浅议废水在混凝土生产中使用的可行性

2016-12-07景继智楚建平

商品混凝土 2016年7期

关键词：搅拌站沉淀池废水

景继智，楚建平

（北京冀东海强混凝土有限公司，北京　101111）

浅议废水在混凝土生产中使用的可行性

景继智，楚建平

（北京冀东海强混凝土有限公司，北京101111）

本文介绍了混凝土公司废水回收再利用，重点论述了废水如何合理地应用于混凝土生产。

废水；回收利用；坍落度；强度

0　前言

我国的水资源存在两大主要问题：一是水资源短缺，二是水污染严重。资料显示，我国是一个干旱缺水严重的国家，到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。与此同时，大量的工业和生活污水未经处理直接排入水中，使得部分水体污染严重。

随着我国人口的增加，经济的发展和城市化进程的加速，水资源短缺已经成为我国可持续发展的重要制约因素，是实现新时期经济社会发展目标的基础性、全局性和战略性的重大问题。

混凝土搅拌站在正常的经营过程中，生产及清洁用水量和废水产生量都很惊人。若将搅拌站内的废水再次利用，那么会生产巨大的经济效益，且能节约水资源，保护环境。

1　搅拌站废水回收利用方法

目前大部分搅拌站处置这些废水的办法是根据标准要求采用沉淀分离法，即将废水引入沉淀池经过沉淀后将清水回收使用或排放，固体沉淀物由搅拌站出钱请专业的渣土清运公司处理。此种处理方法废水回收沉淀周期长，要想保障100% 回收废水，必须占用大量场地建沉淀池，另外渣土清运的费用也较高，同时还会对环境造成二次污染。

在北京市2014年最新颁布的 DB11/642—2014《预拌混凝土绿色生产管理规程》中明确规定绿色环保型搅拌站应以管理和技术为手段，实现预拌混凝土生产全过程资源节约及污染控制，减少污染物排放。“搅拌机、混凝土运输车的清洗用水应优先使用中水、雨水，并应当循环利用，废水不得无序排放，应配备相关设施，对污水进行三级以上沉淀处理。沉淀池应及时清理，清理物应及时运走。”

所以，如何合理回收使用废水，是现在混凝土搅拌站的当务之急。

2　废水在混凝土中使用的试验

不经沉淀回收的废水能不能直接用于混凝土生产呢？JGJ63—2006《混凝土用水标准》对混凝土拌合用水水质做了明确要求，见表1。

表1　混凝土拌合用水水质要求

从表1中可以看出，废水如果要直接应用于生产，最大的障碍在于不溶物超标，因为其中含有大量未经沉淀的悬浮颗粒。

下面对不同浓度的废水进行混凝土配合比试验，来观测其对混凝土性能的影响。

废水：浓度分别为0，5%，8%，10%，12%，15%。清水：自来水。因生产中砂石含有水份，故试验中采取清水和废水1:1混合。

水泥：唐山冀东 P·O42.5R，28d 抗压强度54.6MPa。

砂：涞水 Ⅱ 区中砂。石：北京碎石5～25mm。

矿粉：唐山唐龙 S95级。

粉煤灰：天津新路广 Ⅱ 级。

外加剂：北京恒安聚羧酸高性能减水剂。

试验用配合比：普通 C30（水胶比0.48），见表2，混凝土性能试验结果见表3。

表2　混凝土配合比　kg/m3

表3　试验结果

图1　废水浓度对坍落度的影响

图2　废水浓度对抗压强度的影响

从表3数据及图1可以看出，当废水浓度小于8% 时，对混凝土拌合物的坍落度影响较小，随着废水浓度的增加，混凝土出机坍落度变小，经时损失变大，处于可接受的范围，可以通过调整外加剂掺量进行生产控制。当废水浓度大于8% 时，出机坍落度明显变小，经时损失加剧，生产控制困难。

从表3数据及图2可以看出，废水浓度对混凝土早期强度影响较小，且略有增强作用。当废水浓度小于8% 时，对混凝土28d 抗压强度基本没有影响，但废水浓度大于8%时，混凝土28d 强度降低明显。

在试验过程中我们发现，废水浓度和其密度有着良好的线性关系。找出其中的规律，通过检测废水密度来控制废水的浓度，比采用烘干法省时省力，可以简化监控过程，更有利于生产控制。实际测试数据如表4。

表4　废水密度与浓度的关系

经分析，其回归方程如下：

式中：P ——废水浓度，%；

ρ——废水密度，g/cm3。

由上式计算可得，当废水浓度为8% 时，其密度为1.150g/cm3。

图3　废水密度—浓度关系图

3　搅拌站使用废水的布置

现在，全国各地已经陆续有很多地市的搅拌站使用了废水回收循环利用装置，将砂石分离设备和废水处理系统相结合，通过一定的工艺和技术手段将厂区清洁和生产产生的废水进行回收并重复用于车辆清洗和混凝土生产，工艺日趋成熟。整个厂区的废水处理系统平面简易布局如图4所示。

图4　废水处理系统简易平面布局图

布置说明：

（1）搅拌池废水浓度须随时监控，不得超过生产控制值（≤8%）。

（2）当搅拌池废水浓度低于生产控制值时，搅拌均匀后直接应用于混凝土生产；洗车台、搅拌机优先抽取搅拌池中的废水进行设备清洗，以避免单位时间产生的废水量过大，来不及回收利用。

（3）当搅拌池废水浓度高于生产控制值时，抽取澄清池中回收水注入搅拌池，同时，洗车台、搅拌机使用回收水进行设备清洗，以降低搅拌池废水浓度。

（4）搅拌池中废水量过多，来不及使用时，导入沉淀池；搅拌池水位过低时，从沉淀池中将废水抽回搅拌池。

4　搅拌站使用废水的经济效益

以北京冀东海强混凝土搅拌站为例，6条生产线，80辆混凝土运输车，年产100万立方米混凝土计算，生产用水量约为12万立方米，清洁用水量约为4万立方米。如果采用废水回收使用系统，清洁所用的水全部转化为废水，每年可节约用水4万立方米，渣土产生量减少3000吨，创造直接经济效益约15万元。

2014年北京市全市混凝土生产量达到了6000万立方米，如果全市的搅拌站废水都进行了回收使用，不但会产生可观的经济效益，还会带来巨大的社会价值。

5　废水使用的局限性

目前，北京市很多搅拌站不能直接使用未经沉淀回收的废水，主要是废水的不溶物与可溶物的指标超出了 JGJ63—2006《混凝土用水标准》的规定，本地也没有相关的地方标准出台。

其实英国的 EN1008、美国 ASTM 等标准对未经沉淀回收的废水的使用，都给出了一些方法，相比较来说，我国标准对不溶物和可溶物的限制比较严，不溶物和可溶物的总量约为0.7%，英国约为10%，而美国为5%，都远远高于我国的标准限制。另外，国内外很多的研究也表明，不溶物和可溶物超标的回收水也可以在混凝土生产中使用。