混凝土攪拌站廢水利用探究

林鵬輝

（深圳港創建材股份有限公司）

混凝土攪拌站廢水利用探究

林鵬輝

（深圳港創建材股份有限公司）

混凝土攪拌站在使用生產廢水生產混凝土的做法開始逐漸推廣，但由于廢渣的產生與使用在時間上和用量上并不能很好同步，仍有相當大部分沉渣需要外運，本文主要探究了如何利用原有設備對廢水進行循環設計，并通過調整配合比提高廢渣使用率。實現零排放，創造了良好的綜合效益。

廢水廢漿；循環利用；廢水摻量；凝結時間；強度

1　前言

隨著現代環保要求不斷提升，監管部門對攪拌站的廢水、廢渣的排放要求越來越嚴格，且近年深圳市建筑廢渣堆場場地越來越緊張，外運處理的費用急劇上升，混凝土生產企業如何合理處理生產產生的廢水、廢渣已由外部要求逐漸變成企業提升效益和市場競爭力的內在需求。

現有混凝土攪拌站大多采用的是利用沉淀池對廢水進行沉淀分離。分離出來的清水用于清洗場地等用途，但廢渣部分只能進行外運。這些年對廢水廢渣的使用雖已逐漸普及，但廢水廢渣的產生量與使用量并不匹配，沉淀池中的廢渣越積越多，仍有大部分需外運填埋。在廢渣外運壓力及成本越來越大的情況下，需考慮利用適當方法提高廢渣使用量，甚至考慮適當增加混凝土的生產成本，以達到最佳的綜合效益，本文主要探究如何更好的提高廢水廢渣的應用效率，提高綜合利用效益。

2　主要思路

為達到真正的廢渣零排放必須增加廢水的使用量，提高廢水濃度。相關文獻顯示雖然廢水中的不溶物指標超標，但因為其主要成份是水化后的水泥和粉煤灰顆粒，不同于傳統意義上的含泥量,對混凝土強度影響不大[1]，完全可用于混凝土生產，同時應根據廢水濃度相應地提高混凝土的外加劑摻量，保證混凝土的工作性能。我們采取的是“提高廢水濃度，抽取沉渣配制廢水，提高外加劑摻量保證質量”的方法。并重新設計了廢水循環回路，并進行了相關試驗。

3　廢水使用相關設備及循環規劃

利用原有的三級沉淀池，在引入砂石分離機后為了更好利用廢水廢渣，將砂石分離機緊挨沉淀池修建，同時由于因廢水的產生和使用在時間上并不完全同步，產生量與使用量也不能很好匹配，因此需要在生產高峰期將低谷期沉淀于沉淀池的廢渣進行利用，因此單獨修建了兩個廢水池，一個作為儲備中轉池，另一個作為使用池。大小均為3.5m×3.5m×3.5m。生產時可將沉淀池中的廢渣用大功率水泵抽入儲備池，通過攪拌機與第三級沉淀池水攪拌均勻后再由水泵抽入使用池以供生產使用，第三級沉淀池水不足時由清水補充。廢水循環回路主要規劃如圖1：

圖1　廢水循環系統示意圖

⑴在儲備池及使用池安裝有攪拌機，通過自動控制系統控制進行間斷性攪拌，每隔2m i n攪拌1m i n，以防漿水出現沉淀結塊。儲備中轉池在抽取沉渣時攪拌頻率可進一步加大。

⑵沉淀池的廢水、廢渣通過水泵進入儲備池，砂石分離機產生的漿水直接進入儲備池，儲備池主要為使用池的廢水做準備，其混合均勻后由水泵抽入使用池，避免使用時漿水的濃度和成分變化太大，不利于生產控制。

⑶由于廢水濃度較大，在廢水使用時可采用廢水與清水同時使用，分開計量，以便準確靈活地調整廢水的總濃度。目前采用的是累加計量的方式，在條件允許情況下，建議采用兩個水秤分別計量。

4　繪制廢水濃度-密度曲線

采用從泥漿池取樣現場測試密度之后再烘干進行濃度計算的方法。這與一般采用的將廢渣烘干后再按比例重新加入水中，混合攪拌后再測試密度的方法相比，此方法更接近于實際使用的情況。因為廢水體系的本質上是懸濁液，其含有大量已水化和未水化的水泥和粉煤灰顆粒以及其他雜質，非常不穩定，極易出現沉降。生產應用中需及時、準確地檢測廢水的濃度，因此采取更符合實際使用情況的方法進行試驗，并繪制廢水濃度—密度曲線。

廢水濃度-密度對照表見表1：

表1　廢水濃度-密度對照

當廢水密度增大時，其濃度相應增大，且線性關系較好，但在實驗中發現由于因廢水的不穩定性，在密度大于1.055g/m3時，廢水中的沉渣較多，且沉降非常快，密度實驗已不能真實準確地反映廢水的濃度。因此建議在生產中配制的廢水密度應不超過1.055g/m3，即廢水濃度不宜超過10%。

根據表1繪制的廢水濃度-密度曲線如圖2：

圖2　廢水濃度-密度曲線

5　廢水應用試驗

5.1主要原材料

水泥：華潤P.O 42.5，28d強度為49.3M Pa；

粉煤灰：媽灣電廠Ⅱ級粉煤灰，細度17%；

砂子：水洗砂，細度模數2.7，含泥量1.2%；

石子：惠州5～25m m連續級配碎石，壓碎指標10%，含泥量1.0%；

外加劑：中鐵四威RAW Y101型聚羧酸高性能減水劑，減水率為26%。

5.2試驗方案

選用生產量較大的C30混凝土進行試驗，采用濃度為6%、7%、8%、9%、10%的廢水分別進行試驗。新鮮廢渣可取代少部分的膠材且不影響混凝土強度，而陳舊廢渣對混凝土強度較為不利[2]。但由于廢水的產生和使用并不同步，目前無法很好地將陳舊廢渣與新鮮廢渣區分使用，因此本試驗暫不考慮用廢水中的廢渣取代膠凝材料，僅用于取代砂子，同時調整廢水用量確保水膠比不變。試配時針對廢水對混凝土和易性的影響，通過調整外加劑的摻量來保證混凝土的工作性。具體試驗配合比見表2：

表2　不同廢水濃度拌制C30混凝土的試驗配合比

5.3試驗結果及分析

⑴試配混凝土的工作性能及凝結時間見表3。

試驗發現使用廢水拌制的混凝土粘聚性均比基準的好，這主要是因為目前深圳使用的水洗砂在經過淡化清洗過后315μm以下的顆粒相對較少，而廢水中含有大量的細小顆粒，正好補充其空缺，因此用廢水拌制的混凝土粘聚性更好。但是在廢水濃度達到8%以后，混凝土在增加外加劑摻量保證初始狀態之后，其坍落度和擴展度的經時損失增大仍非常明顯，這主要是因為廢水中的顆粒具有一定的吸附性[3],其外加劑的吸附作用導致混凝土的工作性能出現下降。

在使用廢水并相應提高了混凝土的外加劑摻量的情況下，混凝土的凝結時間比基準配合比稍長，但影響不大。

表3　試配混凝土工作性能及凝結時間

⑵試配混凝土的力學性能見表4。

表4　試配混凝土力學性能

試驗發現廢水濃度逐漸增大時，混凝土各齡期的強度均有一定的增長，這主要是由于廢水中含有部分未水化的水泥顆粒，其仍具有一定的活性，對混凝土強度發展有利，而陳舊廢渣含有的大量微小顆粒可當作非活性摻合料，填充混凝土中的細小空隙，使混凝土更加密實。但在廢水濃度達到8%以后，混凝土強度的增長幅度減小，同時外加劑的摻量增加較多，坍落度經時損失明顯，綜合效益不高。

6　主要結論及展望

⑴應建立適合本企業的廢水濃度—密度曲線，使檢測工作更加快速方便，且應定時驗證更新。實際使用時廢水濃度波動較大，應建立定時檢測的制度，每個工作班建議不少于三次。

⑵從試配的結果可以看到高濃度廢水在實際應用中完全可以實現，適當增加外加劑的摻量可以減小摻廢水混凝土的經時損失，使混凝土的工作性能達到實際應用要求。且新鮮廢漿與陳舊廢渣組成的混合廢水對混凝土的強度仍有一定程度的貢獻。

⑶從實驗的結果綜合考慮，廢水總濃度控制在在8%以內較為合理。但因試驗采用的是干砂，而實際生產砂子有部分含水，因此實際使用的廢水濃度可適當提高至密度檢測方法中建議的上限10%。

⑷后續試驗可探索用廢渣取代部分粉煤灰進行生產，并總結其對不同強度等級混凝土所適用的取代比例。特別在持續性的大方量生產情況下，廢水的使用和循環加快，三級沉淀池中的廢渣持續減少，廢水使用池中的廢水大部分是清洗生產設備和罐車的新鮮廢漿，使用廢渣取代部分粉煤灰進行生產，可進一步降低混凝土的生產成本，使廢渣應用的綜合效益更好。●

[1]常洪民，葛新文，王東旭.廢棄混凝土拌合物分離漿水再利用技術的試驗研究[J].混凝土,2007(7):69-70.

[2]陳軍亮，張哲明，葛棟，魏鵬.混凝土攪拌站廢棄泥漿水的回收利用[J].混凝土,2014(9):130-134.

[3]劉偉.混凝土攪拌站回收水對水泥凝結硬化性能的影響[J].中國科技信息，2008（13）：83-83.