降低成本同时也降低水的消耗量，最终得到清水并用于清洗和生产用。

针对上述相关技术，发明人认为利用多级沉降法的水处理是将废水全部处理成清水，存在废水利用率低，因此，还有改善的空间。

发明内容

为了提高混凝土搅拌站的废水利用率，本申请提供一种混凝土搅拌站水循环系统及其水处理方法。

第一方面，本申请提供一种混凝土搅拌站水循环系统，采用如下的技术方案：

一种混凝土搅拌站水循环系统，将车辆清洗、生产场地清洗后的轻质废水与清洗搅拌站的生产设备、搅拌车的重质废水分开处理，并且在水处理过程中对不同阶段的水根据生产情况分阶段使用。具体为，生产废水的处理包括砂石分离区、一级沉淀区、二级沉淀区和三级沉淀区。

所述砂石分离区分为互不连通的主砂石分离区和副砂石分离区，所述主砂石分离区的进水端与清理搅拌站设备、搅拌机的废水连通，所述主砂石分离区出水端与一级沉淀区连通。所述副砂石分离区的进水端与清理车辆、场地的废水连通，所述副砂石分离区的出水端与二级沉淀区连通。分离出的砂石作为混凝土原料二次使用，一级沉淀区分离出的泥浆用以混凝土配料，分离出的浆水进入二级沉淀区。二级沉淀区分离出的上清液部分为三部分，一部分进入三级沉淀区，另一部分用以清洗搅拌站设备和搅拌机，最后一部分用以生产混凝土；三级沉淀区的清水用以生产混凝土、清洗场地以及车辆。

根据废水的性质不同，因为清理场地和车辆的废水中砂石泥浆含量小，所以将清理场地和车辆的废水在副砂石分离后直接与二级沉淀区连通处理，减少了废水的处理步骤；将砂石泥浆含量多的废水依次经过砂石分离区、一级沉淀区、二级沉淀区和三级沉淀区，一级沉淀分离出的泥浆可以用于混凝土拌合料中形成新的混凝土，你讲的添加量小于混凝土总量的12.5％，资源再利用不但减少了对环境的污染，而且降低了生产混凝土的成本；二级沉淀区分离出的上清液泥浆量大大减少，可以用于生产混凝土以及清洗搅拌站设备、搅拌机。因为此时的水不是清水，为了不影响混凝土的强度，添加量小于水总量的25.2％。剩余的部分再次沉淀得到水质更好的清水用以生产混凝土。通过以上分流沉淀，分级利用形成混凝土搅拌站水循环系统，从而使得混凝土搅拌站的废水处理速度快、利用率高。

优选的，所述一级沉淀区中加入有水处理剂，所述水处理剂是由水、乙撑双硬脂酰胺分散剂、磷石膏和助磨剂以1：(0.1～0.3)：(0.15～0.5)：(0.1～0.3)的质量比复配而成，其中，所述助磨剂是由三乙醇胺、木质素和滑石以1：(1～3)：(3～8)的质量比复配而成。

优选的，所述水处理剂的制备方法为：先将水和乙撑双硬脂酰胺分散剂混合，搅拌均匀后加入磷石膏和助磨剂，搅拌10～30min，获得水处理剂。

一级沉淀区是将含泥浆量大的废水，由于浆水中依旧含有较多的小颗粒固体，这些小颗粒固体容易结块，通过水处理剂将初步结块的固体物分离，同时在泥浆中作用使固体颗粒不易凝结成块，从而使一级沉淀区中输送至混凝土搅拌站的泥浆量得以提高，从而提高了废水的利用率。

优选的，所述水、乙撑双硬脂酰胺分散剂、磷石膏和助磨剂之间的质量比为1：(0.12～0.16)：(0.23～0.34)：(0.14～0.18)的质量比复配而成。

水处理剂的各组分配比进一步选择，使水处理剂对废水的处理能力得以进一步提升，废水中的小颗粒分散得更均匀，从而更有利于制备混凝土，增加了废水的添加量。

优选的，所述三乙醇胺、木质素和滑石之间的质量比为1：(1.3～1.5)：(4.8～5.7)。

通过上述助磨剂中各组分的比例，通过物理化学吸附于物料表面，颗粒间的摩擦力和粘附力减少，颗粒表面的电负荷得到中和，使其流动性趋好，进一步降阻止颗粒聚集，从而提高了废水的利用率。

优选的，将所述磷石膏进一步改性得到改性磷石膏，改性方法为：先将磷石膏干燥，之后在50～60℃的温度区间内向磷石膏中加入硅烷偶联剂，搅拌20～30min后冷却至室温，获得改性磷石膏，其中，所述硅烷偶联剂的添加量为磷石膏总质量的2.3～2.8％。

通过上述方法得到的改性磷石膏能够预购有效消除可溶性的磷、氟和有机物，使磷石膏具有较好的缓凝性能，而且能够提升混凝土的强度，降低了废水中泥浆添加时对混凝土强度的影响，使泥浆能够更多地被利用，从而提高了废水的利用率。

优选的，所述磷石膏的平均粒径为20～50μm。

按照常规选择，磷石膏的平均粒径一般对混凝土强度影响较小。但在本申请的方案中发现，磷石膏的粒径选择对混凝土强度有一定的影响，尤其是平均粒径为20～50μm时，制备出的混凝土的强度较好。因此为了适应本申请的技术方案，进一步选择磷石膏的平均粒径为20～50μm以提高废水的利用率。

优选的，所述二级沉淀区中加入有无机絮凝剂。

通过加入无机絮凝剂，利用其水解速度快、吸附能力强、新村更的矾花大一级质密沉淀性快的优点，使得混凝土废水处理速度快，获得较好水质的清水。

第二方面，本申请提供一种混凝土搅拌站水处理方法，采用如下的技术方案：

一种混凝土搅拌站水处理方法，通过上述混凝土搅拌站水循环系统进行处理。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请根据废水的性质不同，将砂石泥浆含量多的废水依次经过砂石分离区、一级沉淀区、二级沉淀区和三级沉淀区，通过以上分流沉淀，分级利用形成混凝土搅拌站水循环系统，从而使得混凝土搅拌站的废水处理速度快、利用率高。

2、本申请中优选采用水处理剂将初步结块的固体物分离，同时在泥浆中作用使固体颗粒不易凝结成块，从而使一级沉淀区中输送至混凝土搅拌站的泥浆量得以提高，从而提高了废水的利用率。

3、本申请采用改性磷石膏能够预购有效消除可溶性的磷、氟和有机物，使磷石膏具有较好的缓凝性能，而且能够提升混凝土的强度，降低了废水中泥浆添加时对混凝土强度的影响，使泥浆能够更多地被利用，从而提高了废水的利用率。

附图说明

图1是本申请混凝土搅拌站水处理方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例中的无机絮凝剂购自广州霖泉科技有限公司型号为PAC的无机絮凝剂。

制备例中的乙撑双硬脂酰胺分散剂购自泉州海大新材料有限公司货号为HD-1965的分散剂。

制备例中的木质素购自广州市创琞化工科技有限公司的碱木质素。

水处理剂的制备例

制备例1-7公开了水处理剂，由水、分散剂、平均粒径为10μm的磷石膏和助磨剂制备而成。

制备例1-7的分散剂采用乙撑双硬脂酰胺分散剂，助磨剂由三乙醇胺、木质素和滑石混合而成，详细投入量见表1，单位Kg。

水处理剂的制备方法为：先将水和乙撑双硬脂酰胺分散剂混合，搅拌均匀后加入磷石膏和助磨剂，搅拌10min，获得水处理剂。

表1

制备例6

与制备例4的区别在于，三乙醇胺、木质素和滑石之间的质量比为1：1.3：4.8，即三乙醇胺0.22Kg，木质素0.29Kg，滑石1.08Kg。

制备例7

与制备例4的区别在于，三乙醇胺、木质素和滑石之间的质量比为1：1.5：5.7，即三乙醇胺0.19Kg，木质素0.29Kg，滑石1.11Kg。

制备例8

与制备例7的区别在于，先将磷石膏干燥，之后在50℃的温度区间内向磷石膏中加入0.064Kg的kh560，搅拌20min后冷却至室温，获得改性磷石膏。

制备例9

与制备例7的区别在于，先将磷石膏干燥，之后在60℃的温度区间内向磷石膏中加入0.078Kg的kh560，搅拌30min后冷却至室温，获得改性磷石膏。

实施例10

与实施例9的区别在于，磷石膏的平均粒径为20μm。

实施例11

与实施例9的区别在于，磷石膏的平均粒径为50μm。

制备对比例1

与实施例1的区别在于，助磨剂采用市售的水泥助磨剂。

制备对比例2

与实施例1的区别在于，水处理剂是由水、乙撑双硬脂酰胺分散剂、磷石膏和助磨剂以1：0.08：0.12：0.08的质量比复配而成，助磨剂是由三乙醇胺、木质素和滑石以1：0.8：2.8的质量比复配而成。

制备对比例3

与实施例1的区别在于，水处理剂是由水、乙撑双硬脂酰胺分散剂、磷石膏和助磨剂以1：0.32：0.52：0.32的质量比复配而成，助磨剂是由三乙醇胺、木质素和滑石以1：3.2：8.2的质量比复配而成。

实施例

实施例1

本实施例公开一种混凝土搅拌站水循环系统。

根据图1所示，清洗搅拌站的生产设备、搅拌车的重质废水至污水收集管道1中，污水收集管道的出水端与主砂石分离区连通，主砂石分离区中设有砂石分离机，将分离出的砂石根据颗粒进行选择，之后分离出的砂石运入砂石备料区，分离出的泥浆进入一级沉淀区。

一级沉淀区底部安装有搅拌浆。向一级沉淀区中加入制备例1中的水处理剂，加入量占废水总质量的3％。搅拌10min，转速5～6r/min。之后将占混凝土所需水总质量12％的废水排入混凝土搅拌站中再利用，剩余部分静止15min后排入二级沉淀区。

将车辆清洗、生产场地清洗后的轻质废水直接排入二级沉淀区中，向二级沉淀区中加入占废水总质量3.5％的无机絮凝剂，二级沉淀区底部设有搅拌桨，搅拌20min，转速4～5r/min。之后静置5min，上清液分为三部分，先抽取上层占混凝土总质量25％的上清液用以生产混凝土，再抽中间部分用以清洗搅拌站设备和搅拌机，最后一部分上清液进入三级沉淀区；三级沉淀区的清水用以生产混凝土、清洗场地以及车辆。

三级沉淀区中的废水静置30min得到变为清水的上清液，用以生产混凝土，清洗车辆外侧和场地，清洗搅拌站设备和搅拌机，最终实现循环利用。

实施例2-11、对比例1-3

记从一级沉淀区排入混凝土搅拌站的泥浆占混凝土总质量的百分比为X％，从二级沉淀区排入混凝土搅拌站的上清液占混凝土总质量的百分比为Y％。

与实施例1的区别在于加入水处理剂不同，X％、Y％不同，具体见表2。

表2

性能检测试验

测试三级沉淀区之前的废水利用率

每个废水管道上设有计量器，读取主砂石分离机和副砂石分离机上的数据，记为A(m³)，读取一级沉淀池输送浆料池的水量B1，二级沉淀池输送至混凝土搅拌站的水量B2，二级沉淀池输送至清洗设备和搅拌车内部水量B3，二级沉淀池输送至车辆、以及场地的水量B4，三级沉淀之前的废水利用率＝(B1+B2+B3+B4)/A*100％。

检测混凝土搅拌站中制备的混凝土的抗压强度。

混凝土搅拌站采用制备C25强度的配比制备。

根据GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》中的抗压强度试验检测以上实施例1-11以及对比例1-3制得的混凝土28d抗压强度(MPa)，详细检测数据见表3。

表3

根据表3中对比例1与实施例1的数据对比可得，对比例1中的废水利用率远小于实施例3，说明采用本申请由水、乙撑双硬脂酰胺分散剂、磷石膏和助磨剂以1：(0.1～0.3)：(0.15～0.5)：(0.1～0.3)的质量比复配而成的水处理剂且助磨剂是由三乙醇胺、木质素和滑石以1：(1～3)：(3～8)的质量比复配而成，能够提高混凝土搅拌站的三级沉淀之前的废水利用率，也能在三级沉淀之后使废水的利用率达到100％，由于在三级沉淀之前利用率提高了，所以在三级沉淀时的废水处理量减少，提高废水的处理速度，从而实现混凝土搅拌站废水循环利用零排放。

Claims (9)

1.一种混凝土搅拌站水循环系统，其特征在于，将车辆清洗、生产场地清洗后的轻质废水与清洗搅拌站的生产设备、搅拌车的重质废水分开处理，并且在水处理过程中对不同阶段的水根据生产情况分阶段使用；

具体为，生产废水的处理包括砂石分离区、一级沉淀区、二级沉淀区和三级沉淀区；所述砂石分离区分为互不连通的主砂石分离区和副砂石分离区，所述主砂石分离区的进水端与清理搅拌站设备、搅拌机的废水连通，所述主砂石分离区出水端与一级沉淀区连通；所述副砂石分离区的进水端与清理车辆、场地的废水连通，所述副砂石分离区的出水端与二级沉淀区连通；

分离出的砂石作为混凝土原料二次使用，一级沉淀区分离出的泥浆用以混凝土配料，分离出的浆水进入二级沉淀区；

二级沉淀区分离出的上清液部分为三部分，一部分进入三级沉淀区，另一部分用以清洗搅拌站设备和搅拌机，最后一部分用以生产混凝土；

三级沉淀区的清水用以生产混凝土、清洗场地以及车辆。

2.根据权利要求1所述的混凝土搅拌站水循环系统，其特征在于：所述一级沉淀区中加入有水处理剂，所述水处理剂是由水、乙撑双硬脂酰胺分散剂、磷石膏和助磨剂以1：（0.1~0.3）：（0.15~0.5）：（0.1~0.3）的质量比复配而成，其中，所述助磨剂是由三乙醇胺、木质素和滑石以1：（1~3）：（3~8）的质量比复配而成。

3.根据权利要求2所述的混凝土搅拌站水循环系统，其特征在于：所述水、乙撑双硬脂酰胺分散剂、磷石膏和助磨剂之间的质量比为1：（0.12~0.16）：（0.23~0.34）：（0.14~0.18）的质量比复配而成。

4.根据权利要求2所述的混凝土搅拌站水循环系统，其特征在于：所述三乙醇胺、木质素和滑石之间的质量比为1：（1.3~1.5）：（4.8~5.7）。

5.根据权利要求2-4任一所述的混凝土搅拌站水循环系统，其特征在于：所述水处理剂的制备方法为：先将水和乙撑双硬脂酰胺分散剂混合，搅拌均匀后加入磷石膏和助磨剂，搅拌10~30min，获得水处理剂。

6.根据权利要求2-4任一所述的混凝土搅拌站水循环系统，其特征在于：将所述磷石膏进一步改性得到改性磷石膏，改性方法为：先将磷石膏干燥，之后在50~60℃的温度区间内向磷石膏中加入硅烷偶联剂，搅拌20~30min后冷却至室温，获得改性磷石膏，其中，所述硅烷偶联剂的添加量为磷石膏总质量的2.3~2.8%。

7.根据权利要求6或7所述的混凝土搅拌站水循环系统，其特征在于：所述磷石膏的平均粒径为20~50μm。

8.根据权利要求1所述的混凝土搅拌站水循环系统，其特征在于：所述二级沉淀区中加入有无机絮凝剂。

9.一种混凝土搅拌站水处理方法，其特征在于：通过权利要求1-8任一混凝土搅拌站水循环系统进行处理。

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