胡成留

（云南建投綠色高性能混凝土股份有限公司，云南昭通 657000）

1 引言

在經(jīng)濟呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢的21 世紀(jì)，大方量混凝土攪拌站成為工程建設(shè)中不可或缺的一部分。隨之而來的是日益嚴(yán)峻的攪拌站粉塵污染問題。混凝土攪拌站產(chǎn)生的粉塵具有覆蓋范圍廣、擴散速度快的特征，一旦治理不到位，會導(dǎo)致建筑工程違背國家環(huán)保理念，甚至違反環(huán)保法律，影響工程產(chǎn)品的競爭力。因此，探究混凝土攪拌站粉塵污染的綠色化治理技術(shù)成為混凝土攪拌站面臨的主要問題之一。

2 混凝土攪拌站概述

某混凝土攪拌站包括2 排水泥倉、螺旋輸送機，由1 個微機控制室控制整個攪拌站作業(yè)，可以同時向2 輛混凝土運輸車運送攪拌混凝土物料。該混凝土攪拌站理論生產(chǎn)量為180 m3/h，攪拌機及配料機型號分別為JS3000 強制型、PLD4800，倉格數(shù)為4 格，總功率為260 kW，卸料高度為4 m（無泵）。

3 混凝土攪拌站粉塵污染來源調(diào)查

3.1 輸送、計量、投料時期

汽車裝卸、原沙輸送均易產(chǎn)生揚塵，特定時期的風(fēng)速、沙粒含水量、裝卸高度均對沙裝卸起塵量有較大的影響。在該混凝土攪拌站原料堆放最高高度、堆料時與沙堆落差分別為15.00 m、1.50 m 時，沙堆風(fēng)力揚塵、裝卸揚塵總產(chǎn)生量為每年4.01 t，其中，沙場裝卸沙堆起塵量為每年3.65 t。

在道路干燥情況下，該混凝土攪拌站車輛行駛距離為100.00 m 時，平均每天重載運輸、空車運輸各80 輛·次，重載車輛和空載車輛的重量分別為300.00 kN（30.00 t）、90.00 kN（9.00 t），行駛速度為22.00 km/h。一般路況粉塵量在0.10～0.50 kg/m2時，空車動力起塵量應(yīng)在2.14～6.82 kg/d，重載車動力起塵量在5.42～24.63 kg/d。

該混凝土攪拌站主要通過配套皮帶進行質(zhì)量較大的原料輸送，如碎屑、石子等。對于粉煤灰、水泥等原料，需要在壓縮空氣的驅(qū)動下由螺旋輸送機輔助吹入水泥筒倉。整個過程中極易產(chǎn)生無組織排放狀態(tài)的粉煤灰和水泥粉塵，產(chǎn)生量大約為0.6 t/a。

3.2 水泥筒倉頂呼吸孔及庫底

混凝土攪拌站的原料粉煤灰、水泥均采用筒倉存放。在這種存放方式中，粉塵主要源于水泥筒倉庫頂呼吸孔和庫底。比如，在散裝水泥泵車向筒倉內(nèi)輸送粉料時，水泥倉內(nèi)部、外部均具有一定的壓力差，氣體會由水泥倉內(nèi)部向外部排放。雖然配備有負(fù)壓吸風(fēng)除塵裝置的庫底、庫頂呼吸孔具有一定除塵能力，在入口粉塵濃度為30 000.00 mg/m3時，理論排放濃度為30.00 mg/m3。但隨著設(shè)備老化，實際除塵效果會大大下降，粉塵排放量也會隨之上升，大約在0.625 t/a。

3.3 水泥放空口及堆場

在筒倉水泥抽料階段，筒倉放空口極易產(chǎn)生大量粉塵，每次粉塵產(chǎn)生量最低約0.28 kg，最高約0.80 kg，由此帶來的原料粉煤灰、水泥消耗量為每年1.58×109t。全年運輸車輛為2 056 輛·次、每車承載質(zhì)量為80.00 t 時，每輛運輸車每次放空口產(chǎn)生粉塵為0.45 kg。

在風(fēng)力作用下，混凝土攪拌站內(nèi)小粒徑灰渣、沙粒會脫離地面而起塵，對下風(fēng)向大氣環(huán)境造成污染[1]。堆場揚塵顆粒在空氣中的擴散情況與塵粒含水率、風(fēng)速有較大關(guān)系，一般揚塵粒徑小于230 μm 時，可以不考慮上述因素，認(rèn)為堆場揚塵顆粒沉降速度可以達到1.00 m/s；而在其超出這一范圍時，需要考慮上述因素，并將影響范圍鎖定在揚塵點下風(fēng)向近距離周邊。在原沙含水率為5.00%、起動風(fēng)速為4.35 m/s、地面風(fēng)速為2.95 m/s 時，沙堆揚塵產(chǎn)生量為0.305 t/a。

4 混凝土攪拌站粉塵污染危害

4.1 環(huán)境危害

在混凝土攪拌站各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的粉塵污染過量，均會污染周邊空間，甚至產(chǎn)生霧霾。再加上粉塵是一種兼具飛散性、黏附性、濕潤性、懸浮性、燃爆性的物質(zhì)，部分粉塵會飛散到大氣環(huán)境中與空氣中水分接觸形成碳化鈣粉、鎂粉等易燃易爆物質(zhì)；部分粉塵則會相互凝聚吸附在農(nóng)作物、植被上，影響植被生存；部分粉塵則會造成酸雨等。此外，部分粉塵還會吸附在生產(chǎn)器械、電氣設(shè)備中加速設(shè)備構(gòu)件功能老化，影響攪拌站器械正常壽命周期內(nèi)功能的發(fā)揮。

4.2 人員危害

混凝土攪拌站中產(chǎn)生的粉塵內(nèi)含有多種有毒成分，一旦被人體吸入（5 μm 以下的微粒），就會引發(fā)中毒性肺炎、硅肺甚至肺癌。而沉積在肺部的污染物被溶解后，會直接侵入人體血液系統(tǒng)，引發(fā)血液中毒。即使肺部污染物無法被溶解，也極易被人體細胞吸收，破壞細胞結(jié)構(gòu)。此外，部分粉塵污染可以在懸浮、凝聚作用下吸收、反射太陽光線，造成兒童接受太陽光紫外線照射量下降，影響兒童體內(nèi)維生素D 的合成，提高骨骼鈣化不全等不正常發(fā)育疾病的發(fā)生率。

5 混凝土攪拌站粉塵污染的綠色化治理技術(shù)

5.1 輸送、計量、投料時期粉塵的綠色化治理

由上文可知，在輸送、計量、投料時期，該混凝土攪拌站粉塵污染主要為工藝粉塵、車輛揚塵。為了實現(xiàn)上述污染的綠色化治理，生產(chǎn)現(xiàn)場作業(yè)者應(yīng)以4～5 次/d 的頻率對主要運輸?shù)缆愤M行灑水，并配合地面清潔、平整、硬化操作，達到有效抑制地面動力起塵的目的。在運輸車輛作業(yè)階段，應(yīng)利用事先準(zhǔn)備的無破損氈布覆蓋，配合以散裝水泥為代表的粉狀物質(zhì)屏障措施，防止粉塵污染[2]。

運輸車輛進入生產(chǎn)廠區(qū)后，應(yīng)嚴(yán)格要求其保持低速行駛度，并提高車輛沖洗頻次，最大限度地控制道路揚塵對攪拌站周邊空氣環(huán)境質(zhì)量的影響。一般沖洗車輛時，需要選擇專門的高壓清洗設(shè)備，按90°等距離布置水管，逐一清洗車輛料斗、車輪。

投料期間，對于在粉塵環(huán)境中工作的作業(yè)人員，要為其提供必要的防護裝置。特別是電焊工、混凝土工，應(yīng)定期為其提供免費體檢福利。在這個基礎(chǔ)上，在攪拌主機投料、儲料倉負(fù)壓、骨料投入環(huán)節(jié)，混凝土攪拌站可以沿用集中除塵思路，配備優(yōu)質(zhì)過濾袋的風(fēng)機脈沖反吹系統(tǒng)。進而在主機除塵管的支撐作用下，與頭罩、粉塵計量斗之間形成互相聯(lián)通體系，從根本上解決傳統(tǒng)粉料稱進料時利用回氣管聯(lián)通攪拌器、稱斗或者直接經(jīng)排氣門排放空氣產(chǎn)生的高污染問題[3]。此外，在原材料投放方面，也可以選擇交叉投料方式，即先向料筒內(nèi)投入砂，再向料筒內(nèi)投入小粒徑碎石，進而依據(jù)大粒徑碎石、砂、粗石、細石、砂的順序投入，避免骨料在投放過程中出現(xiàn)摩擦，并利用粗骨料掩蓋碎石中的粉塵，抑制粉塵污染。

5.2 水泥筒倉頂呼吸孔及庫底粉塵的綠色化治理

對于生產(chǎn)區(qū)具體工藝環(huán)節(jié)產(chǎn)生的顆粒物污染，可以通過相應(yīng)設(shè)備收集、處理后排放。比如，對于水泥筒倉頂呼吸孔及庫底粉塵污染較為嚴(yán)重的模塊，可以對通風(fēng)除塵裝置進行更新、維護，如除塵罩、抽風(fēng)管、風(fēng)機等。

對于散裝水泥筒倉入口位置，可以從防范揚塵為入手點，進行密封裝置設(shè)置，配合倉頂氣流反沖除塵器、管式除塵器代替布袋除塵器的設(shè)置，進行氣流的多次過濾，控制粉塵排放量在標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)。除氣流反沖除塵器、管式除塵器以外，混凝土攪拌站也可以進行針對性的除塵系統(tǒng)設(shè)計。在該系統(tǒng)進行設(shè)計前，混凝土攪拌站需要明確除塵目標(biāo)，比如，防控生產(chǎn)階段粉塵無組織排放到大氣環(huán)境中污染周邊生態(tài)，優(yōu)化攪拌站內(nèi)部作業(yè)環(huán)境，避免粉塵對作業(yè)人員身體造成傷害等。根據(jù)作業(yè)目標(biāo)，可以選擇不同的除塵系統(tǒng)運行模式。一般對于除粉料倉以外的除塵部位，均可以選擇脈沖清灰主動式粉塵去除裝置，對于粉料倉，則可以選擇振動式集中塵土去除裝置[4]。然后，混凝土攪拌站可以綜合考慮安全系數(shù)、空氣流量、投放物料體積、物料投放時間、過濾速率等因素，選擇恰當(dāng)?shù)臑V芯，比如，過濾速率達到1.20 m/min 的聚酯濾芯等。確定濾芯后，針對主機部分粉塵常見溢出部分，可以于倉頂配置強制式除塵設(shè)備，并將過濾中心形狀設(shè)置為褶皺圓筒式，最大程度上增加單位空間內(nèi)粉塵過濾量。在內(nèi)部設(shè)置若干個過濾濾芯后，以若干個過濾濾芯為一個單位，配備振動除粉塵、氣體脈沖反吹粉塵裝置，以提高除塵效果以及濾芯使用年限[5]。

對于從倉底到原料計量料斗的一段區(qū)間，引入全封閉的螺旋輸送模式。配合自動料斗密封攪拌，保證計量斗入攪拌機后無粉塵向外部溢出。在全封閉式模式建設(shè)過程中，針對碎石未經(jīng)水洗便直接堆放所產(chǎn)生的大量揚塵情況，可以在從倉底到原料計量料斗的適當(dāng)位置配備加壓泵的細水霧裝置[6]，并在細水霧裝置設(shè)置完畢后，利用鋼板，將皮帶機輸送、提升機輸送系統(tǒng)完全封閉。

5.3 水泥放空口及堆場粉塵的綠色化治理

對于水泥放空口，考慮到等壓氣源的庫底氣化槽陣多自然形成“走軟不走硬”的局部中心聚集效果，導(dǎo)致水泥放空口運行僅可形成非均衡單一漏斗流泄放，或者多個漏斗流泄放的方式。這一模式不僅會導(dǎo)致環(huán)庫底邊壁硬料流速減緩甚至堆積，還會導(dǎo)致水泥內(nèi)含粉塵的上溢析出，加劇水泥污染。因此，在現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)整體流均衡下卸的情況下，應(yīng)經(jīng)常性地開展周期性清理作業(yè)，并引進粉流掣技術(shù)，在全新的粉體動力學(xué)整體流理論下，保證粉塵的高徑比超過2.0，減少人體對粉塵的吸入量。

對于原料堆場，為了避免揚塵對周邊敏感點特別是距離項目邊界200.00 m 的下風(fēng)方向造成污染。應(yīng)根據(jù)天氣情況進行不同防護措施的實施。若遇大風(fēng)天氣，應(yīng)立即利用塑料薄膜覆蓋沙堆；若遇干燥天氣，應(yīng)保持沙堆具有一定的濕度，對沙堆定期灑水或修建頂棚，最大限度地控制沙堆面塵土起動量。有條件的情況下，混凝土攪拌站也可以引入新型建材空心磚建造而成的封閉式堆場，從源頭防止堆場粉塵排放到外界空氣中[7]。

6 結(jié)語

綜上所述，砂石料場堆放、粉料進倉、生產(chǎn)配料、轉(zhuǎn)運等環(huán)節(jié)均可產(chǎn)生粉塵污染，粉塵污染對混凝土攪拌站周邊空氣質(zhì)量、人們身體健康均造成了威脅。因此，混凝土攪拌站應(yīng)注重粉塵污染治理，選擇實用價值較高的除塵設(shè)備，細化防塵除塵條例，完善環(huán)境管理組織，有效解決各環(huán)節(jié)因人工操作失誤或設(shè)備滯后而引發(fā)的粉塵污染，為攪拌站安全運行提供保障。