تأثير وإعادة استخدام المياه العادمة الناتجة عن محطات خلط الخرسانة

ملخص

يولد إنتاج الخرسانة الجاهزة على نطاق واسع كميات هائلة من مياه الصرف القلوية الناتجة عن غسل شاحنات الخلاط ومعالجة الخرسانة المتبقية وتنظيف الفناء. يؤدي التصريف غير المنظم إلى إهدار الموارد المائية وتلوث التربة والمياه الجوفية. إن إعادة الاستخدام المباشر لمياه الصرف الصحي غير المعالجة لخلط الخرسانة يجلب مخاطر خفية على معالجة جودة الخرسانة مما يتيح إعادة تدوير مياه الصرف الصحي، مما يوفر فوائد اقتصادية وبيئية لمشغلي محطات الخلط.

1. مصادر وخصائص نوعية المياه لمياه الصرف الصحي في محطات الخلط

(1) مصادر مياه الصرف الصحي الرئيسية

①　مياه الصرف الصحي الناتجة أثناء فصل النفايات الخرسانية بواسطة فواصل الرمل والحصى
②　ماء الغسيل للخلاطات وشاحنات الخلاط العابرة
③　 ساحة تدفق مياه الصرف الصحي
④　تتدفق مياه الأمطار الجزئية إلى حفر تجميع مياه الصرف الصحي

(2) ميزات نوعية المياه النموذجية

تظهر عينات الاختبار التي تم جمعها من مصانع الخلط العاملة ما يلي:

①　تصل قيمة الرقم الهيدروجيني إلى 12.5-12.8، وهي قلوية بقوة

②　محتوى عالي من المواد الصلبة غير القابلة للذوبان يتجاوز بكثير الحدود المحددة في معيار مياه خلط الخرسانة JGJ63-2006

③　ارتفاع إجمالي المحتوى القلوي. تبقى أيونات الكلوريد والكبريتات بشكل عام ضمن الحدود القياسية.

2. مخاطر إعادة استخدام مياه الصرف الصحي القلوية غير المعالجة في خلط الخرسانة

إذا تم اعتماد مياه الصرف الصحي الخام ذات الرقم الهيدروجيني العالي مباشرة كمياه خلط، فسوف تحدث تأثيرات سلبية متعددة على أداء الخرسانة:

(1) خطر التفاعل القلوي الكلي

عندما يتجاوز الرقم الهيدروجيني 12.5، تذوب السيليكا بشكل ملحوظ من الركام القلوي التفاعلي. قد يؤدي ذلك إلى تفاعل القلويات الكلية داخل الخرسانة، مما يؤدي إلى تمدد الحجم والتشقق وتقليل المتانة على المدى الطويل.

(2) تنمية القوة المضطربة

تعمل الظروف عالية القلوية على تسريع اكتساب القوة في سن مبكرة ولكنها تقيد ترطيب الأسمنت في مرحلة لاحقة. إنه يضر بتطور قوة الخرسانة في وقت متأخر. في ظل ظروف القلوية المنخفضة، تفضل منتجات الترطيب تحسين القوة على المدى الطويل.

(3) مشكلات التوافق مع الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات

القلويات الزائدة تقلل من كفاءة الملدنات الفائقة. إنه يؤدي إلى انخفاض قابلية التشغيل، وتقصير وقت الإعداد، وفقدان الركود بشكل أسرع، ويخلق صعوبات في البناء خاصة بالنسبة للخرسانة التي يتم ضخها.

(4) التأثير السلبي الناجم عن المواد الصلبة العالقة غير القابلة للذوبان

تعمل الجسيمات الدقيقة غير القابلة للذوبان ذات المحتوى العالي على زيادة الطلب على الماء في الخرسانة الطازجة، وتضعف الترابط بين الركام ومعجون الأسمنت، وتمتص الخلطات، مما يزيد من تدهور قابلية تشغيل الخرسانة والخواص الميكانيكية.

المرجع: بيانات الاختبار والتحليل مقتبس منتأثير مياه الصرف الصحي في محطات الخلط على أداء الخرسانة واستغلالها في إعادة التدوير.

3. محلول المعالجة: ترشيح بالضغط + معادلة غاز ثاني أكسيد الكربون

للتخلص من المخاطر المذكورة أعلاه، يجمع نظام مياه الصرف الصحي الأوتوماتيكي المتكامل إلى المياه المستصلحة بين ضغط مرشح الغرفة وفصل المواد الصلبة والسائلة وتحييد مرحلة غاز ثاني أكسيد الكربون.

(1) تدفق العملية الأساسية

①　 تدخل مياه الصرف الصحي الخام إلى خزان الصرف الصحي → يتم تسليمها بواسطةمضخة الغطاس ذات الضغط العاليلضغط التصفيةلفصل المواد الصلبة والسائلة. تتم إزالة المواد الصلبة غير القابلة للذوبان ككعكة مرشحة.

②　يتدفق الترشيح إلى خزان المياه الخام، ويتم ضخه إلى المفاعل للانحلال، ويتفاعل بشكل كامل مع غاز ثاني أكسيد الكربون المحقون.

③　 يتدفق الماء المتعادل إلى خزان الترسيب ذو اللوحة المائلة؛ يفيض الماء المصفى لتنظيف خزان المياه لإعادة استخدامه.

④　تحكم تلقائي كامل عبر مراقبة الرقم الهيدروجيني عبر الإنترنت وأجهزة استشعار مستوى السائل.

(2) نوعية المياه بعد المعالجة

بعد فصل مرشح الضغط وتحييد ثاني أكسيد الكربون:

①　يتم ضبط الرقم الهيدروجيني على النطاق المحايد حوالي 7.0

②　انخفاض كبير في المواد غير القابلة للذوبان والمواد القابلة للذوبان والمحتوى القلوي الإجمالي

③　المياه المعالجة المستصلحة تلبي متطلبات معيار JGJ63-2006 لمياه خلط الخرسانة وGB/T19923-2005 إعادة استخدام المياه المعاد تدويرها لمصادر المياه الصناعية، ويمكن إعادة استخدامها لخلط الخرسانة وغسيل الشاحنات.

4. العوامل المؤثرة الرئيسية لكفاءة تحييد ثاني أكسيد الكربون

تحدد الاختبارات المعملية ثلاث معلمات تشغيل حاسمة لأداء التحييد الأمثل:

(1) ضغط الماء الداخل: أفضل أداء عند 0.3MPa؛ تؤدي زيادة الضغط الإضافية إلى تحسن محدود ولكنها تزيد من استهلاك الطاقة.

(2) معدل تدفق الماء: تصل قدرة المعالجة المثلى إلى 30 متر مكعب/ساعة تحت ظروف الاختبار.

(3) ضغط غاز ثاني أكسيد الكربون: نقطة الضبط الموصى بها عند 0.05 ميجا باسكال.

ملحوظة: عندما يتغير اثنان من هذه المعلمات الثلاثة، يجب تعديل المعلم الثالث وفقًا لذلك للحفاظ على كفاءة التحييد المستقرة.

5. الاستهلاك وتكاليف التشغيل الشاملة

(1) متوسط ​​استهلاك ثاني أكسيد الكربون: 1.39 كجم لكل متر مكعب من مياه الصرف الصحي، ومتوسط ​​نسبة استخدام ثاني أكسيد الكربون تقريبًا. 80.3%.

(2) تكلفة المواد: 2.0-2.7CNY/m³؛ تكلفة استهلاك الطاقة: 0.25-0.35CNY/m³.

(3) تعتبر تكلفة المعالجة الشاملة تنافسية مقارنة بشراء المياه الصناعية العذبة لإنتاج محطات الخلط. الاستنتاج: لا يمكن إعادة استخدام مياه الصرف الصحي عالية القلوية غير المعالجة مباشرة في خلط الخرسانة بسبب مخاطر المتانة وقابلية التشغيل. يمكن للعملية المشتركة لفصل المواد الصلبة والسائلة بضغط الترشيح بالإضافة إلى معادلة غاز ثاني أكسيد الكربون أن تحول مياه الصرف الصحي ذات الرقم الهيدروجيني العالي إلى مياه مستصلحة مؤهلة. إنه يحقق إعادة تدوير مياه الصرف الصحي في الموقع مع تفريغ قريب من الصفر، مما يوفر فوائد اقتصادية ملموسة مع تقليل استهلاك المياه والتلوث البيئي لمنتجي الخلطات الجاهزة.

مصدر:مقتبس من الورقةتأثير مياه الصرف الصحي في محطات الخلط على أداء الخرسانةواستخدامه في إعادة التدوير (Huang Haicheng, et al., Zhejiang Sinou Environmental Protection Equipment Co., Ltd.)