一种生态纳米氧化铜再生混凝土、制备方法及应用技术

一种生态纳米氧化铜再生混凝土，包括如下组分：普通硅酸盐水泥、超细粉煤灰、再生骨料、天然骨料、纳米氧化铜、减水剂、水和表面清洁剂。一种生态纳米氧化铜再生混凝土的制备方法，包括准备原料、制备纳米氧化铜溶液及试块制备的步骤。一种生态纳米氧化铜再生混凝土的应用，包括对达标排放的工业废水进行重金属离子净化，并将净化后的废水用于稻田灌溉的应用。本发明专利技术涉及混凝土再生利用及工业废水净化技术领域，将生态纳米氧化铜再生混凝土用于吸附达标排放后的工业废水中的重金属离子，经过处理后的工业废水达到稻田灌溉的标准，并能应用于稻田灌溉。用于稻田灌溉。用于稻田灌溉。

【技术实现步骤摘要】
一种生态纳米氧化铜再生混凝土、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及混凝土再生利用及工业废水净化
，具体涉及一种生态纳米氧化铜再生混凝土、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]目前我国对于工业废水的处理有两大途径，针对重金属含量达标的废水直接排放，针对重金属含量高的废水则通过回收利用达到含量标准后进行排放。虽然排放时，重金属的含量达到了相关标准，但进入生态系统的含重金属离子的废水经过长期积累依然会带来很大的环境危害。尽管自然界水体有自我净化功能，但越来越多的含重金属离子的废水会弱化水体的自我净化能力，并将水体污染。
[0003]传统的污水处理方法需要消耗大量燃料和药剂，污水处理行业能耗虽然没有发电、钢铁、化工等行业高，但总能耗占比并不低，传统污水处理模式本质是以能耗换水质。为了减少水污染而使用大量电能，会间接产生大量二氧化碳，处理过程本身也会直接排放温室气体。减少碳排放，降低污水处理能耗和物耗是行业升级的必然目标。
[0004]随着我国经济的快速发展，资源对经济发展的制约作用日益凸显，水资源短缺日益严重。在一些缺水地区，水源不足已成为工农业发展的限制因素。另外，重工业的迅速发展使得其用水量不断加大，导致农业灌溉用水不断被工业和城市用水所挤占，农业发展遇到挑战。我国每年农业灌溉用水量维持在3400亿立方米，大约占社会用水总量的56％。若能将工业废水净化后用于农田灌溉，既可实现工业废水的充分利用，又能节约大量水资源，达到生态效益和经济效益双赢，助力于实现可持续发展战略的需要。
[0005]除此之外，建筑垃圾的处理也是一件大事。随着新一代城市建筑的蓬勃发展，老一代建筑因服役年限或安全问题逐渐面临拆除重建问题。建筑垃圾不仅占据大量城市面积，而且长时间堆积也会对地下水造成污染。由于建筑垃圾种类较多，多种垃圾混杂，处理难度较大，成本较高。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种生态纳米氧化铜再生混凝土、制备方法及应用，目的是将生态纳米氧化铜再生混凝土用于吸附达标排放后的工业废水中的重金属离子，经过处理后的工业废水达到稻田灌溉的标准，并能应用于稻田灌溉。
[0007]为达到上述目的，本专利技术技术方案为：
[0008]一种生态纳米氧化铜再生混凝土，包括如下组分：普通硅酸盐水泥、超细粉煤灰、再生骨料、天然骨料、纳米氧化铜、减水剂、水和表面清洁剂，其中纳米氧化铜分布在混凝土的孔隙内。
[0009]优选的，每立方米生态纳米氧化铜再生混凝土中各组分质量配比为：超细粉煤灰104.8kg、再生骨料785.1kg、天然骨料785.1kg、水泥314.2kg、水146.2kg、减水剂0.3
‑
1.0kg、纳米氧化铜0.15
‑
0.30kg、表面清洁剂20
‑
40kg，再生骨料粒径选用5
‑
20mm，水灰比设
置为0.35，孔隙率设定为15％，抗压强度达到20MPa。
[0010]一种生态纳米氧化铜再生混凝土的制备方法，包括如下步骤：
[0011](1)准备原料；
[0012](2)配置纳米氧化铜溶液；
[0013](3)制作再生混凝土试块：a、将原料中的50％的水、全部天然骨料及再生骨料搅拌均匀，使骨料表面润湿，然后将水泥、超细粉煤灰、减水剂加入到润湿的骨料中再搅拌均匀，将拌和好的水泥浆装进模具内；b、在水泥浆初步成形时(一般是初凝时间过后的1
‑
2个小时)，在试块表面喷涂一层表面清洗剂，待根部混凝土有一定强度以后，冲洗掉表面未凝固的水泥浆；c、在自然条件下养护28天；d、对养护后的试块通过纳米氧化铜溶液侵泡48h，浸泡时保证试块全部浸泡在溶液内，浸泡过程中，使用人工或机械的方式使浸泡容器带动溶液按设定幅度晃动，使纳米氧化铜更多地渗入孔隙并与孔隙的接触面积更广；e、取出混凝土标准试块自然风干，风干时间48h后试块制作完毕。
[0014]一种生态纳米氧化铜再生混凝土的应用，包括将生态纳米氧化铜再生混凝土应用于工业达标排放后的含重金属离子废水的再净化，使再净化后的废水中的重金属离子含量符合稻田灌溉标准，并应用于稻田灌溉。
[0015]优选的，再净化过程中，使工业废水沿具有一定斜度的沟槽流动，在沟槽内设置若干生态纳米氧化铜再生混凝土挡块，挡块与沟槽之间经过密封处理，通过挡块对废水中的重金属离子进行吸附过滤，所述的沟槽包括沟槽上段及沟槽下段，在沟槽上段与沟槽下段之间设置检测池，检测池内的废水的重金属离子含量达到灌溉标准时通过第一水泵泵送至沟槽下段，并流入沟槽下段底部预设的混凝土结构的蓄水池，并在灌溉需要的时候提供灌溉用水；当检测池内的重金属离子含量没有达到灌溉标准时，通过第二水泵将废水重新泵送回沟槽上段顶部进行重复过滤，直到检测池内的重金属离子的含量符合灌溉标准。
[0016]优选的，检测池包括池体，池体内从下到上设有若干隔层，所述的隔层通过生态纳米氧化铜再生混凝土制成，隔层与检测池的内壁之间经过密封处理，通过隔层将检测池分隔成若干检测单元，每个检测单元内设置重金属离子传感器及液位传感器，在检测池外设置显示器，同时，每个检测单元均连接有第一水泵和第二水泵。
[0017]优选的，还设有控制器，控制器与电源电连，并通过导线分别与重金属离子传感器及液位传感器信号连接，并配置为对第一水泵及第二水泵进行控制。
[0018]本专利技术一种生态纳米氧化铜再生混凝土、制备方法及应用的有益效果：
[0019]1、本专利技术能够减轻工业废水造成的重金属污染，降低自然界水体净化负担，有效避免大规模重金属污染现象。本专利技术不占用车间及用地面积，无需专门的废水处理工厂，仅在污水流经的过程中通过设置挡板来过滤重金属离子，节约用地、节约成本。本专利技术是通过浸泡的方法，通过再生混凝土的协同作用，利用混凝土的孔隙和纳米氧化铜的吸附性共同完成工作。所以本专利技术的主要基材料是再生混凝土，节约了大量的核心材料，避免了全部采用核心材料的低效率和成本浪费行为，核心材料较再生混凝土价格昂贵，利用再生混凝土与纳米核心材料协同作用可节约大量成本，具有显著的经济效益。
[0020]2、本专利技术适用性强，应用灵活。对于已经排放到湖泊的工业废水，可以通过设置薄围墙的方法，阻碍重金属的进一步扩散。在造成的结果上予以防治。对还没有排放到湖泊和河流的污水，在排放路径上通过设置挡板对重金属进行吸附，在源头上予以防治。而且，还
可以将该专利技术应用到污水处理厂的前处理阶段，减少污水处理厂负荷，降低能耗，减少温室气体排放
[0021]3、本专利技术对重金属的吸附效果显著，可以作为工业废水向农田灌溉水转化的桥梁。能对工业废水做及时的处理，避免工业废水的累积，同时分离工业废水中的水资源和重金属。该专利技术对工业废水处理后，使其既能满足国家对灌溉水质的要求，还能充分发挥重金属对农作物生长的作用。
[0022]4、能够缓解水资源短缺问题，尤其是农业用水，能对部分地区农田干旱，用水短缺问题有所改善，节约大量淡水资本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生态纳米氧化铜再生混凝土，其特征为：包括如下组分：普通硅酸盐水泥、超细粉煤灰、再生骨料、天然骨料、纳米氧化铜、减水剂、水和表面清洁剂，其中纳米氧化铜分布在混凝土的孔隙内。2.如权利要求1所述的一种生态纳米氧化铜再生混凝土，其特征为：每立方米生态纳米氧化铜再生混凝土中各组分质量配比为：超细粉煤灰104.8kg、再生骨料785.1kg、天然骨料785.1kg、水泥314.2kg、水146.2kg、减水剂0.3
‑
1.0kg、纳米氧化铜0.15
‑
0.30kg、表面清洁剂20
‑
40kg。再生骨料粒径选用5
‑
20mm，水灰比设置为0.35，孔隙率设定为15％，抗压强度达到20MPa。3.一种生态纳米氧化铜再生混凝土的制备方法，其特征为：包括如下步骤：(1)准备原料；(2)配置纳米氧化铜溶液；(3)制作再生混凝土试块：a、将原料中的50％的水、全部天然骨料及再生骨料搅拌均匀，使骨料表面润湿，然后将水泥、超细粉煤灰、减水剂加入到润湿的骨料中再搅拌均匀，将拌和好的水泥浆装进模具内；b、在水泥浆初步成形时，在试块表面喷涂一层表面清洗剂，待根部混凝土有一定强度以后，冲洗掉表面未凝固的水泥浆；c、在自然条件下养护28天；d、对养护后的试块通过纳米氧化铜溶液侵泡48h，浸泡时保证试块全部浸泡在溶液内，浸泡过程中，使用人工或机械的方式使浸泡容器带动溶液按设定幅度晃动，使纳米氧化铜更多地渗入孔隙并与孔隙的接触面积更广；e、取出混凝土标准试块自然风干，风干时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，赵振宇，宋帅，田震，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：