CN113413643A - 一种混凝土搅拌站废浆高效沉降方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，属于搅拌站废浆沉降浓缩技术领域，该沉降方法主要包括以下步骤：步骤(1)：将分散剂加入待处理的废浆中，以不小于200rpm的转速进行搅拌；步骤(2)：在步骤(1)搅拌结束后加入沉降剂，以50‑100rpm的转速搅拌，然后静置沉降，即可。本发明提出了一种先快速分散‑后缓慢沉降的可实现混凝土搅拌站废浆高效沉降的方法，通过分散剂破坏废浆颗粒中絮凝结构，释放包裹的水，之后加入沉降剂，进行缓慢沉降，可得到高固含的废浆固体，有效解决现有废浆分离技术中沉降浆体固含低、后处理能耗高、废浆水利用率低和处理设备占地面积大的问题。

Description

一种混凝土搅拌站废浆高效沉降方法
技术领域
本发明涉及搅拌站废浆沉降浓缩技术领域，具体涉及到一种混凝土搅拌站废浆高效沉降方法。
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，会对生态造成极大危害，且不符合绿色发展的理念。
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会额外补充清水，对废浆水的减量化处置不利。同时，现有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。
废浆沉降分离处理是解决搅拌站废浆水的有效途径。传统的沉降工艺主要通过加入聚丙烯酰胺类絮凝剂加快颗粒沉降速率，但与不加沉降剂处理相比，此类方法分离得到的废浆固含实际上并未有显著提升。因此，需要提供一种混凝土搅拌站废浆沉降方法，实现混凝土搅拌站废浆的高效沉降并可显著提升废浆固含。
发明内容
针对上述的不足，本发明的目的是提供一种混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，可有效解决现有废浆分离技术中沉降浆体固含低、后处理能耗高、废浆水利用率低和处理设备占地面积大的问题。
为达上述目的，本发明采取如下的技术方案：
本发明提供一种混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，包括以下步骤：
步骤(1)：将分散剂加入待处理的废浆中，以不小于200rpm的转速进行搅拌；其中，分散剂的加入量为废浆质量的0.01～1wt％；
步骤(2)：在步骤(1)搅拌结束后加入沉降剂，以50-100rpm的转速搅拌，然后静置沉降，即可；其中，沉降剂的加入量为废浆质量的0.001～0.01wt％。
进一步地，步骤(1)中分散剂的加入量为废浆质量的0.1～0.5wt％，步骤(2)沉降剂的加入量为废浆质量的0.001～0.005wt％。
进一步地，步骤(1)中搅拌时长为1～5分钟，优选为1～3分钟；步骤(2)中的搅拌时长为5-15分钟，优选为5～10分钟。
进一步地，步骤(1)中搅拌转速为200～500rpm。
进一步地，分散剂为线性聚合物与支链型聚合物按照质量比为1:0.2～2组成的混合物；质量比优选为1:0.5～1.5。
进一步地，线性聚合物为聚乙二醇单甲醚、马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯或聚乙二醇单甲醚单磷酸酯。
进一步地，支链型聚合物为丙烯酸-异戊烯基聚氧乙烯基醚共聚物、马来酸酐-烯丙基聚氧乙烯基醚共聚物或丙烯酸-马来酸酐-甲基烯丙基聚氧乙烯基醚共聚物。
进一步地，沉降剂为絮凝剂与密实剂按照质量比为1:0.1～1组成的混合物；质量比优选为1:0.3～0.6。
进一步地，絮凝剂为分子量500万g/mol～1000万g/mol的阴离子型聚丙烯酰胺或1000万g/mol-2000万g/mol聚季铵盐改性聚丙烯酰胺。
进一步地，聚季铵盐改性聚丙烯酰胺优选为二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物。
进一步地，密实剂为分子量100万g/mol-500万g/mol的聚丙烯酸金属盐。
进一步地，聚丙烯酸金属盐为聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾。
本发明中的线性聚合物、支链型聚合物、絮凝剂和密实剂均可直接购买使用。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明提出了一种先快速分散-后缓慢沉降的可实现混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，通过由线性聚合物与支链型聚合物组成的分散剂破坏废浆颗粒中絮凝结构，释放包裹的水，之后加入由絮凝剂与密实剂组成的沉降剂，进行缓慢沉降，得到高固含的废浆固体。
2、本发明中分散剂-沉降剂相互配合、相互协同，具体过程为：支链聚合物可吸附在废浆中颗粒的表面，但支链聚合物分子体积较大，吸附表面后分子间空隙较大，而线性聚合物体积较小，可填充支链聚合物间空隙，增加吸附量，对颗粒的分散性能增强，实现了对废浆颗粒中絮凝结构的破坏并释放包裹的水；同时，线型聚合物一端具有疏水性能，吸附废浆中颗粒表面后自身不再吸附水，可进一步增加废浆中的自由水；后续因密实剂具有高电荷密度，能吸附废浆中微小颗粒，密实剂吸附在微小颗粒表面后与絮凝剂的酰胺基团通过氢键缔合，提升沉降后的废浆颗粒密实度，从而提升沉降分离后的废浆固含。
3、本发明可应用于固含量10-30wt％的废浆中，能够高效沉降获得固含量大于40wt％的固态废浆，且具有工艺简便、生产成本低和能源耗能小的特点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本例取固含量15wt％的废浆200kg，分别加入聚乙二醇单甲醚0.1kg，丙烯酸-异戊烯基聚氧乙烯基醚共聚物0.05kg，以200rpm转速搅拌2分钟，搅拌结束后分别加入质量浓度0.1％，分子量600万g/mol的阴离子型聚丙烯酰胺1kg和质量浓度0.1％，分子量200万g/mol的聚丙烯酸钠0.2kg，以60rpm的转速搅拌6分钟后静置沉降，分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
实施例2
本例取固含量20wt％的废浆200kg，分别加入聚乙二醇单甲醚单磷酸酯0.1kg和丙烯酸-马来酸酐-甲基烯丙基聚氧乙烯基醚共聚物0.05kg，以300rpm转速搅拌2分钟，搅拌结束后分别加入质量浓度0.1％，分子量800万g/mol的阴离子型聚丙烯酰胺1kg和质量浓度0.1％，分子量300万g/mol的聚丙烯酸钠0.2kg，以60rpm的转速搅拌8分钟后静置沉降，分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
实施例3
本例取固含量25wt％的废浆200kg，分别加入马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯0.2kg和马来酸酐-烯丙基聚氧乙烯基醚共聚物0.06kg，以400rpm转速搅拌1分钟，搅拌结束后分别加入质量浓度0.1％，分子量800万g/mol的二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物2kg和质量浓度0.1％，分子量300万g/mol的聚丙烯酸钾0.4kg，以60rpm的转速搅拌8分钟后静置沉降，分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
实施例4
本例取固含量30wt％的废浆200kg，分别加入马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯0.5kg和马来酸酐-烯丙基聚氧乙烯基醚共聚物0.8kg，以500rpm转速搅拌3分钟，搅拌结束后分别加入质量浓度0.1％，分子量1500万g/mol的二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物4kg和质量浓度0.1％，分子量500万g/mol的聚丙烯酸钠0.4kg，以80rpm的转速搅拌8分钟后静置沉降，分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
实施例5
本例取固含量10wt％的废浆200kg，分别加入聚乙二醇单甲醚单磷酸酯0.5kg和马来酸酐-烯丙基聚氧乙烯基醚共聚物0.5kg，以300rpm转速搅拌3分钟，搅拌结束后分别加入质量浓度0.1％，分子量1500万g/mol的阴离子型聚丙烯酰胺4kg和质量浓度0.1％，分子量500万g/mol的聚丙烯酸钠0.4kg，以80rpm的转速搅拌8分钟后静置沉降；分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
对比例1
本例取固含量15wt％的废浆200kg，以60rpm的转速搅拌6分钟后自然沉降，分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
对比例2
本例取固含量15wt％的废浆200kg，加入质量浓度0.1％，分子量600万g/mol的阴离子型聚丙烯酰胺1kg，以60rpm的转速搅拌6分钟后静置沉降，分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
对比例3
本例取固含量15wt％的废浆200kg，分别加入质量浓度0.1％，分子量600万g/mol的阴离子型聚丙烯酰胺1kg和质量浓度0.1％，分子量200万g/mol的聚丙烯酸钠0.2kg，以60rpm的转速搅拌6分钟后静置沉降，分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
对比例4
本例取固含量15wt％的废浆200kg，加入聚乙二醇单甲醚0.1kg，以200rpm转速搅拌2分钟，搅拌结束后分别加入质量浓度0.1％，分子量600万g/mol的阴离子型聚丙烯酰胺1kg和质量浓度0.1％，分子量200万g/mol的聚丙烯酸钠0.2kg，以60rpm的转速搅拌6分钟后静置沉降，分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
对比例5
本例取固含量15wt％的废浆200kg，分别加入质量浓度0.1％，分子量600万g/mol的阴离子型聚丙烯酰胺1kg和质量浓度0.1％，分子量200万g/mol的聚丙烯酸钠0.2kg，以60rpm的转速搅拌6分钟后再加入聚乙二醇单甲醚0.1kg，丙烯酸-异戊烯基聚氧乙烯基醚共聚物0.05kg，以200rpm转速搅拌2分钟，搅拌结束后静置沉降，分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
对比例6
本例取固含量30wt％的废浆200kg，分别加入聚乙烯醇0.5kg和马来酸酐-烯丙基聚氧乙烯基醚共聚物0.8kg，以500rpm转速搅拌3分钟，搅拌结束后分别加入质量浓度0.1％，分子量1500万g/mol的二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物4kg和质量浓度0.1％，分子量500万g/mol的聚丙烯酸钠0.4kg，以80rpm的转速搅拌8分钟后静置沉降，分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
对比例7
本例取固含量30wt％的废浆200kg，分别加入马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯0.5kg和马来酸酐-烯丙基聚氧乙烯基醚共聚物0.8kg，以500rpm转速搅拌3分钟，搅拌结束后分别加入质量浓度0.1％，聚合氯化铝4kg和质量浓度0.1％，分子量500万g/mol的聚丙烯酸钠0.4kg，以80rpm的转速搅拌8分钟后静置沉降，分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
对比例8
本例取固含量30wt％的废浆200kg，分别加入马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯0.5kg和马来酸酐-烯丙基聚氧乙烯基醚共聚物0.8kg，以500rpm转速搅拌3分钟，搅拌结束后分别加入质量浓度0.1％，分子量1500万g/mol的二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物4kg和质量浓度0.1％，聚丙烯酸甲酯0.4kg，以80rpm的转速搅拌8分钟后静置沉降，分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含。
实验例
本例对实施例1-5和对比例1-8中对废浆沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取200g废浆测试固含，其结果如下表1。
表1实施例1-5与对比例1-8废浆固含测试结果
Figure BDA0003179872020000081
由上表1可知，本发明提供的先快速分散-后缓慢沉降的可实现混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，通过由线性聚合物与支链型聚合物组成的分散剂破坏废浆颗粒中絮凝结构，释放包裹的水，之后加入由絮凝剂与密实剂组成的沉降剂，进行缓慢沉降，可显著提升废浆固体的固含比，可应用于固含量10％-30wt％的废浆中，能够高效沉降获得固含量大于40wt％的固态废浆；同时，实施例1-5的测试结果大大优于对比例1-8的测试结果，可知本发明中分散剂-沉降剂相互配合、相互协同，各组分缺一不可。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本领域的技术人员不经创造性劳动即对所描述的具体实施例做的修改或补充或采用类似的方式替代仍属本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：将分散剂加入待处理的废浆中，以不小于200rpm的转速进行搅拌；其中，分散剂的加入量为废浆质量的0.01～1wt％；
步骤(2)：在步骤(1)搅拌结束后加入沉降剂，以50-100rpm的转速搅拌，然后静置沉降，即可；其中，沉降剂的加入量为废浆质量的0.001～0.01wt％。
2.如权利要求1所述的混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，其特征在于，所述步骤(1)中分散剂的加入量为废浆质量的0.1～0.5wt％，所述步骤(2)沉降剂的加入量为废浆质量的0.001～0.005wt％。
3.如权利要求1所述的混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌时长为1～5分钟，所述步骤(2)中的搅拌时长为5-15分钟。
4.如权利要求1所述的混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌转速为200～500rpm。
5.如权利要求1所述的混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，其特征在于，所述分散剂为线性聚合物与支链型聚合物按照质量比为1:0.2～2组成的混合物。
6.如权利要求5所述的混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，其特征在于，所述线性聚合物为聚乙二醇单甲醚、马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯或聚乙二醇单甲醚单磷酸酯。
7.如权利要求5所述的混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，其特征在于，所述支链型聚合物为丙烯酸-异戊烯基聚氧乙烯基醚共聚物、马来酸酐-烯丙基聚氧乙烯基醚共聚物或丙烯酸-马来酸酐-甲基烯丙基聚氧乙烯基醚共聚物。
8.如权利要求1所述的混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，其特征在于，所述沉降剂为絮凝剂与密实剂按照质量比为1:0.1～1组成的混合物。
9.如权利要求8所述的混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，其特征在于，所述絮凝剂为分子量500万g/mol～1000万g/mol的阴离子型聚丙烯酰胺或1000万g/mol-2000万g/mol聚季铵盐改性聚丙烯酰胺。
10.如权利要求1所述的混凝土搅拌站废浆高效沉降方法，其特征在于，所述密实剂为分子量100万g/mol-500万g/mol的聚丙烯酸金属盐。
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