水泥混凝土搅拌站残余浆液利用技术指南

水泥混凝土搅拌站残余浆液利用技术指南1残余浆液来源与特性水泥混凝土搅拌站残余浆液指生产过程中产生的含水泥、骨料、掺合料及外加剂的废弃水浆，主要来源包括：①搅拌机清洗：每批次生产完成后清洗搅拌机产生的废水浆，约占总残余浆液量的30%40%；②运输罐车清洗：罐车卸料完成后清洗罐车产生的水浆，约占总残余浆液量的45%60%；③生产场地冲洗：骨料堆场、搅拌楼地面冲洗产生的水浆，约占总残余浆液量的5%10%；④实验室试配余料、设备冲洗、外加剂罐清洗及非正常工况排放的废弃浆体，约占总残余浆液量的05%。

残余浆液的基本特性如下：①酸碱度：pH值通常为1013，呈强碱性，直接排放会破坏土壤酸碱平衡，污染水体；②含固量波动大：新排放浆液含固量通常为3%15%，沉淀浓缩后底流含固量可达25%40%，固体颗粒中粒径小于0.15mm的颗粒占比60%80%；③成分组成：固体主要成分为未水化水泥颗粒、水泥水化产物（氢氧化钙、C-S-H凝胶等）、粉煤灰、矿粉等胶凝类物质（占总固体质量的55%75%），剩余为石粉、砂粉等惰性骨料颗粒；④活性特征：残余浆液中未水化水泥颗粒占比可达10%30%，固体颗粒具有一定胶凝活性，放置时间超过7d后活性会下降30%~50%，因此需尽快利用。

我国每年商品混凝土产量超30亿m³，按每立方米产生0.02~0.03m³残余浆液计算，年产生残余浆液超6000万m³，折合固体干料超5000万t，残余浆液随意排放或堆存不仅会占用土地、污染水土环境，还会造成胶凝、骨料资源浪费，规范化资源化利用是行业绿色发展的必然要求。2残余浆液预处理技术残余浆液成分波动大，直接利用会影响混凝土质量稳定性，需根据利用方向选择适配的预处理技术：2.1沉淀浓缩预处理沉淀浓缩是最常用的预处理工艺，分为自然沉淀和混凝沉淀两类，适合后续回用澄清水或浓缩底浆利用的场景：①自然沉淀工艺：采用两级沉淀设计，一级沉淀池容积不小于站场24h残余浆液产生量，二级沉淀池容积不小于12h残余浆液产生量，新排入浆液在一级沉淀池自然沉淀1224h，大颗粒固体沉降至池底，上清液溢流进入二级沉淀池再次沉淀2448h，最终出水含固量可降至0.5%以下，满足回用水质要求；池底浓缩后的底浆含固量可达30%~40%，定期排入储浆池待进一步处理。自然沉淀工艺投资低，运营成本少，适合年产能50万m³以下的中小型搅拌站。

②混凝沉淀工艺：针对产量大、浆液排放量大的站场，可投加絮凝剂加速沉淀，常用絮凝剂为聚合氯化铝（PAC）和阴离子聚丙烯酰胺（PAM），投加量分别为PAC50~150mg/L、PAM15mg/L，投加后搅拌混合充分，沉淀时间可缩短至48h，出水含固量可稳定控制在0.3%以下，底浆浓缩效率提升30%以上，适合年产能100万m³以上的大型搅拌站。

2.2机械脱水预处理

机械脱水是实现残余浆液固液分离、达到零排放要求的核心工艺，通过压滤设备将浓缩后的底浆分离为澄清水和低含水率滤饼，常用设备为板框压滤机和带式压滤机：①板框压滤：进料压力控制在1.21.6MPa，保压时间不低于30min，脱水后滤饼含水率为25%35%，固体回收率可达99%以上，脱水效果好，是目前主流选择，缺点是间歇作业，处理效率相对较低；

②带式压滤：连续作业，处理效率高，脱水后滤饼含水率为30%~40%，适合处理量大的站场，缺点是滤带易堵塞，维护成本略高。

机械脱水预处理产出的澄清水可直接回用于生产，滤饼可直接进行资源化利用，是当前政策要求下的主流预处理方案。2.3旋流分级预处理旋流分级预处理是利用旋流器的离心作用，将浆液中不同粒径的固体颗粒分离，0.075mm以上的细砂颗粒分离回收率可达90%以上，分离出的细砂含泥量低于5%，可直接作为细骨料回用于混凝土生产，剩余细颗粒浆体再进行沉淀或压滤处理，可减少后续处理负荷，提升资源利用率，适合骨料含粉量高、浆液中细砂占比大的搅拌站。

##3残余浆液化利用技术要点

根据预处理后的产物类型，可分为三个主流利用方向，各方向技术要求如下：3.1预处理澄清水回用于混凝土生产预处理后的澄清水直接回用于混凝土拌合，是技术最成熟、应用最广泛的利用方式，技术要点如下：3.1.1水质控制要求回用水水质需符合《建设用砂》GB/T14684-2011中拌合用水的相关要求，核心指标为：pH值≤11，含固量≤2g/L（0.2%），氯离子含量≤500mg/L，碱含量（以Na₂O当量计）≤1.5g/L，不溶物含量≤5000mg/L，严禁将混入油污、垃圾、有害杂质的澄清水回用于生产。

#3.1.2配合比动态调整方法

由于回用水中含有一定量的悬浮固体，需根据回用水含固量对配合比进行动态调整，调整公式如下：设设计配合比中总用水量为W，胶凝材料总用量为C，细骨料总用量为S；回用药剂含固量为η，胶凝类固体（粒径<0.15mm）占总固体的比例为α，回用水量为Mw，则：

清水用量=W-Mw×(1-η)

胶凝材料调整用量=C-Mw×η×α

细骨料调整用量=S-Mw×η×(1-α)

每日早中晚三次测定浆液含固量和α值，根据测定结果调整每盘生产的材料用量，避免配合比偏差影响混凝土性能。例如：某站生产C30混凝土，设计配合比总用水量180kg，胶凝用量360kg，细骨料780kg，回用水含固量η=0.3%，α=65%，回用水量Mw=100kg，则调整后清水用量=180-100×(1-0.003)=80.3kg，胶凝用量=360-100×0.003×0.65=359.805kg，细骨料用量=780-100×0.003×0.35=779.895kg，调整幅度较小但可保证质量稳定。3.2.2掺量控制要求残余浆液掺量按拌合总用水量比例计算，C15及以下强度等级，浆液掺量不宜超过总用水量的50%，C20~C30强度等级，浆液掺量不宜超过总用水量的30%；钢筋混凝土中总氯离子含量不得超过胶凝材料质量的0.1%，预应力混凝土不得超过0.06%，碱总含量不得超过3.0kg/m³，符合《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119的要求。

#3.2.3配合比设计方法

与澄清水回用调整原理一致，先测定浆液含固量、胶凝固体占比，再将浆液带入的固体分别计入胶凝材料和细骨料用量，扣减对应原生材料用量，保证总材料用量与设计要求一致。试验数据表明，C25混凝土掺用占总用水量20%的浓缩残余浆液，28d抗压强度比为95%102%，初凝时间仅提前1030min，夏季施工时可适当提高外加剂缓凝组分掺量0.1%~0.2%，即可抵消凝结时间提前的影响，冬季施工反而有利于早期强度提升。

3.3压滤滤饼资源化利用技术

机械脱水产生的滤饼是残余浆液固体的主要载体，可根据滤饼特性选择不同利用方向：3.3.1磨细后作为混凝土掺合料滤饼含有大量未水化水泥颗粒和活性胶凝组分，粉磨至比表面积400450m²/kg后，28d活性指数可达70%85%，满足《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596中Ⅲ级粉煤灰的活性要求，可替代部分粉煤灰、矿粉或水泥用于混凝土生产，掺量控制要求为：C30及以下混凝土，掺量不超过胶凝材料总量的15%；C30C45混凝土，掺量不超过胶凝材料总量的10%；C50及以上混凝土不建议掺用。试验表明，C30混凝土掺加10%磨细滤饼替代粉煤灰，28d抗压强度仅下降2%4%，完全满足设计要求，可有效降低原材料成本。

#3.3.2直接替代部分细骨料

对于不具备粉磨条件的中小型搅拌站，可将滤饼自然风干至含水率低于6%，破碎筛分去除粒径大于5mm的结块，直接替代部分天然河砂或机制砂用于低标号混凝土，掺量不超过细骨料总量的20%，可替代天然骨料，降低生产成本，消纳滤饼，该工艺无需额外粉磨设备，投资成本低，适合中小站应用。

#3.3.3生产蒸压加气混凝土砌块

滤饼主要成分为硅钙类物质，符合蒸压加气混凝土砌块的原料要求，将滤饼粉磨后，按配合比：磨细滤饼60%70%、水泥5%10%、石灰15%25%、石膏3%5%、铝粉膏0.05%~0.1%配料搅拌，经浇注发气、静停切割、蒸压养护后，可生产出符合《蒸压加气混凝土砌块》GB11968要求的A3.5、B06级合格砌块，该方向消纳量大，产品附加值高，适合靠近建材市场的大型搅拌站应用，年产能100万m³的搅拌站产生的滤饼可配套年产能10万m³的砌块生产线，完全消纳固体废弃物。

#3.3.4用于道路路基回填

对于紧邻市政道路工程的搅拌站，滤饼可直接用于路基回填，压滤后滤饼含水率降至35%以下，即可直接作为二级及以下公路的路床填料，压实度满足要求后CBR值可达8%以上，符合《公路路基施工技术规范》JTG/T3610的要求；若掺加5%~8%的石灰稳定，养生7d后CBR值可达15%以上，可满足高速公路下路床填料要求，该方式消纳量大，无需二次加工，运输成本低，是应急消纳滤饼的首选方式。

##4质量控制体系

为保障利用残余浆液后混凝土及终端产品质量稳定，需建立完善的质量控制体系：4.1分类收集管控生产区设置独立封闭的残余浆液收集管网，将搅拌机清洗水、罐车清洗水与场地雨水、生活污水、含油污废水分离收集，严禁将杂质、油污、有害化学物质混入可利用残余浆液，收集沟设置格栅，拦截木屑、钢筋、塑料等大颗粒杂物，格栅每日清理一次。4.2定期检测制度建立残余浆液参数检测台账：新排放浆液含固量每日检测2次（早班、晚班各1次），pH值每周检测1次，氯离子、碱含量每月检测1次，更换骨料或胶凝材料来源后立即重新检测；预处理后出水含固量每班次检测1次，滤饼含水率每周检测1次，滤饼活性指数每季度检测1次，所有检测需采用标准方法，含固量采用105℃烘干恒重法测定，确保数据准确。4.3配合比动态调整机制严禁采用固定配合比掺用残余浆液，需根据每日检测的含固量、活性参数调整配合比，夏季残余浆液放置时间长、活性低，适当减少胶凝材料扣减量；冬季残余浆液活性高，适当增加胶凝材料扣减量；雨水稀释后浆液含固量降低，调整对应材料用量，所有调整过程需留有书面记录，实现每盘生产可追溯。4.4成品检验制度每日生产至少留置1组掺用残余浆液的混凝土试块，检测坍落度、凝结时间和28d抗压强度，每半月检测一次成品混凝土氯离子含量，每季度检测一次总碱含量，每年开展一次耐久性验证试验，确保成品混凝土性能符合标准要求。5安全与环境保护控制要求防渗防护：所有浆液池、储浆池需按一般工业固体废物贮存要求做防渗处理，防渗层渗透系数不大于1×10⁻⁷cm/s，符合《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》GB18599要求，防止浆液渗漏污染土壤和地下水，浆液池周边设置高度不低于1.2m的防护栏杆，设置警示标识，防止人员坠落。恶臭与异味控制：封闭储浆池设置机械通风装置，每半年对所有沉淀池、储浆池彻底清淤一次，避免池底淤泥淤积发酵产生异味，夏季温度较高时可投加少量除臭剂控制异味。职业健康防护：压滤作业、清淤作业人员需佩戴防尘口罩、耐碱橡胶手套、防护眼镜，避免碱性浆液接触皮肤造成灼伤，若皮肤不慎接触浆液，需立即用大量流动清水冲洗，严重者及时就医。应急管控：设置容积不小于日均残余浆液产生量1.5倍的应急事故池，当预处理设备故障时，可临时储存浆液，严禁浆液外排，发生渗漏事故时，立即截流污染区域，采用吸附材料清理受污染土壤，防止污染扩散。6常见问题与解决措施掺用残余浆液后坍落度损失加快：主要原因为浆液中水泥水化产物起到晶核作用，加速水泥水化，且细颗粒吸附外加剂，解决措施：控制回用水含固量不超过0.5%，外加剂掺量较基准配合比提高0.1%~0.3%，新鲜浆液与陈化浆液混合使用，避免单独使用陈浆。压滤滤饼含水率过高：主要原因为进浆浓度低、压滤压力不足、滤布堵塞，解决措施：控制压滤进浆含固量为15%20%，板框压滤压力保持1.21.6MPa，保压时间不低于30min，每1~3个月更换一次滤布，定期清洗滤布堵塞物。混凝土强度波动大：主要原因为浆液含固量波动大、配合比未及时调整、掺量超标，解决措施：严格落实每班测含固量要求，动态调整配合比，严格控制浆液掺量不超过规定限值，C30以上混凝土不随意提高掺量。回用水管道结垢堵塞：主要原因为回水中氢氧化钙结晶附着管壁，解决措施：回水管路设置排污口，每月打开排污冲洗一次，每半年用5%~10%稀盐酸清洗管道一次，控制回用水pH值不超过11，减少氢氧化钙沉淀。

##7经济效益分析

以年产能100万m³的中型商品混凝土搅拌站为例，年产生残余浆液约2.5万m³，折合干固体约