瀝青混凝土攪拌機(jī)TSP的產(chǎn)生機(jī)理與排放控制方案研究

尹 乾

（西安外事學(xué)院工學(xué)院，陜西 西安 710077）

1 概述

環(huán)境污染是當(dāng)今人類面臨的最重要的問題之一，得到了世界各國的高度重視。習(xí)近平總書記講“像保護(hù)眼睛一樣保護(hù)生態(tài)環(huán)境，像對待生命一樣對待生態(tài)環(huán)境”[1]。隨著我國公路建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，瀝青混凝土攪拌站的排放超標(biāo)問題一直備受社會關(guān)注。我市某瀝青攪拌廠地處城鄉(xiāng)結(jié)合部，該廠兩臺瀝青混凝土攪拌機(jī)在工作過程中產(chǎn)生大量的粉塵（總懸浮微粒TSP，Total Suspended Particulate），嚴(yán)重影響了周邊的大氣質(zhì)量。

2 國內(nèi)外瀝青混凝土攪拌機(jī)TSP的控制措施

2.1 TSP的產(chǎn)生過程及其危害

瀝青混凝土攪拌機(jī)在熱拌瀝青混合料的生產(chǎn)過程中，基料在烘干、加熱、篩分、計量等環(huán)節(jié)中，會產(chǎn)生大量TSP粉塵。

TSP的危害：越細(xì)小的顆粒物對人體危害越大，粒徑超過10 μm的顆粒物可被鼻毛吸留，也可通過咳嗽排出人體，也會隨氣流附著皮膚或進(jìn)入眼睛，會阻塞皮膚的毛囊和汗腺，引起皮膚炎和眼結(jié)膜炎或造成角膜損傷[2]。

2.2 國外和國內(nèi)的瀝青混凝土攪拌機(jī)廠家設(shè)計中采用的降塵措施

美國ASTEC系列瀝青混凝土攪拌機(jī)除塵系統(tǒng)均采用兩級除塵系統(tǒng)，排煙濃度控制均達(dá)到格林曼一級。德國LINTEC CSD系列、CSM系列瀝青混凝土攪拌機(jī)，均采用二級除塵機(jī)構(gòu)，一級除塵是慣性除塵，二級除塵是布袋除塵。中交西安筑路機(jī)械有限公司中交西筑JD1000型、JD1500型、JD2000型、JD3000型系列瀝青混合料攪拌設(shè)備除塵系統(tǒng)，采用扁袋式布袋除塵器。

上述除塵裝置，對捕集粒徑小于5μm、塵粒密度小的粉塵效果欠佳，對于捕集基料在運輸中、中轉(zhuǎn)時因摩擦二次產(chǎn)生的粉塵，拌鍋排放廢料時產(chǎn)生的揚塵等未設(shè)置相應(yīng)的清除裝置，即這些設(shè)備只設(shè)置了機(jī)內(nèi)除塵裝置，對于機(jī)外的揚塵沒有設(shè)置處理裝置。

3 瀝青混凝土攪拌機(jī)TSP排放超標(biāo)現(xiàn)象的監(jiān)測

我市某瀝青攪拌廠ASTEC LB-4000型瀝青混凝土攪拌機(jī)和LINTEC CSD-2500型瀝青混凝土攪拌機(jī)工作現(xiàn)場的排放情況，見圖1、圖2、圖3所示。

針對設(shè)備的排放問題，特邀請省環(huán)保部門對排放污染源較為嚴(yán)重的A、B、C、D四個點進(jìn)行了三次TSP實時監(jiān)測，其中，A點--冷料倉附近（轉(zhuǎn)載機(jī)上料時監(jiān)測）、 B點--平斜皮帶轉(zhuǎn)接處附近、C點--拌鍋附近、D點--煙囪出口，三次檢測數(shù)據(jù)見表1。

圖1 集料皮帶輸送機(jī)與上料皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)接處

圖2 拌鍋排泄廢料處

表1 TSP排放監(jiān)測情況統(tǒng)計表

顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)值：A、B、C點評價依據(jù)無組織排放監(jiān)控濃度限值5.0(mg/m3)[3]。

由監(jiān)測結(jié)果可以看出：設(shè)備的無組織排放顆粒物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了排放標(biāo)準(zhǔn)、有組織排放顆粒物濃度接近排放極限值在規(guī)定極限值上下徘徊。

4 擬采取的研究方案及可行性分析

4.1 瀝青混凝土攪拌機(jī)TSP的產(chǎn)生部位及成因分析

基料原生石風(fēng)化層在破碎時形成的粉塵，破碎后的基料在運輸、送料中轉(zhuǎn)拋射時摩擦產(chǎn)生的粉塵，在集料皮帶輸送機(jī)與上料皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)接處形成大量揚塵；基料在機(jī)內(nèi)篩分拌和前摩擦產(chǎn)生的粉塵，形成機(jī)內(nèi)揚塵；拌鍋排放廢料時，廢料中夾雜的大量粉塵形成揚塵等。

4.2 TSP的控制方案或措施

揚塵的清除，按照除塵工藝分為干式和濕式兩種；按其工作原理和結(jié)構(gòu)形式分為旋風(fēng)式、布袋式和水浴式三種[4，5]。

（1）集料皮帶輸送機(jī)與上料皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)接處TSP控制預(yù)案或措施。在集料皮帶輸送機(jī)與上料皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)接處加裝集塵罩，并依據(jù)骨料特點調(diào)整調(diào)整傳輸速度和拋射角，從源頭減少揚塵的產(chǎn)生，同時加強(qiáng)已生成揚塵的回收。

（2）針對拌鍋排泄廢料處TSP控制預(yù)案或措施。針對拌鍋排泄廢料處在排泄廢料時，需要有專用車輛接收、轉(zhuǎn)運出去，既要考慮車輛進(jìn)出的方便性，還要考慮架設(shè)裝置的防塵效果及方便可靠的操控性能。針對拌鍋排泄廢料處TSP處置方案或措施見表2所示。

表2 拌鍋排泄廢料處TSP處置方案/措施

4.3 瀝青混凝土攪拌機(jī)TSP的控制方案的選擇

針對ASTEC LB-4000型、LINTEC CSD-2500型瀝青混凝土攪拌機(jī)排放污染物的類型、產(chǎn)生部位及清除機(jī)理，結(jié)合上述TSP的控制方案或措施，擬采用以下方案予以控制或降低其排放污染。

方案一：針對揚塵，設(shè)計一套霧化水噴淋裝置減少或消除揚塵。該方案的優(yōu)點是簡單易行，實施方便，對揚塵清理效果明顯，費用少；缺點是對瀝青藍(lán)煙（有機(jī)排放）污染不能處理，容易損壞設(shè)備元器件，增大了骨料含水量，增加了加熱除濕成本。

方案二：針對揚塵設(shè)計一套收集器，收集揚塵后再進(jìn)行處理。該方案的優(yōu)點是對揚塵的回收效果都比較好；缺點是由于揚塵點分散、面積大，若要一一兼顧，設(shè)備設(shè)置多，或單套設(shè)備體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)查、費用高。

方案三：針對揚塵的產(chǎn)生機(jī)理和設(shè)備排放點，優(yōu)化生產(chǎn)工藝、并設(shè)計一套多功能防塵減排裝置。該方案具有針對性強(qiáng)，對揚塵的控制效果好，后期維護(hù)成本低等優(yōu)點，缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、費用高。

通過對三種方案的優(yōu)缺點比較，方案三具有一次性投入技術(shù)成本較高的缺點，但該方案能夠長期有效的解決排放污染問題，預(yù)期的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益較好。

5 結(jié)語

經(jīng)過前期調(diào)研，結(jié)合瀝青混凝土攪拌機(jī)揚塵的產(chǎn)生機(jī)理與產(chǎn)生部位，參考常用的排放控制措施，擬定了一套多功能防塵減排裝置設(shè)計方案，為后期的研發(fā)設(shè)計與應(yīng)用提供依據(jù)。