CN113354321B - 一种搅拌站废浆水回收利用方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种搅拌站废浆水回收利用方法及其装置。该方法包括以下步骤:S1.分离;S2.浓密分级;S3.浓缩;S4.研磨分散;该装置包括依次连通的砂石分离机、浓密机、浓缩机、废浆储存罐、研磨机、稳定浆体储存罐以及清水池。本发明将搅拌站废浆水经分级、浓密、浓缩工艺,分离清水可用于混凝土拌合用水、设备及场地清洗等,实现搅拌站用水循环和减量化处理,同时提升搅拌站废浆水处置管理水平。

Description

一种搅拌站废浆水回收利用方法及其装置
技术领域
本发明属于预拌混凝土及制品生产领域,具体涉及一种搅拌站废浆水回收利用方法及其装置。
背景技术
废浆水是在混凝土生产、运输和施工相关设备清洗后产生的废水、废渣等经过砂石分离设备分离出砂石、粗砂后的液态浆体。据统计,2019年我国商品混凝土生产量达23.78亿立方米,平均年产近1亿吨的废浆水。废浆水pH≥11,若将其不加处置直接排放,会对生态造成较大危害,也不满足环保要求。
目前搅拌站废浆水主要的处置方法有沉淀压滤法、均化法等。沉淀压滤法压滤后产生的泥饼直接外运处置,处置成本高,均化法处置的过程中还会遇到补充清水等情况,对废浆水的减量化处置不利。这些处置方法都设置有沉淀池,需要定期清淤,占地大的同时还给生产管理带来不便。因此,形成一种搅拌站废浆水零排放处置工艺对于混凝土生产企业具有重要意义。
将搅拌站废浆水用于混凝土拌合用水是零排放的一种方向,但也存在些许问题。搅拌站废浆水产量大,将其作为混凝土生产用水时,其掺量较低,如生产低标号混凝土时,混凝土用水量为160~175kg/m3,而搅拌站粗细骨料中含有水分,扣除水分后,配制1m3混凝土实际的需水量在100kg左右。而现行的搅拌站废浆水掺量为取代清水30%左右,且需要废浆水固含量较低,一般在5%左右。当废浆水固含较高时,需要补充清水以稀释废浆水后再作为混凝土拌合用水使用,而搅拌站每天生产混凝土方量不确定,造成搅拌站日产废浆水不能全部利用,过剩废浆只得压滤处置,增加了管理和处置成本。
减量化处理是搅拌站废浆水的有效途径,能够提升低浓度废浆水固含量,分离得到的大量的清水还可供搅拌站循环使用,可节省搅拌站用水。但经现有工艺处理后的搅拌站废浆水中仍然会含有未水化水泥颗粒,水泥水化产物及掺合料,因此,通过一定的处置工艺,将废浆水作为混凝土生产用矿物掺合料使用,实现废浆水的高附加值化处置具有重要意义。
发明内容
针对现有技术中的上述不足,本发明提供一种搅拌站废浆水回收利用方法及其装置,本发明能够对废浆水进行回收处理,同时,经本发明方法处理后的稳定浆体可用作混凝土掺合料,取代部分的胶凝材料,实现了搅拌站废浆水零排放及高效高值处置,降低了混凝土生产成本。
为实现上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种搅拌站废浆水回收利用方法,包括以下步骤:
S1.分离
经砂石分离机分离后的废浆水泵送至浓密机顶部的除砂器,除砂后的废浆水直接进入浓密机,其中除砂后的废浆水颗粒粒径小于1.18mm;
S2.浓密分级
将沉降剂和步骤S1所得废浆水混合后于浓密机中进行浓密处理,分别得到位于浓密机中部固含小于15%废浆Ⅰ,以及位于浓密机底部的固含大于45%的废浆Ⅱ;其中,沉降剂用量为废浆水体积的0.3~1.5%;
S3.浓缩
将沉降剂与废浆Ⅰ混合,然后进入浓缩机中,待废浆水液位达到顶部溢流口20cm~50cm时,开启陶瓷过滤装置,于0.01~0.5MPa的环境中进行陶瓷过滤处理,待浓缩机顶部溢流清水后,开启底部阀门,得到固含量不小于25%废浆Ⅲ,其中,沉降剂用量为废浆Ⅲ体积的0.3~1.5%;
S4.研磨分散
a.将废浆Ⅱ与助磨剂混合后研磨至D50≤20μm;
b.将废浆Ⅲ研磨至D50≤10μm;
c.然后将研磨后的废浆Ⅱ、废浆Ⅲ以及分散剂混合均匀即可,制得混合浆料;其中,废浆Ⅱ和废浆Ⅲ的质量比为1:1~3,分散剂的加入量为混合浆料体积的 0.3~1.5%。
进一步地,沉降剂为聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚硅酸盐和聚丙烯酰胺中的至少一种。
进一步地,沉降剂为聚硅酸盐和聚丙烯酰胺。
进一步地,助磨剂为聚羧酸类减水剂、多元醇或聚合醇胺类。
进一步地,助磨剂为聚羧酸类减水剂。
进一步地,分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、水玻璃、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠和脂肪酸聚乙二醇酯中的至少一种。
本发明回收得到的稳定浆体在配制C60以下标号混凝土时,其折固取代胶凝材料用量不大于10%,取代C60及以上标号混凝土时,其折固取代胶凝材料用量不大于15%。
一种搅拌站废浆水回收利用装置,包括依次连通的砂石分离机、浓密机、浓缩机、废浆储存罐、研磨机、稳定浆体储存罐以及清水池;
浓缩机内设置有通过真空吸附过滤的陶瓷过滤装置。
进一步地,浓缩机内设置有呈漏斗状的集料腔;集料腔的底部设置有出料口;浓缩机顶部设置有延伸至集料腔出料口处的第三转轴;第三转轴临近出料口的一端设置有旋转叶片。
进一步地,集料腔侧壁设置有陶瓷过滤装置;陶瓷过滤装置包括陶瓷过滤板,以及与真空负压装置连接的集水腔。
进一步地,陶瓷过滤板孔径小于2μm。
进一步地,第三转轴上还设置有刮刀;刮刀与陶瓷过滤板之间可贴合滑动。
进一步地,浓缩机侧壁上开有进料口;进料口进料端设置有第二混合器。
进一步地,第二混合器为能将沉降剂和废浆水混合的管道混合器。
进一步地,浓缩机内顶部设置有位于进料口和第三转轴之间的挡板,挡板长度为50~80cm;第二挡板包括垂直部和弯折部;弯折部的端部朝向进料口方向。
进一步地,浓密机由上部的筒体和下部的锥体结构组成,其中,筒体顶部开有浆体进料口,浆体进料口通过第一混合器与除砂器相连通。
进一步地,第一混合器为能将沉降剂和废浆水混合的管道混合器。
进一步地,浓密机远离浆料进口的一侧开有上部溢流口和中部出料口;并在距离上部溢流口20~50cm处设置有第一挡板;第一挡板包括垂直部和弯折部;弯折部的端部朝向浆体进料口方向。
进一步地,锥体外壁设置有若干仓壁振动器,并在其底部开有底部出料口;底部出料口处设置有防堵装置。
进一步地,仓壁振动器为CZ电磁仓壁振动器或超声波振动器,以带动锥体侧壁振动,防止浓密机中的物料黏附在浓密机内壁。
进一步地,本装置内壁均设置有具有耐碱耐腐蚀防黏附的涂层。
本发明的有益效果:
1、通过浓密机对废浆水的精细分级处理,得到的底部废浆中含砂率较高、固含较高的废浆,中间部位基本无砂,全为废浆,但是固含比较低,一般在20%左右。此外,目前市场用浓密机顶部溢流口为浑浊液体,为使浓密机顶部溢流清水,本方案在现有技术上将上部圆筒罐体加长,以便于废浆的物理沉降,使得顶部溢流清水。
2、浓缩机主要用于浓缩废浆,在进料之前,通过混合器将废浆与沉降剂混合均匀,通过化学方法提升废浆固含,此外,浓缩机底部设计的陶瓷过滤装置,可进一步提升废浆浓度,如此,浓缩机底部是固含较高的废浆,上部为溢流清水。还在浓缩机第三转轴与进料口之间设置有挡板,挡板由垂直部和弯折部组成,能够防止进料后废浆直接流至顶部清水溢流口附近,避免清水溢流口出水浑浊。
3、本发明将搅拌站废浆水经分级、浓密、浓缩工艺,分离清水可用于混凝土拌合用水、设备及场地清洗等,实现搅拌站用水循环和减量化处理,同时提升搅拌站废浆水处置管理水平。
4、经本发明的方法和装置处理后的废浆水具有的一定的火山灰效应,废浆中活性较高的颗粒能参与水泥水化活能与水泥水化产物发生反应,提升混凝土强度;此外,废浆颗粒较小,惰性材料颗粒能够有效填充混凝土内部孔隙,使得混凝土结构更加密实,增加混凝土强度,因此能够作为混凝土用掺合料使用。浆体配制C60以下标号混凝土时,其折固取代胶凝材料用量不大于10%,取代 C60及以上标号混凝土时,其折固取代胶凝材料用量不大于15%,实现废浆的高值化处置,降低了混凝土生产成本,实现了搅拌站废浆水零排放及高效高值处置。
附图说明
图1为本装置的剖视图;
图2为浓缩机的剖视图;
图3为浓密机结构示意图;
图4为防堵装置的结构示意图;
图5为另一种防堵装置结构示意图;
图6为另一种防堵装置结构示意图;
图7为C30混凝土抗压强度检测;
图8为C60混凝土抗压强度检测;
图9为浓密机底部废浆及中部废浆的颗粒粒径。
其中,1、砂石分离机;2、除砂器;3、浓密机;301、第一混合器;302、浆料进口;303、第一挡板;304、仓壁振动器;305、防堵装置;306、上部溢流口;307、中部出料口;308、底部出料口;309、进气装置;310、阀门;311、出料管道;312、第一电机;313、第一转轴;314、第二电机;315、第二转轴; 4、浓缩机;401、进料口;402、清水溢流口;403、出料口;404、阀门;405、陶瓷过滤板;406、旋转叶片;407、第一泵机;408、污水进料管;409、刮刀; 410、第二挡板;411、第二混合器;412、真空负压装置;413、第三转轴;414、第三电机;415、集水腔;5、废浆储存罐;6、研磨机;7、稳定浆体储存罐;8、第二泵机;9、清水池。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1
如图1所示,该搅拌站废浆水回收利用装置包括通过第二泵机8依次连通的砂石分离机1、浓密机3、浓缩机4、废浆储存罐5、研磨机6以及稳定浆体储存罐7;同时,浓密机3和浓缩机4均与清水池连通。
其中,砂石分离机1、除砂器2、研磨机6均为本领域常规器件,其具有的进出料速率调控以及其余的常规功能和结构在此不再详述。废浆储存罐5和稳定浆体储存罐7为罐状储存装置。
如图1和图3所示,浓密机3由上部的筒体和下部的锥体组成,筒体的顶部开有浆料进口302,同时,在浆料进口302与除砂器2之间设置有第一混合器 301,第一混合器301为能将沉降剂和废浆水混合的管道混合器。
如图1所示,在筒体远离浆料进口302的一侧开有上部溢流口306和中部出料口307,其中,上部溢流口306与清水池9连通,中部出料口307与浓缩机 4连通。
如图1所示,在锥体外壁设置有若干的仓壁振动器304,优选其为CZ电磁仓壁振动器或超声波振动器;此外,在锥体底部开有底部出料口308,底部出料口308通过第二泵机8与废浆储存罐5连通,同时,在底部出料口308处还设置有防堵装置305。
防堵装置305为能够防止底部出料口308堵塞的装置,可选为多种结构,本申请实施例优选的一种防堵装置305的结构如图4所示,在底部出料口308 外连接有出料管道311,其包括均设置有阀门310的垂直部和弯折部,其弯折部通过第二泵机8与废浆储存罐5连通。同时,在垂直部远离底部出料口308的端部设置有进气装置309,优选进气装置309为高压鼓风机或脉冲气流鼓风机。当出料管道311发生堵塞时,即可通过进气装置309发射出高压气体,从而缓解出料管道311的堵塞。
本实施例优选的另一种防堵装置305的结构如图5所示,其在与底部出料口308连接的管道处设置有第一电机312,管道内与第一电机312连接的第一转轴313,第一转轴313沿水平方向设置。并且,在第一转轴313上设置有螺旋方向相反的搅拌叶片,在管道上还设置有位于防堵装置305下方的阀门310。通过第一电机312带动第一转轴313转动,能够有效的缓解堵塞,同时,第一转轴 313上设置有的螺旋方向相反的搅拌叶片也能避免第一转轴313沿同一方向转动搅拌时可能导致的堵塞。
本实施例优选的另一种防堵装置305的结构如图6所示,与底部出料口308 连接的管道外壁设置有第二电机314,第二电机314为竖直方向设置,其朝向底部出料口308,管道内设置的与第二电机314连接的第二转轴315同样朝向底部出料口308,沿竖直方向设置,第二转轴308上设置有搅拌叶片,然后在管道上同样设置有用于控制出料的阀门310。
搅拌站废浆水首先是通过砂石分离机1和除砂器2进行分级处置,使得废浆水中的颗粒细度不大于1.18mm;然后将分级后的废浆水直接泵入浓密机3 中,同时添加沉降剂进行浓密处理,待浓密机3顶部通过上部溢流口306溢流清水后,开启浓密机3的中部出料口307和底部出料口308,分别得到固含量小于15%的废浆Ⅰ和固含量不小于35%的废浆Ⅱ;将得到的含砂率较高的废浆Ⅱ从浓密机3底部泵入废浆储存罐5中,废浆Ⅰ则是泵送至浓缩机4中继续进行浓缩处理,上部溢流清水引流至清水池9。
通过浓密机对废浆水的精细分级处理,浓密机底部废水含量率高,中间部位基本无砂,全为废浆,但是固含比较低。此外,本方案浓密机3在现有浓密机基础上加长了上部的筒体,以便于顶部溢流清水,其加长高度不低于50cm。
如图2所示,该浓缩机4的进料口401通过第二泵机8与浓密机3连通,将浓密机3分离得到的中部废浆泵入浓缩机4进行进一步的处理。此外,在进料口401处还设置有混合器411,能够将废浆与沉降剂充分混合,提升浓缩效率。
如图2所示,浓缩机4内具有呈漏斗状的集料腔,浓缩机4的顶端设置有第三电机414,第三电机414的第三转轴413延伸至集料腔的出料口403处,同时,还在第三转轴413的端部设置有旋转叶片406,以防止废浆堵塞出料口403。
如图2所示,为提升浓缩机4的处置效率,在集料腔上设置有与真空负压装置412连接的陶瓷过滤装置,以保证过滤时所处环境的真空度为0.01~0.5MPa;该陶瓷过滤装置包括孔径小于2μm陶瓷过滤板405和集水腔415,陶瓷过滤板 405嵌入集料腔侧壁,且其表面能够与集料腔内的废浆接触。集水腔415则是通过管道与真空负压装置412连接。通过调节真空负压装置412对陶瓷过滤板405 加载的压力,能够分离得到不同固含的废浆。
此外,为防止废浆堵塞陶瓷过滤板405,在第三转轴413上还设置有刮刀 409,刮刀409能够与陶瓷过滤板405的表面贴合滑动,且不会刮伤陶瓷过滤板 405,由此,即可通过刮刀409的转动,刮去吸附在陶瓷过滤板405表面的固体废渣,以便于陶瓷过滤装置的运行。
真空负压装置412底部设置有清水水箱,从浓缩机内收集得到的清水可通过第一泵机407输送至浓缩机内再次利用;脱水后的高浓度的浆体即通过出料口403,在阀门404的控制下通过第二泵机8输送至废浆储存罐5中暂时储存。
另外,还在进料口401与第三转轴413之间设置有长度为50~80cm的挡板 410,以防止进料后废浆直接流至顶部清水溢流口402附近,避免清水溢流口402 出水浑浊。挡板410由垂直部和弯折部组成,其中,弯折部的弯折方向朝向进料口,而且,弯折部的弯折点可以为弧形也可以为折线形。
其工作过程为:将浓密机3分离得到的废浆Ⅰ与沉降剂混合,然后进入浓缩机4中,待其中液位达到与清水溢流口402之间间距为20cm~50cm时,开启陶瓷过滤装置,待浓缩机4顶部溢流清水后,开启出料口403处的阀门404,得到固含量不小于25%的废浆Ⅲ。
如图1所示,废浆储存罐5和稳定浆体储存罐7中均设置有常规搅拌装置;通过第二泵机8将废浆储存罐5中的高浓度废浆泵送至研磨机6中,研磨机6 为常规两段式研磨机。
研磨结束后,通过第二泵机8将研磨后的浆体储存在稳定浆体储存罐7中,然后再加入分散剂充分搅拌均匀,得到稳定的浆体。同时,在稳定浆体储存罐7 还设置有固含监测器和液位检测器(图示中均未体现),通过对稳定浆体储存罐 7的固含监测,液位监测等,能够依次设计混凝土配合比,将稳定浆体泵送至搅拌楼配制混凝土,实现废浆水的资源化利用。
其中,固含监测器采用投入式超声波浓度计来检测稳定浆体的固含;液位检测器选用超声波液位计、磁翻板液位计、磁浮子液位计、内浮式液位计、投入式液位计等设备。
此外,在浓密机3顶部、浓缩机4顶部及清水池9均设置pH监测器(图示中未体现),pH监测装置采用工业在线pH计进行监测。
同时,第一泵机407、第二泵机8、第三电机414、阀门404、pH监测装置、固含监测器和液位检测器均与控制系统通过常规的电连接方式连接,控制系统选用STM32F103单片机控制系统。
实施例2
本实施例采用实施例1设计的装置对废浆水进行回收利用处理,其具体过程如下:
S1.分离
采用砂石分离机和除砂器进行分级处置,将粒径大于1.18mm的颗粒分离,得到剩余的废浆水;
S2.浓密分级
将聚硅酸盐和步骤S1所得废浆水混合后于浓密机中,待浓密机顶部溢流清水后,开启浓密机中部出料口和底部阀门,得到固含量小于15%的废浆Ⅰ和固含量不小于35%的废浆Ⅱ;其中,聚硅酸盐的用量为废浆水体积的0.5%;
S3.浓缩
首先通过混合器将废浆Ⅰ与聚硅酸盐混合,然后经进料口进入浓缩机中,待废浆水液位与清水溢流口之间间距为20cm~50cm时,开启陶瓷过滤装置,于 0.1MPa进行陶瓷过滤处理,待浓缩机顶部溢流清水后,开启底部的阀门,得到废浆Ⅲ,其中废浆Ⅲ的固含量不小于25%;聚硅酸盐的用量为废浆Ⅰ体积的 0.5%;
S4.研磨分散
将废浆Ⅱ与聚羧酸减水剂混合后研磨至D50≤20μm,再将废浆Ⅲ研磨至 D50≤10μm;然后将研磨后的废浆Ⅱ、废浆Ⅲ以及十二烷基硫酸钠混合搅拌均匀,即可制备得到能够用作混凝土掺料的稳定浆体;其中,废浆Ⅱ和废浆Ⅲ的质量比为1:1.4;十二烷基硫酸钠的用量为稳定浆体体积的0.5%。
实施例3
本实施例采用实施例1设计的装置对废浆水进行回收利用处理,其具体过程如下:
S1.分离
采用砂石分离机和除砂器进行分级处置,将粒径大于1.18mm的颗粒分离,得到剩余的废浆水;
S2.浓密分级
将聚硅酸盐和步骤S1所得废浆水混合后于浓密机中,待浓密机顶部溢流清水后,开启浓密机中部出料口和底部阀门,得到固含量小于15%的废浆Ⅰ和固含量不小于35%的废浆Ⅱ;其中,聚硅酸盐的用量为废浆水体积的0.3%;
S3.浓缩
首先通过混合器将废浆Ⅰ与聚硅酸盐混合,然后经进料口进入浓缩机中,待废浆水液位与清水溢流口之间间距为20cm~50cm时,开启陶瓷过滤装置,于 0.2MPa进行陶瓷过滤处理,待浓缩机顶部溢流清水后,开启底部的阀门,得到废浆Ⅲ,其中废浆Ⅲ的固含量不小于25%;聚硅酸盐的用量为废浆Ⅰ体积的 0.3%;
S4.研磨分散
将废浆Ⅱ与聚乙二醇混合后研磨至D50≤20μm,再将废浆Ⅲ研磨至 D50≤10μm;然后将研磨后的废浆Ⅱ、废浆Ⅲ以及焦磷酸钠混合搅拌均匀,即可制备得到能够用作混凝土掺料的稳定浆体;其中,废浆Ⅱ和废浆Ⅲ的质量比为 1:1;焦磷酸钠的用量为稳定浆体体积的0.3%。
实施例4
本实施例采用实施例1设计的装置对废浆水进行回收利用处理,其具体过程如下:
S1.分离
采用砂石分离机和除砂器进行分级处置,将粒径大于1.18mm的颗粒分离,得到剩余的废浆水;
S2.浓密分级
将聚合氯化铝铁和步骤S1所得废浆水混合后于浓密机中,待浓密机顶部溢流清水后,开启浓密机中部出料口和底部阀门,得到固含量小于15%的废浆Ⅰ和固含量不小于35%的废浆Ⅱ;其中,聚合氯化铝铁的用量为废浆水体积的 0.5%;
S3.浓缩
首先通过混合器将废浆Ⅰ与聚合氯化铝铁混合,然后经进料口进入浓缩机中,待废浆水液位与清水溢流口之间间距为20cm~50cm时,开启陶瓷过滤装置,于0.5MPa进行陶瓷过滤处理,待浓缩机顶部溢流清水后,开启底部的阀门,得到废浆Ⅲ,其中废浆Ⅲ的固含量不小于25%;聚合氯化铝铁的用量为废浆Ⅰ体积的0.5%;
S4.研磨分散
将废浆Ⅱ与十二烷基硫酸钠混合后研磨至D50≤20μm,再将废浆Ⅲ研磨至 D50≤10μm;然后将研磨后的废浆Ⅱ、废浆Ⅲ以及十二烷基硫酸钠混合搅拌均匀,即可制备得到能够用作混凝土掺料的稳定浆体;其中,废浆Ⅱ和废浆Ⅲ的质量比为1:3;十二烷基硫酸钠的用量为稳定浆体体积的0.5%。
实施例5
本实施例采用实施例1设计的装置对废浆水进行回收利用处理,其具体过程如下:
S1.分离
采用砂石分离机和除砂器进行分级处置,将粒径大于1.18mm的颗粒分离,得到剩余的废浆水;
S2.浓密分级
将聚合硫酸铝和步骤S1所得废浆水混合后于浓密机中,待浓密机顶部溢流清水后,开启浓密机中部出料口和底部阀门,得到固含量小于15%的废浆Ⅰ和固含量不小于35%的废浆Ⅱ;其中,聚合硫酸铝的用量为废浆水体积的1.0%;
S3.浓缩
首先通过混合器将废浆Ⅰ与聚合硫酸铝混合,然后经进料口进入浓缩机中,待废浆水液位与清水溢流口之间间距为20cm~50cm时,开启陶瓷过滤装置,于 0.08MPa进行陶瓷过滤处理,待浓缩机顶部溢流清水后,开启底部的阀门,得到废浆Ⅲ,其中废浆Ⅲ的固含量不小于25%;聚合硫酸铝的用量为废浆Ⅰ的1.0%;
S4.研磨分散
将废浆Ⅱ与聚羧酸减水剂和多元醇胺混合后研磨至D50≤20μm,再将废浆Ⅲ研磨至D50≤10μm;然后将研磨后的废浆Ⅱ、废浆Ⅲ以及十二烷基硫酸钠混合搅拌均匀,即可制备得到能够用作混凝土掺料的稳定浆体;其中,废浆Ⅱ和废浆Ⅲ的质量比为1:1.7;聚羧酸减水剂的用量为稳定浆体体积的0.3%;多元醇胺的用量为稳定浆体体积的0.2%。
实施例6
本实施例采用实施例1设计的装置对废浆水进行回收利用处理,其具体过程如下:
S1.分离
采用砂石分离机和除砂器进行分级处置,将粒径大于1.18mm的颗粒分离,得到剩余的废浆水;
S2.浓密分级
将聚硅酸盐和步骤S1所得废浆水混合后于浓密机中,待浓密机顶部溢流清水后,开启浓密机中部出料口和底部阀门,得到固含量小于15%的废浆Ⅰ和固含量不小于35%的废浆Ⅱ;其中,聚硅酸盐的用量为废浆水体积的0.8%;
S3.浓缩
首先通过混合器将废浆Ⅰ与聚硅酸盐混合,然后经进料口进入浓缩机中,待废浆水液位与清水溢流口之间间距为20cm~50cm时,开启陶瓷过滤装置,于 0.15MPa进行陶瓷过滤处理,待浓缩机顶部溢流清水后,开启底部的阀门,得到废浆Ⅲ,其中废浆Ⅲ的固含量不小于25%;聚硅酸盐的用量为废浆Ⅰ体积的 0.8%;
S4.研磨分散
将废浆Ⅱ与多元醇混合后研磨至D50≤10μm,再将废浆Ⅲ研磨至D50≤20μm;然后将研磨后的废浆Ⅱ、废浆Ⅲ以及十二烷基硫酸钠混合搅拌均匀,即可制备得到能够用作混凝土掺料的稳定浆体;其中,废浆Ⅱ和废浆Ⅲ的质量比为1:2;多元醇的用量为稳定浆体体积的0.6%。
实验例
1、利用XRF分析实施例2制备得到的稳定浆体中的主要化合物,结果如表1所示。其主要成分为Al2O3、SiO2、CaO和Fe2O3,四种主要成分质量分数之和占80%以上,表明其具有很好水化潜力。
表1稳定浆体中主要成分含量
样品 CaO SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> SO<sub>3</sub> MgO
稳定浆体 35.2% 33.3% 9.2% 5.7% 2.8% 1.5%
2、使用本申请实施例2~6制备得到的稳定浆体替代胶凝材料制备混凝土, C30及C60混凝土配比如下表2和表3所示,所用外加剂为中建西部建设西南公司某搅拌站生产用外加剂,减水率为38.5%。试件成型、测试及强度计算按照 GB/T GB/T 50107-2010《混凝土强度检测评定标准》进行,C30及C60混凝土7 天和28天抗压强度如图7、8所示。
表2 C30混凝土配比/kg/m3
Figure BDA0003099461530000151
Figure BDA0003099461530000161
表3 C60混凝土配比/kg/m3
Figure BDA0003099461530000162
图7所示为C30混凝土养护7天和28天的抗压强度,从中看出,取代水泥 10%以下均不影响混凝土抗压强度。此外,实施例3抗压强度最高,这是因为实施例掺合料活性最高,可完全抵消因水泥减小造成的强度损失,且掺合料具有填充孔隙作用,进一步提升了混凝土抗压强度。
图8为C60混凝土不同龄期抗压强度,掺合料取代胶凝材料15%以下时均不影响混凝土力学性能,且实施例2、3对混凝土力学性能有所提升,混凝土强度提升原因在于掺合料活性和填充效果。也进一步的说明了,废浆Ⅱ加多后有益于掺合料本身的活性提升,可以起到提升混凝土强度的效果,而掺合料Ⅲ增加有益于填充混凝土孔隙,也能够达到提升混凝土强度的目标。
3、利用马尔文激光粒度测试了浓密机底部废浆(废浆Ⅱ)和中部出料口废浆(废浆Ⅰ)颗粒粒径,其检测结果见图5。
如图9所示,底部废浆水D50可达166.21μm,中部废浆D50能够达到15.86μm,表明本发明设计的浓密机和浓密分级处理过程对废浆水的浓密分级效果显著。

Claims (6)

1.一种搅拌站废浆水回收利用方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.分离
分离搅拌站废水中粒径大于1.2mm的颗粒,收集分离后的废浆水;
S2.浓密分级
将沉降剂和步骤S1所得废浆水混合后于浓密机中进行浓密处理,分别得到位于浓密机中部的废浆Ⅰ,以及位于浓密机底部的废浆Ⅱ;
S3.浓缩
将沉降剂与废浆Ⅰ混合,然后进入浓缩机中,于0.01~0.5MPa的环境中进行陶瓷过滤处理,待浓缩机顶部开始溢流清水后,即可从浓缩机底部收集得到废浆Ⅲ;
S4.研磨分散
a.将废浆Ⅱ与助磨剂混合后研磨至D50≤20μm;
b.将废浆Ⅲ研磨至D50≤10μm;
c.然后将研磨后的废浆Ⅱ、废浆Ⅲ以及分散剂混合均匀即可,制得混合浆料;所述混合浆料在配制C60以下标号混凝土时,其折固取代胶凝材料用量不大于10%,配制C60及以上标号混凝土时,其折固取代胶凝材料用量不大于15%;
采用上述方法对搅拌站废浆水进行回收利用的装置,其包括依次连通的砂石分离机、除砂器、浓密机、浓缩机、废浆储存罐、研磨机、稳定浆体储存罐以及清水池;
所述浓缩机内设置有呈漏斗状的集料腔;所述集料腔侧壁设置有陶瓷过滤装置;所述陶瓷过滤装置包括陶瓷过滤板,以及与真空负压装置连接的集水腔;所述集料腔的底部设置有出料口;所述浓缩机顶部设置有延伸至集料腔出料口处的第三转轴;所述第三转轴临近出料口的一端设置有旋转叶片;所述第三转轴上还设置有刮刀;所述刮刀与陶瓷过滤板之间可贴合滑动。
2.根据权利要求1所述的搅拌站废浆水回收利用方法,其特征在于,所述沉降剂为聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚硅酸盐和聚丙烯酰胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的搅拌站废浆水回收利用方法,其特征在于,所述助磨剂为聚羧酸类减水剂、多元醇或聚合醇胺类。
4.根据权利要求1所述的搅拌站废浆水回收利用方法,其特征在于,所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、水玻璃、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠和脂肪酸聚乙二醇酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的搅拌站废浆水回收利用方法,其特征在于,所述浓密机包括上部的筒体以及下部的锥体;所述筒体顶部开有浆料进口;所述浆料进口通过第一混合器与除砂器连接。
6.根据权利要求5所述的搅拌站废浆水回收利用方法,其特征在于,所述锥体外壁设置有若干仓壁振动器,并在其底部开有底部出料口;所述底部出料口处设置有通过搅拌、振动或高压气泡来缓解堵塞的防堵装置。
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