混凝土攪拌站粉塵污染與綠色化治理技術(shù)分析

陳宏慶 蔣春發(fā) 周靜 孟聰

（中交二公局第三工程有限公司，陜西西安 710016）

1 混凝土攪拌站粉塵污染源分析

1.1 混凝土攪拌站粉塵污染來源及其特征

混凝土攪拌站雖然組成的設(shè)備和傳統(tǒng)攪拌過程相比，有效控制了粉塵污染程度，但在站內(nèi)還是存在粉塵污染問題。混凝土攪拌站的揚(yáng)塵污染主要存在于混凝土砂石存放的料場、稱重和運(yùn)輸過程、混凝土攪拌過程。混凝土粉塵污染主要存在于：車輛對(duì)混凝土砂石原材料進(jìn)行裝卸和運(yùn)輸過程中；皮帶運(yùn)輸設(shè)備的落料處、砂石自料倉在將砂石落入皮帶運(yùn)輸設(shè)備時(shí)；在砂石粉料提升進(jìn)入筒倉、投料進(jìn)入儲(chǔ)料斗的過程中；在物料經(jīng)過渡倉進(jìn)入攪拌機(jī)時(shí)。

這四個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是產(chǎn)生粉塵污染的主要區(qū)域，目前評(píng)價(jià)粉塵污染的指標(biāo)主要是粉塵的四種類型。即粉塵顆粒直徑>40um 的粗塵、粉塵顆粒直徑為10-40um 的細(xì)塵、粉塵顆粒直徑為0.25-0.35um 的微塵 (可吸入顆粒,PM10)、粉塵顆粒直徑<0.25um 的超微塵(細(xì)顆粒、PM2.5)。

1.2 混凝土攪拌站生產(chǎn)流程的揚(yáng)塵點(diǎn)分析

混凝土攪拌站的生產(chǎn)流程中主要揚(yáng)塵點(diǎn)分布情況如圖1 所示。

圖1 混凝土生產(chǎn)主要揚(yáng)塵點(diǎn)分布

粉塵1-2 主要發(fā)生在骨料自然堆放和車輛運(yùn)輸裝卸過程中，所以粉塵1、2 主要是無組織粉塵，常見的處理方法是對(duì)骨料進(jìn)行覆蓋堆放，增加骨料濕潤狀態(tài)，減少揚(yáng)塵發(fā)生。

圖4 HMC 除塵器結(jié)構(gòu)示意圖

粉塵3 主要發(fā)生在骨料進(jìn)入稱重、卸料、轉(zhuǎn)運(yùn)的過程中，因?yàn)楹芏鄶嚢枵驹O(shè)計(jì)中，骨料原理堆放處距離攪拌樓較遠(yuǎn)，導(dǎo)致攪拌站管理單位對(duì)這一區(qū)域粉塵治理不是很重視，只是利用濕潤骨料、增加皮帶輸送設(shè)備的密封性等措施進(jìn)行粉塵治理，治理效果不是很好。

粉塵4-5 是攪拌站生產(chǎn)過程中主要粉塵污染物出現(xiàn)比例最大的過程。粉塵4 分布在骨料利用泵等設(shè)備進(jìn)行上料，在罐底對(duì)骨料進(jìn)行卸載和灌裝過程中。骨料罐的頂部會(huì)因?yàn)楣橇系倪\(yùn)輸和運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生大量粉塵。

粉塵5 是在將配置好的粉料稱重后進(jìn)行投放過程中產(chǎn)生，如利用皮帶機(jī)輸送粉料到骨料中間倉和攪拌機(jī)的過程等。

2 凝土攪拌站主要粉塵污染綠色化治理技術(shù)應(yīng)用

2.1 一體化混凝土攪拌站綠色化粉塵治理技術(shù)設(shè)計(jì)思路

在新建和擬改造的混凝土攪拌站項(xiàng)目中，實(shí)現(xiàn)綠色化粉塵治理，主要采用封裝、噴霧和負(fù)壓粉塵控制技術(shù)相結(jié)合的建設(shè)方案，以提高混凝土攪拌站的綠色化建設(shè)水平。在攪拌站設(shè)計(jì)中，要首先對(duì)攪拌站的內(nèi)部所有工期和設(shè)備都進(jìn)行整體封裝設(shè)計(jì)，將整個(gè)混凝土攪拌站都改裝封裝在一個(gè)“盒子”里進(jìn)行封閉管理、封閉施工，能把攪拌站生產(chǎn)施工產(chǎn)生的粉塵污染控制在有限空間里進(jìn)行高效除塵處理。封裝后的混凝土攪拌站正在封閉空間內(nèi)呈現(xiàn)微負(fù)壓的狀態(tài)，能全面而徹底地解決生產(chǎn)過程中的粉塵污染問題（圖2）。

2.2 骨料輸送時(shí)的粉塵處理技術(shù)

骨料輸送時(shí)的粉塵處理主要是進(jìn)行密封處理，設(shè)置防塵罩，密封后的提升斗在進(jìn)料時(shí)，防塵罩內(nèi)會(huì)形成正壓，所以要使用具有良好的可伸縮性和透氣性防塵濾布進(jìn)行泄壓處理，一般使用帆布作為濾布材料，為了使密封性與除塵效果更好，需要精確濾布使用面積，除塵過濾面積按以下公式計(jì)算：

S=KQ/60VF

式中

S—除塵過濾面積，m2；

K—安全系數(shù)，一般取1.2～1.4；

Q—空氣流量，其值為3600M/T，M為投放物料的體積，m3，T為投放時(shí)間，s；

VF—過濾速率，m/min。

以本工程使用的JZC1000 型攪拌機(jī)為例，其進(jìn)料容積為1.5m3，其設(shè)計(jì)投料時(shí)間為18s，選用針刺氈作為濾布材料，過濾速度取1.2m/min, 安全系數(shù)取1.3，則需要的除塵過濾面積為：

2.3 儲(chǔ)料罐粉塵處理技術(shù)

目前混凝土攪拌站內(nèi)采用圓筒形過濾器進(jìn)行粉塵收集處理比較常見。圓筒形過濾器的優(yōu)點(diǎn)是外形美觀、結(jié)構(gòu)簡單、安裝操作便捷，比較適應(yīng)于粉料儲(chǔ)存罐和攪拌機(jī)過程的粉塵治理。其除塵方案多采用頂部布置單機(jī)脈沖除塵器（HMC），其原理為：其進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在灰斗上，當(dāng)含塵氣體從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入灰斗后首先碰上進(jìn)風(fēng)口的擋板，由于慣性作用，使用氣體粗顆粒粉塵直接進(jìn)入灰斗，起到預(yù)收塵的作用，進(jìn)入灰斗的氣流隨后折而向上通過內(nèi)部裝有金屬骨架的濾袋，粉塵被收集在濾袋的外表面，凈化后的氣體進(jìn)入濾袋室上部的清潔室，匯集到出風(fēng)管排出。室內(nèi)收塵袋分為若干排，按照給定的時(shí)間間隔對(duì)每排收塵袋進(jìn)行清灰。當(dāng)脈沖閥開啟時(shí)，即向?yàn)V袋內(nèi)噴入高壓空氣，以過濾濾袋表面上的灰塵（圖3、4）。

圖3 粉料儲(chǔ)存罐頂部HMC 除塵器布置方案

2.4 自然堆放物料的噴霧降塵工藝以及關(guān)鍵控制參數(shù)

噴霧降塵主要是對(duì)自然堆放產(chǎn)生的細(xì)顆粒進(jìn)行濕潤凝聚后進(jìn)行及時(shí)收集處理。噴霧降塵主要設(shè)備是噴霧主機(jī)，用來產(chǎn)生和控制管理噴霧操作。軟水處理設(shè)備主要是凈化處理噴霧用水的雜質(zhì)，減少水垢。混凝土攪拌站噴霧降塵工藝要點(diǎn)是：噴霧的噴槍、噴頭能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)水霧的噴灑，實(shí)現(xiàn)噴射距離在15 米左右，覆蓋攪拌站所有產(chǎn)生揚(yáng)塵的范圍。能利用遠(yuǎn)程控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)置于攪拌站內(nèi)部的所有噴霧除塵設(shè)備的單獨(dú)、組合和分組、手動(dòng)等多種控制。表1 對(duì)噴霧降塵工藝關(guān)鍵控制參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的說明。

表1 噴霧降塵工藝關(guān)鍵控制參數(shù)

2.5 整體負(fù)壓除塵工藝

在混凝土攪拌站負(fù)壓場設(shè)計(jì)中，要提高對(duì)攪拌樓、骨料堆放場地的負(fù)壓控制，形成負(fù)壓梯度有序分布，一般負(fù)壓要維持在1-20 的范圍內(nèi)。利用封閉料排風(fēng)口實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)壓場風(fēng)強(qiáng)度控制，針對(duì)料場開口處可能出現(xiàn)粉塵外溢情況，在大門處架設(shè)引風(fēng)管，形成負(fù)壓氣幕，避免粉塵溢出，利用除塵器和排風(fēng)口相連，吸收處理粉塵氣體。對(duì)應(yīng)封閉的砂石原料場要科學(xué)合理控制負(fù)壓場梯度參數(shù)。讓混凝土攪拌站內(nèi)部不同區(qū)域形成氣流定向流動(dòng)。避免負(fù)壓場壓差太小導(dǎo)致粉塵方向的逆轉(zhuǎn)，外溢壓差太大導(dǎo)致新風(fēng)過大，除塵設(shè)備超負(fù)荷工作，增加除塵成本（表2）。

表2 負(fù)壓環(huán)境控制值

結(jié)束語

目前本工程混凝土攪拌站通過綠色化粉塵綜合治理技術(shù)應(yīng)用后平均PM2.5 為40μg/m3，粗塵濃度為85mg/m3，空氣無可見揚(yáng)塵，無異味，各項(xiàng)指標(biāo)均小于傳統(tǒng)混凝土攪拌站。混凝土攪拌站粉塵污染與綠色化治理技術(shù)的綜合利用、協(xié)調(diào)管理，將進(jìn)一步提高粉塵污染處理效率和質(zhì)量，在滿足綠色環(huán)保需要基礎(chǔ)上為國家建設(shè)發(fā)揮應(yīng)有作用。