混凝土搅拌站厂区门口处废水废渣处理设备技术研究

贺 孟 易 勇 牛灿卫

（廊坊中建机械有限公司，廊坊 065000）

随着我国的城市化进程不断向前推进，以及国家对基础设施建设的加强，混凝土搅拌站在全国大中城市得到了蓬勃发展和推广应用。但是，目前国内的混凝土搅拌站在生产过程中，为达到清洁指标使用大量的清水，对厂区、运输车辆等进行冲洗时会产生大量废水废渣，且不能充分利用这些废水废渣[1]。为达到预拌混凝土搅拌站废水废渣的零排放目标，需要对绿色预拌混凝土搅拌站生产进行研究。

1 厂区门口处废水废渣相关问题

1.1 厂区门口处废水废渣来源

根据现场实际调查，废水废渣的来源主要有生产运输设备洗刷水、生产场地冲洗水、部分雨水以及废水收集后产生的沉淀等。

1.2 厂区门口处废水废渣的产生量

现以常规搅拌站门口处配备的两套洗轮机和一套洗车机为例，计算废水废渣的产生量。设备每小时产量为：洗车机每分钟产生污水0.5 m3，单套洗轮机每分钟产生污水0.15 m3，每小时污水总产量为48 m3。厂地每天冲洗3次，每次污水产生量为10 m3，总污水量为每天380 m3。每天分离出的固体量为0.5 m3。

2 废水处理方式

2.1 混凝土搅拌站废水常用处理方法

在生产过程中，为了避免残留泥土带来不利影响以及减少废水的产生，大部分混凝土搅拌站的通常做法为：在洗轮机、洗车机附近修建三级沉淀池，通过浆水溢流及自然沉淀进行循环使用；二级与三级沉淀后的清水用于洗轮机，三级沉淀后的清水用于洗车机。厂区内场地冲洗的污水直接进入一级沉淀池，通过三级沉淀循环利用。一级沉淀池内的浆水可用于低标号混凝土生产使用[2]。

2.2 常用处理方法的不足

第一，沉淀池修建的数量较多，增加了基建成本，平均每个池子的造价在5万～6万元。第二，修建工期长，且后期使用过程中若清理不及时经常出现脏乱的情况。第三，三级沉淀污水处理能力低下，使用过程中经常出现混池现象，使三个池子都变成了浓浆池，达不到池中的污水循环使用的条件。特别是洗车机，该设备不能利用沉淀后的污水，只能再次使用清水，从而导致污水量逐渐增多。

2.3 废水处理设备的优化

污水处理设备原理图如图1所示。该设备由泵送系统、储存系统、溢流系统和控制系统4部分构成。其中：泵送系统由潜污泵、底部泵送渣浆泵和铰吸泵组成；储存系统由污水池、雨水池、沉淀罐、清水罐和浓浆罐组成；溢流系统由图1中的溢流管路组成；控制系统采用可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）全自动控制设备的运转。根据现有使用工况及污水产生量计算，将浆水罐的容量设计为75 t，清水罐及浓浆罐的容量分别设计为25 t。污水处理设备工艺流程图如图2所示。

图1 污水处理设备原理图

图2 污水处理设备工艺流程图

2.4 污水处理设备工艺流程

首先，洗车机、洗轮机产生的污水、场地冲洗污水以及雨天含泥量较大的雨水经厂区排水沟流向污水池内。当雨水含泥量较小时，可改变雨水的流向，使雨水进入雨水池内。其次，将污水池内的污水利用潜污泵泵送到浆水罐内。泵送过程中通过污水缓冲槽及管道使污水从浆水罐底部自下而上的进入，从而使浆水罐上部浆水浓度保持在1%以下。上部的清水溢流到清水罐内后，可用于洗车机、洗轮机、场地冲洗用水。再次，清水罐内多余的清水可溢流到清水池内。当雨水池与清水池距离较近的情况下，可将清水池与雨水池做成一个池子。最后，将浆水罐底部浓度较高的浆水利用渣浆泵泵送到浓浆罐内，同时浓浆罐上方设置溢流管道，将多余的浆水溢流回到污水池内，使整个系统实现闭路环循环。浓浆罐底部含泥量大、浓度高的浆水可用于润管砂浆生产使用，最终使厂区门口处污水达到零排放。

一般情况下，地面污水池到污水罐的污水泵由污水池液位计自动控制，到达高位后水泵启动，液面降低到低位水泵停止。污水罐高处设有溢流管，水位高于高位时则直接溢流到雨水罐。污水罐到泥浆罐的污水泵由泥浆罐液位计控制，泥浆罐液面到低位时启动，到高位时停止，同时也可手动控制。浓浆罐输出到搅拌车的污水泵，一般为手动控制。

2.5 具体注意事项

第一，每天上班前检查清水罐、浓浆罐的液位计有无浆水及污染物，若有，则用清水冲洗干净。第二，每天上班依次检查各泵及液位计是否正常，若发现异常，则通知电工检测线路。一般情况下，污水池的污潜泵、雨水池的水泵设置在自动档位，若需检修或停机，可在操作面板上调整至手动或停止。第三，每周检查一次各润滑点的情况，及时补入润滑脂，并分别打开各罐体下部的排污阀，确保其通畅。第四，每月抽干一次污水池，检查并清理污水池底部较大的结块，确保消除污水泵堵塞隐患。第五，为确保整机使用安全，操作维护应设专人看守，并进行相关培训，未经培训的人员不得操作[3]。

2.6 提高污水沉淀效率的措施

每天晚上设备处于停止状态，浆水罐内的浆水有足够的时间进行沉淀，从而使罐内上部的浆水沉淀为清水，因此在第二天早上使用清水时，可优先使用清水罐内的清水。同时，可在浆水罐中部设置与清水罐联通的管路及阀门，当清水罐内的清水用完时，自动打开阀门使其沉淀，然后将浆水罐上部的清水直接排到清水罐内。此外，还可通过提供充足的清水进行罐车及厂区地面的冲洗，从而提高污水沉淀的时间。

当日常生产过程中产生大量的污水时，若污水没有足够的时间进行沉淀，可在浆水罐上方设置自动加药装置，自动添加聚丙烯酰胺（Poly Acryla Mide，PAM）絮凝剂，以提高污水沉淀效率[4]。

建筑混凝土中通常选择阴离子聚丙烯酰胺和非离子聚丙烯酰胺。选择时主要根据聚丙烯酰胺中的分子量，分子量越高其粘度越高，添加量越小。但阴离子聚丙烯酰胺本身比非离子聚丙烯酰胺粘度要大，因此选用阴离子聚丙烯酰胺。

实践证明。建筑混凝土选择800万～1 200万的分子量更为经济，这样既能满足增稠的作用，也能起到润滑保水作用。但是分子量最多不能超过1 500万，这是因为分子量越高水溶液粘度越大，用起来反而会比较麻烦。因此，在聚丙烯酰胺PAM絮凝剂的选取过程中要特别注意其分子量的含量。

处理过程中，添加PAM絮凝剂的浆水可以快速进行沉淀。添加PAM絮凝剂的浆水用于混凝土生产时，可以降低混凝土的脆性，改善其柔性，增大收缩率，使混凝土的抗折强度、层间粘结强度、耐久性和弯曲韧性比普通混凝土有很大增强。

3 效益分析

通过混凝土搅拌站废水与废渣的回收再利用，可以取得较好的社会效益。在应用废水废渣回收再利用技术的过程中，不但可以充分实现资源的高效利用，而且能够达到零排放目标，确保相关资源得到良好利用，从而节省大量的资源，确保企业能够稳步发展，更好地满足社会可持续发展要求。

另外，合理运用废水废渣回收再利用技术能够使废水废渣得到高效利用，从而节省大量的资源与能源，降低企业的生产成本，为企业带来较高的经济效益。例如：在某混凝土搅拌站中，通过在高强度混凝土中掺入适量的废水，能够有效提高混凝土早期强度。在后续搅拌的过程中，加入一定量的自来水可以确保混凝土强度符合标准要求。在这一过程中，通过早期加入适量的废水能够显著减少水资源的浪费，同时为混凝土内部水泥与胶凝材料提供良好的活性矿物质，从而实现混凝土搅拌站废水的高效利用，取得较好的经济效益[5]。

积极应用此项技术可以取得良好的环境效益，增强环境保护效果。目前，由于我国环境保护要求的不断提升，混凝土搅拌站废水与废渣处理技术越来越先进。通过积极运用先进的回收再利用技术，能够提高环境保护水平。

4 结语

通过以上技术的研究，可实现预拌混凝土搅拌站废水废渣的零排放目标，实现绿色生产。为减少设备使用过程中清水的使用量，将产生的废水废渣进行二次处理后用于中低标号混凝土中，效果比高标号混凝土更理想。同时，废水与清水混合对中低强度等级的混凝土性能无不利影响，且适当的废水掺量还会改善混凝土的性能。混凝土企业应当重视建设完善的废水沉淀池处理系统，定期定时对沉淀池废水浓度进行检测，以保证废水得到正确利用，使搅拌站废水的回收利用达到预期效果。

通过合理分析混凝土搅拌站厂区门口处废水废渣处理设备技术，以及混凝土搅拌站厂区门口处废水废渣的来源、产量及传统的处理方式，详细阐述了此设备工作工艺流程中存在的问题。优化后的设备采用PLC全自动控制设备的运转，设备操作简单、维护方便、运行稳定，实现了废水与废渣的有效利用，取得了较好的经济效益、社会效益与环境效益，推动了企业的可持续发展，满足了国民经济的健康可持续发展需求。