【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废水处理及资源化利用领域，更具体地说它是一种砂石废水回用絮凝剂累积模型构建方法及对混凝土影响的避免方法。
技术介绍
1、砂石加工系统是水利水电工程施工废水产生量最大的单元，其生产废水经处理后循环回用对于水利水电工程的绿色发展和废水资源化利用具有重要意义。
2、砂石加工系统生产废水中悬浮物浓度高达1万～16万mg/l，其废水处理往往需要添加大量聚丙烯酰胺pam和聚合氯化铝pac絮凝剂。生产废水回用时水体中残留的絮凝剂在砂石加工过程中将附着上砂石骨料上，砂石骨料拌和混凝土时带入混凝土，过量将会影响混凝土拌合物的和易性、降低混凝土的抗压强度，进而影响工程安全。目前，部分研究认为pam浓度超过50mg/l、pac浓度超过100mg/l将会对混凝土质量产生不利影响。因废水中残留的pam和pac在废水的循环回用过程中会不断累积增大，循环回用15～20次絮凝剂将达到累积的稳定值。如絮凝剂添加浓度过低，则达不到废水处理的效果，添加浓度过高，则絮凝剂残留累积后可能会影响混凝土质量。因而需要确定pam和pac在水体中到底是如何累积的，废水处理过程中单次投加的pam和pac浓度需要控制在多少才能保证其残留量多次循环累积后浓度不超过50mg/l和100mg/l。为了实现既能达到废水处理效果，又不影响混凝土质量的目的，往往需要通过几十次试验才能确定絮凝剂的单次投加浓度。
3、因此，现亟需研发一种可以简单快速地推算出砂石加工系统生产废水处理时pam和pac的投加浓度上限的砂石废水回用絮凝剂累积模型构建方法及对混凝土影响
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的是为了提供一种砂石废水回用絮凝剂累积模型构建方法，根据本专利技术方法的絮凝剂残留累积预测模型，使用者仅需要开展一次废水处理试验即可获得模型所需的各种参数，相应推算出絮凝剂的最大投加浓度，简单快速，相对于现有技术节省约15～20倍的时间。
2、本专利技术的第二目的是为了提供一种砂石废水回用絮凝剂对混凝土影响的避免方法，通过构建的砂石加工系统生产废水循环回用时的絮凝剂残留累积模型，进行简单测试即可根据模型计算出保障工程混凝土质量安全的砂石加工系统生产用水处理中pam和pac絮凝剂投加的浓度上限，避免影响混凝土质量。
3、为了实现上述本专利技术的第一目的，本专利技术的技术方案为：一种砂石废水回用絮凝剂累积模型构建方法，其特征在于：包括如下步骤，
4、步骤一：开展砂石加工系统生产废水循环回用试验；
5、步骤二：构建砂石加工系统生产废水处理时添加絮凝剂在水体中的残留累积模型。
6、在上述技术方案中，在步骤一中，开展砂石加工系统生产废水循环回用试验；
7、其中，构建絮凝剂残留累积模拟模型的方法，如图4所示，具体包括如下步骤：
8、s11：获取砂石骨料料源，检测砂石骨料料源矿物组成，确定岩石类型；
9、s12：选择聚丙烯酰胺(pam)和聚合氯化铝(pac)作为絮凝剂；
10、s13：配制拟投加浓度的pac，测试其中al3+和cl-含量，确定pac溶液中al3+和cl-可溶出的量占投加pac量的百分比x％；
11、s14：取生产用水，测试生产用水中本身含cl-的浓度为ca mg/l；
12、s15：用生产用水对砂石骨料进行冲洗，每吨砂石骨料可用水0.4～1.5m3，获取冲洗废水，检测废水的ss浓度；
13、s16：取s15所述的砂石骨料冲洗废水1000ml，联合投加s12确定的pam和pac絮凝剂，可按照不同浓度和不同比例投加，pac投加浓度范围为10～400mg/l，pam投加浓度范围为0.2～30mg/l，pam和pac的投加比例介于1:10～1:50之间；
14、s17：对投加絮凝剂后的溶液进行搅拌，搅拌后沉降；
15、s18：取s17沉降后水样的上清液，测定废水中第一次投加絮凝剂后上清液中的ss浓度和絮凝剂在水体中的残留浓度c1pam、c1cl、c1al；
16、s19：取s17沉降后剩余的上清液，在其中加入新鲜生产用水至1000ml，将1000ml水混合均匀后用于砂石骨料冲洗，获取冲洗废水，按s14至s18所述的方法进入下一次废水循环回用试验并检测ss、pam、cl-、al3+浓度。
17、在上述技术方案中，在步骤二中，构建砂石加工系统生产废水处理时添加絮凝剂在水体中的残留累积模型，具体包括如下步骤；
18、s21：构建pam胶体残留累积预测模型如下：
19、cxpam＝c0pam-c1pam (1)
20、
21、式中，c1pam为第一次添加絮凝剂后水体中残留的pam浓度，即步骤s18中测定的pam残留浓度，cnpam为n次循环后上清液中pam的残留累积浓度，n为循环次数，c0pam为每次循环中pam的投加浓度，cxpam为每次循环中pam的消耗量，k为上一轮废水处理后回用的上清液占下一轮生产用水的比例；
22、s22：pac在水中以al3+和cl-形式存在，在沉淀过程中消耗al3+，而其中的cl-主要起到桥连作用，不参与絮凝沉淀过程不存在消耗，分别构建al3+和cl-的残留累积预测模型如下：
23、pac中al3+的残留累积预测模型如下：
24、cxal＝(c0al-c1al) (3)
25、
26、
27、式中，c1al为第一次添加絮凝剂后水体中残留的al3+浓度，即步骤s17中测定的al3+残留浓度，cnal为n次循环后上清液中al3+的残留累积浓度，n为循环次数，c0al为每次循环中al3+的投加浓度，cxal为每次循环中al3+的消耗量，k为上一轮废水处理后回用的上清液占下一轮生产用水的比例，cpac为水体中al3+浓度为cal时对应的pac浓度，xal％为pac溶液中al3+的浓度占比；
28、pac中cl-的残留累积预测模型如下：
29、
30、
31、式中，cncl为第n次循环后水体中的cl-浓度，n为循环次数，k为上一轮废水处理后回用的上清液占下一轮生产用水的比例，c0cl为每次循环中cl-的投加浓度，ca为生产用水中本身含有的cl-浓度，即步骤s13测定的生产用水中的cl-浓度，cpac为水体中cl-浓度为ccl时对应的pac的浓度，xcl％为pac溶液中cl-的浓度占比。
32、在上述技术方案中，在步骤二中，确定保障混凝土安全的骨料冲洗水絮凝剂阈值cmaxpam为50mg/l，cmaxpac为100mg/l，根据《水电工程砂石加工系统设计规范》(nb/t10488-2021)，砂石加工系统用水标准中氯化物的最高含量cmaxcl为3500mg/l。
33、为了实现上述本专利技术的第二目的，本专利技术的技术方案为：砂石废水回用絮凝剂对混凝土影响的避免方法，其特本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.砂石废水回用絮凝剂累积模型构建方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的砂石废水回用絮凝剂累积模型构建方法，其特征在于：在步骤一中，开展砂石加工系统生产废水循环回用试验，具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的砂石废水回用絮凝剂累积模型构建方法，其特征在于：在步骤二中，构建砂石加工系统生产废水处理时添加絮凝剂在水体中的残留累积模型，具体包括如下步骤：
4.砂石废水回用絮凝剂对混凝土影响的避免方法，其特征在于：以保障工程混凝土质量安全为目标，根据权利要求1-3中任一权利要求所构建的絮凝剂残留累积预测模型，确定废水处理中絮凝剂的单次投加浓度上限。
5.根据权利要求4所述的砂石废水回用絮凝剂对混凝土影响的避免方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.砂石废水回用絮凝剂累积模型构建方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的砂石废水回用絮凝剂累积模型构建方法，其特征在于：在步骤一中，开展砂石加工系统生产废水循环回用试验，具体包括如下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的砂石废水回用絮凝剂累积模型构建方法，其特征在于：在步骤二中，构建砂石加工系统生产废水处理时添加絮凝剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟红娟，王孟，宋宏炎，崔艳萍，贺松，陈云鹏，沈丹丹，张可可，彭才喜，肖洋，
申请(专利权)人：长江水资源保护科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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