綠色環保混凝土攪拌站設計及改造方法探討

趙世冉，周昊鵬，張凱峰，劉磊，楊康，王信鴿

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

綠色環保混凝土攪拌站設計及改造方法探討

趙世冉1，周昊鵬1，張凱峰1，劉磊1，楊康2，王信鴿1

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

本文以年產60萬方混凝土攪拌站為例，闡述了經濟新常態下混凝土攪拌站的設計與改造思路，認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，也可以通過對攪拌站粉料罐、沉淀池等設備的設計與改造，達到減輕環保壓力、節省運營開支的目的。

混凝土攪拌站；粉塵；沉淀池；廢水；環保

0 序言

隨著混凝土應用技術的成熟，混凝土攪拌樓的建設也從最初的拉鏟集料式攪拌樓逐步轉變為現今的骨料直投式攪拌樓[1,2]。從設計思路上看，越來越趨于科學化和合理化，然而由于混凝土生產較強的自然資源依賴性，以及城市周邊布局的市場導向性，日益加劇著混凝土攪拌站面臨的環保壓力。

另一方面，隨著我國經濟發展新常態的持續，國內房地產投資增速放緩，混凝土市場需求量趨于平穩，混凝土經營企業也將面臨市場競爭所帶來的價格壓力[3,4]。在此背景下，如何通過技術提升利潤空間，又如何通過環保型攪拌站的設計與改造化解環保壓力，成了擺在混凝土經營企業面前的難題。本文以年產 60 萬方混凝土攪拌站設計為例，從攪拌站常規污染源粉塵和廢水兩個方面，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前期應充分進行市場調研，包括產品需求和價格、原材料狀況、工藝設備、技術、人員、國家及地方相關政策等內容。廠址的選擇除應考慮水、電/暖、通等基礎條件外，還應考慮以下內容：

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

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

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

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

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

（6）不論是采購或租賃攪拌站，必須具有完備的工業用地手續、環評手續、規劃許可等政府許可的相關證件。

2 粉塵來源及處理方法

圖 1 混凝土生產工藝流程圖

由圖 1 混凝土生產工藝流程圖可知，攪拌站的粉塵來源主要有運輸車進出送料、倒料時產生的揚塵，砂石堆放過程中天氣因素造成的揚塵，皮帶輸送機輸送物料時產生的揚塵，和攪拌樓粉料充罐時產生的揚塵等。

砂石料場是傳統的攪拌站產生粉塵最多的地方，為最大限度減少揚塵污染，砂石料場應進行封閉并在四周安裝旋轉噴霧裝置，該裝置可以設定為根據料場的濕度和料場的揚塵情況進行定向和定量噴霧作業，這樣不僅可以減少砂石料場的粉塵污染，還可以極大的降低噪聲污染。

在混凝土生產環節，皮帶輸送機周邊應加裝封閉墻板和隔音板，以降低揚塵和噪音的傳播。為杜絕攪拌樓粉料充罐時產生粉塵，除應在粉料倉頂部安裝電脈沖除塵設備外，還應選擇進行攪拌樓全封閉設計，并在樓頂安裝除塵裝置。

3 粉料罐倉設計實例

本文以年產 60 萬方混凝土攪拌站為例進行粉料罐倉設計計算，粉料貯存量按下式計算：

Q= qnG/(1-η)

式中：

Q——水泥貯存量，噸；

q——生產中可能出現的產品品種最不利組合時，平均配合比中水泥用量，t/m3；

n——貯存天數，d；

G——混凝土日產量，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 JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設計規程》計算可知攪拌站常規混凝土產品（強度等級 C20～C40）中水泥、粉煤灰、礦粉的用量，如表1 所示。

表1 不同強度等級混凝土各粉料用量 kg/m3

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

表2 不同強度等級混凝土各粉料貯存量 t

根據計算結果，年產 60 萬方混凝土攪拌站的粉料罐可設計為：4 個水泥料倉，每個料倉筒內徑 7m，高度 18m，幾何容積 700m3，有效容積 600m3；2 個粉煤灰料倉和 2 個礦粉料倉，料倉筒內徑均為 7m，高度 18m，幾何容積 700m3，有效容積 600m3。

4 廢水循環利用系統設計

4.1 攪拌站水循環的意義

攪拌站建立廢水循環利用系統和雨水回收系統，可將日常清洗設備、場地產生的廢水以及雨水充分沉淀后重復利用，用于生產混凝土可降低運營成本，間接提升經營效益。經計算，每生產 1m3混凝土將平均產生廢水約 0.03t，全國商品混凝土年產量約 4.76 億方，將產生廢水 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 廢水循環系統的組成和流程

混凝土攪拌站主要由攪拌樓、沉淀池、砂石分離機、進料洗滌斜槽、水泵、輸水管、挖掘上料設備等組成。生產上，待洗罐車首先應停靠在砂石分離機前，通過輸水管線把經充分沉淀后的廢水注入罐車內，進行攪拌清洗。清洗完后的廢水連同砂石一起倒入砂石分離機進行分離，分離出的砂、石分別運入料石堆場用來拌制混凝土，而廢水則先經水渠流入一級沉淀池進行初步沉淀。三級沉淀池、二級沉淀池和一級沉淀池之間通過管道相通，每當水泵抽出三級沉淀池的水使用時，都會造成三級沉淀池中的水位下降，從而使二級沉淀池中的水流入三級沉淀池，一級沉淀池表層的水流入二級沉淀池，從而形成廢水應用回路。

4.3 水循環線路的設計

攪拌站水循環線路設計時，應充分考慮攪拌站的空間布局。攪拌站內的生產廢水主要包括：日常沖地用水、試驗用水、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，應設置三級沉淀蓄水池[6]，所起作用是把沉淀后的廢水經過泵送后重新用來沖洗廠地、清洗罐車或生產混凝土。現在較常見的做法是將三級沉淀蓄水池設置在砂石分離機旁，以方便砂石分離時直接將廢水排入沉淀池[7]。

5 結語

經濟新常態階段，我國經濟發展的速度由高速增長轉為中高速增長，增長動力由要素驅動、投資驅動轉向創新驅動。這一發展特點在為混凝土從業者帶來巨大壓力的同時，也指明了發展的方向，既可以通過固廢、液廢的回收利用研究提升利潤空間，也可以通過對攪拌站粉料罐、沉淀池等設備的設計與改造，達到減輕環保壓力、節省運營開支的目的。

[1] 馬志華．馬年帶給預拌混凝土行業的思考[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質量管理探討[J]．江西建材，2014,12: 70-73．

[4] 吳士斌，王永智，等．混凝土攪拌站生產成本與安全風險控制[J]．建筑與預算，2014,08: 18-22．

[5] 王軍，霍亮，吳媛媛．預拌混凝土綠色攪拌站的建設與管理[J]．建筑機械化，2012第21期；19-21．

[6] 趙恒樹，戴會生，張偉，等．特別策劃：關于混凝土攪拌站生產廢水的處理[J]．商品混凝土，2014,06: 1-3．

[7] 紀憲坤，楊欣華，韋慶東．預拌混凝土攪拌站綠色生產技術探討[J]．施工技術，2014第24期；24-27．

［通訊地址］西安市長安區王寺鎮西街中建西部建設北方有限公司研發中心（710116）

趙世冉（1987—），男，碩士，工程師。