CN106277883B - 一种环保型泡沫半干洗式建筑垃圾再生骨料清洁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型泡沫半干洗式建筑垃圾再生骨料的清洁方法，包括以下步骤：首先将建筑垃圾进行破碎、分选，得再生骨料；然后将再生骨料传送2个以上至填充泡沫的清洁单元中，通过再生骨料卸落过程中泡沫所裹附，随后通过在泡沫中浸泡和被传送带运输堆积时骨料之间互相揉搓，使得油污被具有亲油性的泡沫所吸附，实现再生骨料的高效清洁。本发明具有用水量少、清洁效率高、工艺简单、成本低等优点，适合推广应用。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物再生利用领域，具体涉及一种环保型泡沫半干洗式建筑垃圾再生骨料清洁方法。
背景技术
随着我国经济的发展和城市化进程的加速，大量新工程的开展、旧城重新规划改造、道路新修或改线，其中包括大量混凝土结构和建筑的拆除重建工作，这各过程中产生了大量的建筑垃圾。据统计，我国建筑垃圾数量已经超过城市垃圾总数的1/3，对于建筑垃圾，传统的处置方法是运输至郊区堆积填埋，少部分用于坑洞回填、低洼地填筑。这些处置方式，将占用大量地上地下空间，疏松的建筑垃圾堆积结构同事也造成了崩塌的安全隐患。同时，建筑垃圾总体呈弱碱性，不仅仅占用大量土地的同时，对周边土壤的土质也有破坏性的影响；建筑垃圾中含有的有机物的淋溶、日晒等自然作用下会进入水体和大气，形成水体污染和大气污染。因此，如何回收再利用这些建筑垃圾成为目前亟待解决的一个问题。
建筑垃圾中约90％的是由混凝土碎块、砖、瓦块、砂石、泥块组成，这些组分都是可以再利用的建材，尤其是其中大部分组分坚固性较高，经过一定的处置可以制备再生骨料、再生活性微粉、再生陶粒、再生陶砂等建筑材料再利用。流程大概为：收集——分选——清洁——破碎、粉磨或烧结——筛分——再利用。随着对环保和循环经济的日益重视，建筑垃圾再生利用的应用越来越多，建筑垃圾的收集、分选、破碎粉磨或烧结、筛分等工艺日趋完善，同时也有大量关于再生骨料、再生微粉活性激发、界面增强等预处理方式，这使得建筑垃圾再生材料的使用品质大幅提高。但是，建筑垃圾再利过程中仍存在一些不足之处。
建筑垃圾再生建筑材料的产品的质量，严重受制于建筑垃圾的洁净程度。建筑垃圾多含有油污等有机物。这些含有残留油污的建筑垃圾破碎制成的再生骨料界面粘结能力较弱，与水泥等无机胶凝材料无法良好附着胶结；同时含有残留油污的建筑垃圾在制备再生活性微粉时较难以磨细，增加了粉磨的难度和成本，同时增加了粉磨设备的磨耗；在烧制再生陶粒和再生陶砂过程中无机物的挥发易产生吸入安全隐患和健康隐患同时容易污染大气。因此，建筑垃圾再生时必须经过有效的清洁工艺。目前应用较多的是通过冲洗或浸泡来清洁建筑垃圾。这不仅仅消耗大量的水资源，同时洗涤之后的废水量较大，同时难以集中处理，容易排放后污染土壤和水体。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，而提供一种环保型泡沫半干洗式建筑垃圾再生骨料清洁方法，该方法具有用水量少、清洁效率高、工艺简单和成本低等优点，具有重要的经济和环境效益。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种环保型泡沫半干洗式建筑垃圾再生骨料清洁方法，它包括以下步骤：
1)将建筑垃圾进行破碎、分选，得再生骨料；
2)预备清洗罐：清洗罐包括一个上端开口底部密封的圆罐，圆罐底部设置输液口，它与泡沫发生器连通，所述泡沫发生器中采用清洁剂进行发泡，并将所得泡沫通过输液口填充至圆罐中；
3)将步骤1)所得再生骨料通过传送带由清洗罐顶部卸落清洗罐内，其中传送带和清洗罐组成一个清洗单元，前一个清洗单元中传送的再生骨料卸落至下一个清洗单元的传送带底端(前一个清洗单元中传送带的顶端与下一个清洗单元中传送带的底端的位置上、下对应)，并通过下一个传送带传送卸落至再下一个清洗单元中；最后一个清洗单元中再生骨料通过回收传送带传送至集料斗中，回收得清洁再生骨料。
上述方案中，所述再生骨料的粒径为不小于3mm。
上述方案中，步骤3)中设置2个以上清洁单元。
上述方案中，所述泡沫发生器采用高压空气泡沫发生器，高压空气压强为0.3～0.5MPa。
上述方案中，所述泡沫发生器发泡所得泡沫的密度为60～120kg/m3。
上述方案中，步骤3)中控制每个清洁单元中，再生骨料从进入圆罐中泡沫到传送出泡沫中的时间为不低于5min。
优选的，圆罐内泡沫填充高度控制在圆罐内卸落再生骨料后形成的再生骨料堆最高高度的3倍以上，圆罐内卸落再生骨料后形成的再生骨料堆最高高度不超过圆罐高度的1/4。
上述方案中，每个清洁单元中传送带的传送速度保持一致。
上述方案中，所述清洁剂中各组分所占质量百分比为：起泡剂2～3％，稳定剂0.3～0.5％，去污剂1～2％，其余为水。
上述方案中，所述起泡剂由肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基硫酸钠按55:45～60:40的质量比混合而成。
上述方案中，所述稳定剂为市售质量浓度为55％的改性硅树脂聚醚乳液；所述去污剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或两种混合。
上述方案中，所述泡沫发生器与清洁剂容器连接，将清洁剂容器中的清洁剂传送至泡沫发生器中。
上述方案中，圆罐底部还设置排液口，与三通分流阀连接，其中两个分流出口分别与废液排出管道和清洁剂容器连接。控制排液口与清洁剂容器连通时，可回收利用泡沫清洗再生骨料破裂后所得废液，再次进行发泡。
本法发明的原理为：
当含有油污等有机污染物的建筑垃圾再生骨料被传送至圆罐上方并在卸落过程中被清洁剂发泡所得泡沫(水-空气泡沫)所裹附，随后通过在泡沫中浸泡和被传送带运输堆积时骨料之间的互相揉搓作用，使得油污被具有亲油性的泡沫所吸附，进而从建筑垃圾再生骨料表面脱落，并随着泡沫破碎形成的液体(废液)从圆罐底部的排液口通过废液排出管道排出或回收至清洁剂容器中重新进行发泡。
采用本发明所述清洁剂发泡所得泡沫的稳定性非常好，当泡沫在遇到油污时泡沫会破裂形成清洁剂溶液并清洁油污，而未与油污接触的泡沫会较长时间(约1.5～2.5h)稳定的存在直至与油污接触；当建筑垃圾再生骨料中含有油污较少时，泡沫可以较长时间稳定的存在，排液口收集的液体可回收至清洁剂容器中重新用来发泡；当建筑垃圾含有油污较多时，泡沫高度下降会加快，排液口收集的液体无法很好的再用来发泡，直接通过废液排出管道排出。因此通过观察泡沫高度下降速度，可参考判断油污是否清洗干净及需要清洁单元的数目，同时可以判断废液排出管道排出液排出或循环至清洁剂容器。
本发明的有益效果为：
1)节约水资源：本发明清洁建筑垃圾再生骨料中油污的方式为一种半干洗方式，选用的清洁剂发泡产生的泡沫密度非常小，采用同体积泡沫清洗与直接采用水洗方式对比，可节约约90～95％的用水量。
2)清洁效率高：建筑垃圾仅通过在含清洁剂的泡沫中浸泡及传送带运输及堆积过程中的互相揉搓，即可得到清洁的建筑垃圾，清洁效率非常高。
3)工艺及设备简单、成本低廉：仅需要传送带、上端开口下端封闭的圆罐、泡沫发生器、清洁剂容器、废液排出管道就可组成一个清洗单元。其中清洁剂会在与油污接触时自动破裂、清洗油污，而在没有油污时长时间稳定存在，具有“跟踪”油污清洗能力；清洁剂在未发生洗涤作用时可循环利用。这使得设备成本和材料成本都很低廉。
4)操作简单、易于控制：通过观察和调整泡沫的高度，可参考判断油污是否清洗干净并调节需要清洁单元的数目，同时可以判断废液排出管道排出液排出或循环至清洁剂容器。操作非常简单且容易自动化控制。
5)环保：在大量节约水资源的同时，清洁剂充分循环利用，且排出废液易于集中收集处置。
6)建筑垃圾再生性能增强：本发明采用的清洁剂具有非常强的表面活性，吸附油污后依然能吸附在极性物质表面；在清洁后含有清洁剂的泡沫、吸附油污后的清洁剂溶液会有少量残留在建筑垃圾清洁再生骨料表面，将其应用于混凝土拌制时，残留的清洁剂对水泥胶凝材料的颗粒具有分散作用，能够减少减水剂的用量；同时，吸附油污后的清洁剂会富集在混凝土表面，极性基团被混凝土吸引，增加混凝土的抗渗性。
附图说明
图1为本发明实施例2所述清洁方法的流程示意图。
其中，1为再生骨料，2为传送带，3为圆罐，4为泡沫发生器，5为清洁器容器，6为泡沫，7为三通分流阀，8为废液排出管道，9为回收传送带，10为集料斗。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。需要说明的是，附图仅为例性说明，并未按严格比例绘制，而且其中可能有有为描述便利而进行的局部放大、缩小，对于公知部分结构亦可能有一定缺省；下面描述中使用词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，词语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
以下实施例中，采用的清洁剂中各组分所占质量百分比为：起泡剂2.5％，稳定剂0.4％，去污剂1.5％，水95.6％；其中起泡剂由肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基硫酸钠按55:45的质量比混合而成，述稳定剂为质量浓度为55％的改性硅树脂聚醚乳液，去污剂为十二烷基苯磺酸钠。
以下实施例和对比例中，每个清洗单元由一个清洗罐和一个传送带组成。
对比例1
将未经清洁的建筑垃圾破碎、筛分制得粒径5-25mm再生骨料和粒径0-5mm再生砂；并应用于制备混凝土，其中再生粗骨料、再生砂、普通硅酸盐42.5水泥、II级粉煤灰、聚羧酸减水剂和水的质量比为1:3.2:3.5:0.76:0.24:0.015:0.82，拌制扩展度为680～750的混凝土，测试其28天强度和抗渗等级见表1。
对比例2
一种筑垃圾再生骨料的清洁方法，其流程图见图1，具体包括以下步骤：
1)将建筑垃圾使用颚式破碎机进行破碎、然后分选出3mm粒径以上部分，得再生骨料1；
2)预备清洗罐：清洗罐包括一个上端开口底部密封的大型圆罐3(直径约10m，高度约9m)，圆罐3底部与泡沫发生器4连通，泡沫发生器4与清洁剂容器5连通，将清洁剂输送至泡沫发生器4中进行发泡，并将所得泡沫6(密度为70kg/m3)填充至圆罐3中(泡沫填充高度占圆罐高度的3/5)；所述圆罐底部还与三通分流阀7连通，其中两个分流出口分别与废液排出管道8和清洁剂容器连接5；其中与清洁剂容器5连通时，可回收清洗再生骨料泡沫破裂后所得废液，再次进行发泡(形成清洁剂循环利用体系)；
3)将步骤1)所得再生骨料1采用传送带2由清洗罐顶部卸落至清洗罐内，其中再生骨料卸落至回收传送带9的底端并传送至集料斗10中，回收得清洁再生骨料；其中采用的两个传送带的速度保持一致，并通过控制传送带的速率使再生骨料从进入泡沫到传送出泡沫中的时间为5min。
本对比例中清洁单元内泡沫高度下降较快，10min高度损失超过10％。
将本对比例所得清洁骨料进行破碎、筛分制得粒径5-25mm再生清洁骨料和粒径0-5mm再生清洁砂；将其应用于制备混凝土其中再生粗骨料、再生砂、普通硅酸盐42.5水泥、II级粉煤灰、聚羧酸减水剂和水的质量比为1:3.2:3.5:0.76:0.24:0.013:0.82，所得混凝土28天强度和抗渗等级测试结果见表1。
实施例1
一种环保型泡沫半干洗式建筑垃圾再生骨料清洁方法，其流程与对比例1大致相同，不同之处在于增加了一个清洁单元，具体包括以下步骤：
1)将建筑垃圾使用颚式破碎机进行破碎、然后分选出3mm粒径以上部分，得再生骨料1；
2)预备清洗罐：清洗罐包括一个上端开口底部密封的大型圆罐(直径约10m，高度约9m)，圆罐底部设置输液口，它与泡沫发生器连通，泡沫发生器与清洁剂容器连通，将清洁剂输送至泡沫发生器中进行发泡，并将所得泡沫(密度为70kg/m3)通过输液口填充至圆罐中(泡沫填充高度占圆罐高度的3/5)；所述圆罐底部还设置排液口，与三通分流阀连接，其中两个分流出口分别与废液排出管道和清洁剂容器连接；控制排液口与清洁剂容器连通时，可回收清洗再生骨料泡沫破裂后所得废液，再次进行发泡(形成清洁剂循环利用体系)；
3)将步骤1)所得再生骨料采用传送带由清洗罐顶部卸落至清洗罐内，其中再生骨料卸落至第二个清洗单元的传送带的底端，并传送卸落至第二个清洗单元中，然后通过第二个清洗单元中的传送带传送至集料斗中，回收得清洁再生骨料；其中采用的两个清洁单元中的传送带的速度保持一致，并通过控制传送带的速率使再生骨料从进入泡沫到传送出泡沫中的时间为5min。
本实施例中，第一个清洁单元内泡沫高度下降较快，在10min内泡沫高度损失超过10％，第二个清洁单元内泡沫高度下降较为缓慢，10min高度损失不超过10％。
将本实施所得清洁再生骨料进行破碎、筛分制得粒径5-25mm再生清洁粗骨料和粒径0-5mm再生清洁砂；将其应用于制备混凝土，其中再生清洁粗骨料、再生清洁砂、普通硅酸盐42.5水泥、II级粉煤灰、聚羧酸减水剂和水的质量比为1:3.2:3.5:0.76:0.24:0.012:0.82，拌制扩展度为680～750mm的混凝土；并测试其28天强度和抗渗等级，结果见表1。
实施例2
一种环保型泡沫半干洗式建筑垃圾再生骨料清洁方法，该方法与实施例1所述步骤大致相同，不同之处在于采用了3个清洁单元。
本实施例中第一个清洁单元内泡沫高度下降较快，10min高度损失超过10％，第二、三个清洁单元泡沫高度下降较为缓慢，10min内泡沫高度损失均不超过10％。
将本实施所得清洁再生骨料进行破碎、筛分制得粒径5-25mm再生清洁粗骨料和粒径0-5mm再生清洁砂；将其应用于制备混凝土，具体步骤同实施例1，所得混凝土28天强度和抗渗等级测试结果见表1。
表1 实施例1-2和对比例1-2所得混凝土的性能测试结果
| 编号 | 减水剂用量 | 28天强度 | 抗渗等级 |
| 对比例1 | 1.5％ | 27.3MPa | P4 |
| 对比例2 | 1.3％ | 29.2MPa | P6 |
| 实施例1 | 1.2％ | 32.8MPa | P6 |
| 实施例2 | 1.2％ | 33.5MPa | P6 |
上述结果表明：
1)从强度测试结果可以明显看出：通过两个以上清洁单元所得清洁再生骨料制备的混凝土强度(实施例1、2)＞通过一个清洁单元(对比例2)＞未通过清洁单元(对比例1)；且通过三个清洁单元再生集料强度与通过两个清洁单元基本相同。这说明通过一个清洁单元对再生集料油污有一定洗涤作用，但是未洗涤干净；而第三个清洁单元的增加未使得再生集料油污清洗程度进一步增加。这与泡沫下降速率结果保持一致。
2)通过清洁单元后的再生集料制备混凝土抗渗能力明显高于未通过清洁单元的。
3)通过清洁单元后的再生集料制备混凝土时减水剂用量明显降低。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种环保型泡沫半干洗式建筑垃圾再生骨料清洁方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将建筑垃圾进行破碎、分选，得再生骨料；
2)预备清洗罐：所述清洗罐包括一个上端开口底部密封的圆罐，圆罐底部与泡沫发生器连通，所述泡沫发生器中采用清洁剂进行发泡，并将所得泡沫通过输液口填充至圆罐中；
3)将步骤1)所得再生骨料采用传送带由清洗罐顶部卸落至清洗罐内，其中一个传送带和一个清洗罐组成一个清洗单元，前一个清洗单元中传送出的再生骨料卸落至下一个清洗单元的传送带底端，并传送、卸落至再下一个清洗单元中；最后一个清洗单元中再生骨料通过回收传送带传送至集料斗中，回收得清洁再生骨料；
所述清洁剂中各组分所占质量百分比为：起泡剂2～3％，稳定剂0.3～0.5％，去污剂1～2％，其余为水；
所述起泡剂由肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基硫酸钠按55:45～60:40的质量比混合而成；所述稳定剂为改性硅树脂聚醚乳液；所述去污剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或两种混合。
2.根据权利要求1所述的清洁方法，其特征在于，所述再生骨料的粒径不小于3mm。
3.根据权利要求1所述的清洁方法，其特征在于，步骤3)中设置2个以上清洁单元。
4.根据权利要求1所述的清洁方法，其特征在于，步骤3)中控制每个清洁单元中，再生骨料从进入圆罐中泡沫到传送出泡沫中的时间为不低于5min。
5.根据权利要求1所述的清洁方法，其特征在于，所述泡沫发生器中发泡所得泡沫的密度为60～120kg/m3。
6.根据权利要求1所述的清洁方法，其特征在于，所述泡沫发生器与清洁剂容器连接，将清洁剂容器中的清洁剂传送至泡沫发生器中。
7.根据权利要求1所述的清洁方法，其特征在于，所述圆罐底部还与三通分流阀连接，其中两个分流出口分别与废液排出管道和清洁剂容器连接。
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