趙世冉，周昊鵬，張凱峰，劉磊，楊康，王信鴿

（1. 中建西部建設(shè)北方有限公司，陜西 西安 710116；2. 西安建筑科技大學(xué)材料與礦資學(xué)院，陜西 西安 710055）

綠色環(huán)?；炷翑嚢枵驹O(shè)計(jì)及改造方法探討

趙世冉1，周昊鵬1，張凱峰1，劉磊1，楊康2，王信鴿1

（1. 中建西部建設(shè)北方有限公司，陜西 西安 710116；2. 西安建筑科技大學(xué)材料與礦資學(xué)院，陜西 西安 710055）

本文以年產(chǎn)60萬方混凝土攪拌站為例，闡述了經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下混凝土攪拌站的設(shè)計(jì)與改造思路，認(rèn)為攪拌站可以通過固廢、液廢的回收利用研究提升利潤空間，也可以通過對(duì)攪拌站粉料罐、沉淀池等設(shè)備的設(shè)計(jì)與改造，達(dá)到減輕環(huán)保壓力、節(jié)省運(yùn)營開支的目的。

混凝土攪拌站；粉塵；沉淀池；廢水；環(huán)保

0 序言

隨著混凝土應(yīng)用技術(shù)的成熟，混凝土攪拌樓的建設(shè)也從最初的拉鏟集料式攪拌樓逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)今的骨料直投式攪拌樓[1,2]。從設(shè)計(jì)思路上看，越來越趨于科學(xué)化和合理化，然而由于混凝土生產(chǎn)較強(qiáng)的自然資源依賴性，以及城市周邊布局的市場(chǎng)導(dǎo)向性，日益加劇著混凝土攪拌站面臨的環(huán)保壓力。

另一方面，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)的持續(xù)，國內(nèi)房地產(chǎn)投資增速放緩，混凝土市場(chǎng)需求量趨于平穩(wěn)，混凝土經(jīng)營企業(yè)也將面臨市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)所帶來的價(jià)格壓力[3,4]。在此背景下，如何通過技術(shù)提升利潤空間，又如何通過環(huán)保型攪拌站的設(shè)計(jì)與改造化解環(huán)保壓力，成了擺在混凝土經(jīng)營企業(yè)面前的難題。本文以年產(chǎn) 60 萬方混凝土攪拌站設(shè)計(jì)為例，從攪拌站常規(guī)污染源粉塵和廢水兩個(gè)方面，為這一難題提供解決思路，以供參考。

1 攪拌站選址的具體要求

混凝土攪拌站在建設(shè)前期應(yīng)充分進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，包括產(chǎn)品需求和價(jià)格、原材料狀況、工藝設(shè)備、技術(shù)、人員、國家及地方相關(guān)政策等內(nèi)容。廠址的選擇除應(yīng)考慮水、電/暖、通等基礎(chǔ)條件外，還應(yīng)考慮以下內(nèi)容：

（1）原材料產(chǎn)地及產(chǎn)品銷售半徑，盡可能將運(yùn)輸成本降到最低，以提高產(chǎn)品利潤空間。

（2）攪拌站周邊應(yīng)具有良好的交通運(yùn)輸條件，道路應(yīng)有足夠的寬度、高度和承載能力，要避免因各種線路、橋涵障礙物對(duì)高度的限制或橋梁對(duì)車輛重量的限制等原因造成運(yùn)輸效率低下，影響攪拌站正常運(yùn)營。

（3）攪拌站應(yīng)選擇在城市居民區(qū)或凈化要求高的工廠夏季最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)向，并應(yīng)選在現(xiàn)有的或擬建的有污染煙塵排放的工廠夏季最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)向。

（4）攪拌站所在地應(yīng)有良好的工程地質(zhì)條件，避免礦床、斷層、溶洞和松土層等帶來的不利影響。場(chǎng)地地形宜平坦，以減少建設(shè)費(fèi)用，若場(chǎng)地存在高差，可因地制宜，有效利用。

（5）攪拌站最好能與城市或周邊企業(yè)有共同利用生活設(shè)施的可能，廠區(qū)禁止跨高壓線路和各種市政管線，并應(yīng)遠(yuǎn)離居民區(qū)或食品加工等對(duì)噪聲和粉塵污染要求高的企業(yè)，以免噪聲和粉塵對(duì)周邊居民的生產(chǎn)和生活造成困擾。

（6）不論是采購或租賃攪拌站，必須具有完備的工業(yè)用地手續(xù)、環(huán)評(píng)手續(xù)、規(guī)劃許可等政府許可的相關(guān)證件。

2 粉塵來源及處理方法

圖 1 混凝土生產(chǎn)工藝流程圖

由圖 1 混凝土生產(chǎn)工藝流程圖可知，攪拌站的粉塵來源主要有運(yùn)輸車進(jìn)出送料、倒料時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵，砂石堆放過程中天氣因素造成的揚(yáng)塵，皮帶輸送機(jī)輸送物料時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵，和攪拌樓粉料充罐時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵等。

砂石料場(chǎng)是傳統(tǒng)的攪拌站產(chǎn)生粉塵最多的地方，為最大限度減少揚(yáng)塵污染，砂石料場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行封閉并在四周安裝旋轉(zhuǎn)噴霧裝置，該裝置可以設(shè)定為根據(jù)料場(chǎng)的濕度和料場(chǎng)的揚(yáng)塵情況進(jìn)行定向和定量噴霧作業(yè)，這樣不僅可以減少砂石料場(chǎng)的粉塵污染，還可以極大的降低噪聲污染。

在混凝土生產(chǎn)環(huán)節(jié)，皮帶輸送機(jī)周邊應(yīng)加裝封閉墻板和隔音板，以降低揚(yáng)塵和噪音的傳播。為杜絕攪拌樓粉料充罐時(shí)產(chǎn)生粉塵，除應(yīng)在粉料倉頂部安裝電脈沖除塵設(shè)備外，還應(yīng)選擇進(jìn)行攪拌樓全封閉設(shè)計(jì)，并在樓頂安裝除塵裝置。

3 粉料罐倉設(shè)計(jì)實(shí)例

本文以年產(chǎn) 60 萬方混凝土攪拌站為例進(jìn)行粉料罐倉設(shè)計(jì)計(jì)算，粉料貯存量按下式計(jì)算：

Q= qnG/(1-η)

式中：

Q——水泥貯存量，噸；

q——生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的產(chǎn)品品種最不利組合時(shí)，平均配合比中水泥用量，t/m3；

n——貯存天數(shù)，d；

G——混凝土日產(chǎn)量，m3/d；

η——水泥損耗率，%。袋裝水泥為 2.5%～5%，散裝水泥為 0.5%～1%。

根據(jù) JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》計(jì)算可知攪拌站常規(guī)混凝土產(chǎn)品（強(qiáng)度等級(jí) C20～C40）中水泥、粉煤灰、礦粉的用量，如表1 所示。

表1 不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土各粉料用量 kg/m3

本文結(jié)合年產(chǎn) 60 萬方混凝土攪拌站生產(chǎn)消耗情況，選取水泥貯存天數(shù)為 5d，粉煤灰貯存天數(shù)為 6d，礦粉貯存天數(shù)為10d，損耗率 η 取 0.5%，混凝土日產(chǎn)量 G 取 2667m3/d，計(jì)算后的各粉料貯存量如表2 所示。

表2 不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土各粉料貯存量 t

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，年產(chǎn) 60 萬方混凝土攪拌站的粉料罐可設(shè)計(jì)為：4 個(gè)水泥料倉，每個(gè)料倉筒內(nèi)徑 7m，高度 18m，幾何容積 700m3，有效容積 600m3；2 個(gè)粉煤灰料倉和 2 個(gè)礦粉料倉，料倉筒內(nèi)徑均為 7m，高度 18m，幾何容積 700m3，有效容積 600m3。

4 廢水循環(huán)利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 攪拌站水循環(huán)的意義

攪拌站建立廢水循環(huán)利用系統(tǒng)和雨水回收系統(tǒng)，可將日常清洗設(shè)備、場(chǎng)地產(chǎn)生的廢水以及雨水充分沉淀后重復(fù)利用，用于生產(chǎn)混凝土可降低運(yùn)營成本，間接提升經(jīng)營效益。經(jīng)計(jì)算，每生產(chǎn) 1m3混凝土將平均產(chǎn)生廢水約 0.03t，全國商品混凝土年產(chǎn)量約 4.76 億方，將產(chǎn)生廢水 1428 萬噸，若能將廢水充分利用，將能夠極大地減少自然水資源的消耗[5]。

4.2 廢水循環(huán)系統(tǒng)的組成和流程

混凝土攪拌站主要由攪拌樓、沉淀池、砂石分離機(jī)、進(jìn)料洗滌斜槽、水泵、輸水管、挖掘上料設(shè)備等組成。生產(chǎn)上，待洗罐車首先應(yīng)?？吭谏笆蛛x機(jī)前，通過輸水管線把經(jīng)充分沉淀后的廢水注入罐車內(nèi)，進(jìn)行攪拌清洗。清洗完后的廢水連同砂石一起倒入砂石分離機(jī)進(jìn)行分離，分離出的砂、石分別運(yùn)入料石堆場(chǎng)用來拌制混凝土，而廢水則先經(jīng)水渠流入一級(jí)沉淀池進(jìn)行初步沉淀。三級(jí)沉淀池、二級(jí)沉淀池和一級(jí)沉淀池之間通過管道相通，每當(dāng)水泵抽出三級(jí)沉淀池的水使用時(shí)，都會(huì)造成三級(jí)沉淀池中的水位下降，從而使二級(jí)沉淀池中的水流入三級(jí)沉淀池，一級(jí)沉淀池表層的水流入二級(jí)沉淀池，從而形成廢水應(yīng)用回路。

4.3 水循環(huán)線路的設(shè)計(jì)

攪拌站水循環(huán)線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮攪拌站的空間布局。攪拌站內(nèi)的生產(chǎn)廢水主要包括：日常沖地用水、試驗(yàn)用水、沖洗罐車廢料用水、雨水等。為了使廢水得到充分沉淀后再利用，應(yīng)設(shè)置三級(jí)沉淀蓄水池[6]，所起作用是把沉淀后的廢水經(jīng)過泵送后重新用來沖洗廠地、清洗罐車或生產(chǎn)混凝土?，F(xiàn)在較常見的做法是將三級(jí)沉淀蓄水池設(shè)置在砂石分離機(jī)旁，以方便砂石分離時(shí)直接將廢水排入沉淀池[7]。

5 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)新常態(tài)階段，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度由高速增長轉(zhuǎn)為中高速增長，增長動(dòng)力由要素驅(qū)動(dòng)、投資驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。這一發(fā)展特點(diǎn)在為混凝土從業(yè)者帶來巨大壓力的同時(shí)，也指明了發(fā)展的方向，既可以通過固廢、液廢的回收利用研究提升利潤空間，也可以通過對(duì)攪拌站粉料罐、沉淀池等設(shè)備的設(shè)計(jì)與改造，達(dá)到減輕環(huán)保壓力、節(jié)省運(yùn)營開支的目的。

[1] 馬志華．馬年帶給預(yù)拌混凝土行業(yè)的思考[J]．混凝土世界，2015,03: 20-28．

[2] 彭橋，吳超，張凱峰，等．混凝土攪拌站技術(shù)管理分析與探討[J]．商品混凝土，2014,04: 11-13．

[3] 曹益紅，張磊，張凱峰，等．新建混凝土攪拌站技術(shù)質(zhì)量管理探討[J]．江西建材，2014,12: 70-73．

[4] 吳士斌，王永智，等．混凝土攪拌站生產(chǎn)成本與安全風(fēng)險(xiǎn)控制[J]．建筑與預(yù)算，2014,08: 18-22．

[5] 王軍，霍亮，吳媛媛．預(yù)拌混凝土綠色攪拌站的建設(shè)與管理[J]．建筑機(jī)械化，2012第21期；19-21．

[6] 趙恒樹，戴會(huì)生，張偉，等．特別策劃：關(guān)于混凝土攪拌站生產(chǎn)廢水的處理[J]．商品混凝土，2014,06: 1-3．

[7] 紀(jì)憲坤，楊欣華，韋慶東．預(yù)拌混凝土攪拌站綠色生產(chǎn)技術(shù)探討[J]．施工技術(shù)，2014第24期；24-27．

［通訊地址］西安市長安區(qū)王寺鎮(zhèn)西街中建西部建設(shè)北方有限公司研發(fā)中心（710116）

趙世冉（1987—），男，碩士，工程師。