梁文俊 任思達(dá) 李 堅(jiān) 張依銘

摘? 要：以農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈為原料制成環(huán)保型抑塵劑，針對其粘度、抗風(fēng)性、抗雨淋性及實(shí)際噴灑性能開展系列研究。結(jié)果表明，該抑塵劑粘度為180～240mPa·s，能有效捕集和粘黏粉塵顆粒物;具有良好的抗風(fēng)、抗雨淋性能;對于3種類型土壤塵均具有良好的抑塵性能，具有較好的應(yīng)用推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：抑塵劑;秸稈;工業(yè)應(yīng)用

中圖分類號：TQ352.79? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.11974/nyyjs.20181132005

隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，環(huán)境保護(hù)和資源的有效利用已成為世界各國共同關(guān)注的焦點(diǎn)問題。由于粉塵飛揚(yáng)所造成的環(huán)境污染和傳統(tǒng)防塵技術(shù)帶來的資源浪費(fèi)，以及由此引起的二次污染問題也越來越受到社會各界人士的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)抑塵方式，如灑水、苫布苫蓋、防塵網(wǎng)等由于費(fèi)用昂貴、抑塵效果不理想等問題已越來越不適應(yīng)當(dāng)今環(huán)保要求，所以始于20世紀(jì)20年代的抑塵劑越來越受到人們的重視，并且向著復(fù)合型、專用型、環(huán)保型方向發(fā)展[1]。多數(shù)抑塵劑處于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究階段，未得到工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)地應(yīng)用[2-4]。

我國是農(nóng)業(yè)大國，每年僅農(nóng)作物秸桿就有7億t之多。千百年來，秸桿絕大部分被當(dāng)作柴火、燃料等燒毀，這不僅是一種極大的資源浪費(fèi)，而且對生態(tài)自然環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。本文介紹一種以農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈為主要原料，輔以淀粉、堿等原料的環(huán)保型揚(yáng)塵抑制劑，測試了其粘度、抗風(fēng)及抗雨性，并開展了噴灑性能測試。

1? ? ?抑塵劑制備原料及工藝

1.1? ? ?制備原料

粉碎至5～10mm秸稈，工業(yè)淀粉（純度>99%），工業(yè)堿（純度>98%），添加劑等。

1.2? ? ?抑塵劑制備工藝

將工業(yè)淀粉和工業(yè)堿配成一定濃度的溶液;將粉碎秸稈投入反應(yīng)釜中，并加入適量水，由室溫開始加熱并連續(xù)攪拌;將配好的淀粉溶液、堿溶液以及添加劑加入反應(yīng)釜中，繼續(xù)加熱1～2h后，保持恒溫，隨后靜置并自然冷卻至室溫。

2? ? ?抑塵劑性能測試

2.1? ? ?粘度測試

粘度是抑塵劑的主要性能指標(biāo)，用來衡量抑塵劑性能。適當(dāng)?shù)恼扯仍趪娚溥^程中不易堵塞噴灑系統(tǒng)，而且能使煤炭小顆粒間彼此粘連，起到良好的抑塵效果。實(shí)驗(yàn)中采用Thermo C型粘度測定儀，研究中測定采用多次測定取平均值的方式確定樣品平均粘度值。

2.2? ? ?抗雨淋性及抗風(fēng)性

抗雨淋性模擬實(shí)際應(yīng)用中抑塵劑在降雨條件下的性態(tài)變化，主要考察抑塵劑對不同降雨量的耐受程度?？癸L(fēng)性模擬實(shí)際應(yīng)用中抑塵劑在不同風(fēng)速條件下的性態(tài)變化。將抑塵劑噴灑在土壤表面，在不同風(fēng)速條件下測試其抑塵效果。

2.3? ? ?噴灑性能測試

將抑塵劑噴灑在不同土壤表面，考察其抑塵效果。

3? ? ?結(jié)果與討論

3.1? ? ?粘度測試結(jié)果

測試結(jié)果表明，抑塵劑粘度范圍在180～240mPa·s之間，能有效捕集和粘黏粉塵顆粒物，粘度適中，適合應(yīng)用噴灑。具有一定粘度的抑塵劑噴灑到粉塵顆粒物表面，能將彼此獨(dú)立分散的粉塵顆粒粘黏在一起，增強(qiáng)其抗風(fēng)能力。

3.2? ? ?抗雨淋性與抗風(fēng)性測試結(jié)果

抗雨淋性實(shí)驗(yàn)主要是模擬在中雨條件下，即降雨量為20mm/h，表干后的抑塵劑對雨水沖刷的抗性及再次表干后的抑塵效果及表面性態(tài);抗風(fēng)性主要是模擬抑塵劑表干后長時間處于大風(fēng)條件下的表面性態(tài)變化。圖1為沖刷后及重新表干后的抑塵劑表面性態(tài)，圖2為14m/s風(fēng)速條件下測試3h后抑塵劑表面性態(tài)，兩者均未出現(xiàn)明顯裂和剝落現(xiàn)象，再次表干后結(jié)殼緊實(shí)，無松動現(xiàn)象發(fā)生，覆蓋性較好。

3.3? ? ?實(shí)際噴灑性能測試

3.3.1? ? ?抑塵劑抑塵性能測試

研究中針對3種類型土壤的抑塵性能進(jìn)行了考察，分別是普通土壤、細(xì)土以及細(xì)沙，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3（a）-（c）。

實(shí)驗(yàn)在室外進(jìn)行，歷經(jīng)40d，并經(jīng)歷了包括大風(fēng)（5～6級）、小雪、小雨等天氣狀況。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，無論土質(zhì)如何，抑塵劑均有良好的抑塵效果，并具有良好的抗風(fēng)及抗雨的性能。針對裸露土壤易揚(yáng)起飛揚(yáng)的特性，所開發(fā)的抑塵劑具有良好的膠聯(lián)性，噴灑到地面后容易形成表面較為致密的薄膜覆蓋層，從而起到有效抑塵的目的。

3.3.2? ? ?抑塵劑噴灑厚度實(shí)驗(yàn)

為了使覆蓋劑能較好的使用和推廣，降低成本是非常重要的因素，因此，抑塵劑用量多少則體現(xiàn)出成本的高低，抑塵劑用量過多，可能會導(dǎo)致覆蓋層開裂，降低抑塵效果，為檢驗(yàn)抑塵劑噴灑厚度對于抑塵性能的影響，開展了抑塵劑噴灑厚度實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4（a）-（b），圖4（a）為抑塵劑噴灑厚度1mm，圖4（b）為抑塵劑噴灑厚度3mm。

從對實(shí)驗(yàn)的觀察可以看出，噴灑的厚度對覆蓋的效果是有影響的。不是噴灑的厚度越厚，效果就越好。當(dāng)厚度較厚時，覆蓋層將會導(dǎo)致龜裂，造成被覆蓋層的裸露，從而使覆蓋效果變差，并且使覆蓋劑用量增加。當(dāng)覆蓋劑噴灑較薄時，覆蓋劑分布容易均勻，干燥后不易發(fā)生開裂，而且可大大節(jié)省用量。

3? ? ?結(jié)論

研究中所制備的抑塵劑粘度為180～240mPa·s，能有效捕集和粘黏粉塵顆粒物;具有良好的抗風(fēng)、抗雨淋性能;對于3種類型土壤塵均具有良好的抑塵性能，具有較高的應(yīng)用推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] F.Amato，X.Querol，C.Johansson，et al.A review on the effectiveness of street sweeping，washing and dust suppressants as urban PM control methods[J].Science of the Total Environment，2010（408）：3070–3084.

[2]王薇，霍茂清，鄭向軍，等.復(fù)合型抑塵劑的制備與應(yīng)用研究[J].環(huán)境工程，2010，28（S1）：178-204.

[3]杜翠鳳，王遠(yuǎn)，盧俊杰.吸濕型路面抑塵劑配方研制及工業(yè)試驗(yàn)[J].東北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015（6）：876-882.

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