尹 乾
(西安外事學院工學院,陜西 西安 710077)
環(huán)境污染是當今人類面臨的最重要的問題之一,得到了世界各國的高度重視。習近平總書記講“像保護眼睛一樣保護生態(tài)環(huán)境,像對待生命一樣對待生態(tài)環(huán)境”[1]。隨著我國公路建設事業(yè)的快速發(fā)展,瀝青混凝土攪拌站的排放超標問題一直備受社會關注。我市某瀝青攪拌廠地處城鄉(xiāng)結合部,該廠兩臺瀝青混凝土攪拌機在工作過程中產生大量的粉塵(總懸浮微粒TSP,Total Suspended Particulate),嚴重影響了周邊的大氣質量。
瀝青混凝土攪拌機在熱拌瀝青混合料的生產過程中,基料在烘干、加熱、篩分、計量等環(huán)節(jié)中,會產生大量TSP粉塵。
TSP的危害:越細小的顆粒物對人體危害越大,粒徑超過10 μm的顆粒物可被鼻毛吸留,也可通過咳嗽排出人體,也會隨氣流附著皮膚或進入眼睛,會阻塞皮膚的毛囊和汗腺,引起皮膚炎和眼結膜炎或造成角膜損傷[2]。
美國ASTEC系列瀝青混凝土攪拌機除塵系統(tǒng)均采用兩級除塵系統(tǒng),排煙濃度控制均達到格林曼一級。德國LINTEC CSD系列、CSM系列瀝青混凝土攪拌機,均采用二級除塵機構,一級除塵是慣性除塵,二級除塵是布袋除塵。中交西安筑路機械有限公司中交西筑JD1000型、JD1500型、JD2000型、JD3000型系列瀝青混合料攪拌設備除塵系統(tǒng),采用扁袋式布袋除塵器。
上述除塵裝置,對捕集粒徑小于5μm、塵粒密度小的粉塵效果欠佳,對于捕集基料在運輸中、中轉時因摩擦二次產生的粉塵,拌鍋排放廢料時產生的揚塵等未設置相應的清除裝置,即這些設備只設置了機內除塵裝置,對于機外的揚塵沒有設置處理裝置。
我市某瀝青攪拌廠ASTEC LB-4000型瀝青混凝土攪拌機和LINTEC CSD-2500型瀝青混凝土攪拌機工作現(xiàn)場的排放情況,見圖1、圖2、圖3所示。
針對設備的排放問題,特邀請省環(huán)保部門對排放污染源較為嚴重的A、B、C、D四個點進行了三次TSP實時監(jiān)測,其中,A點--冷料倉附近(轉載機上料時監(jiān)測)、 B點--平斜皮帶轉接處附近、C點--拌鍋附近、D點--煙囪出口,三次檢測數(shù)據見表1。
圖1 集料皮帶輸送機與上料皮帶輸送機轉接處
圖2 拌鍋排泄廢料處
表1 TSP排放監(jiān)測情況統(tǒng)計表
顆粒物排放標準值:A、B、C點評價依據無組織排放監(jiān)控濃度限值5.0(mg/m3)[3]。
由監(jiān)測結果可以看出:設備的無組織排放顆粒物濃度遠遠超出了排放標準、有組織排放顆粒物濃度接近排放極限值在規(guī)定極限值上下徘徊。
基料原生石風化層在破碎時形成的粉塵,破碎后的基料在運輸、送料中轉拋射時摩擦產生的粉塵,在集料皮帶輸送機與上料皮帶輸送機轉接處形成大量揚塵;基料在機內篩分拌和前摩擦產生的粉塵,形成機內揚塵;拌鍋排放廢料時,廢料中夾雜的大量粉塵形成揚塵等。
揚塵的清除,按照除塵工藝分為干式和濕式兩種;按其工作原理和結構形式分為旋風式、布袋式和水浴式三種[4,5]。
(1)集料皮帶輸送機與上料皮帶輸送機轉接處TSP控制預案或措施。在集料皮帶輸送機與上料皮帶輸送機轉接處加裝集塵罩,并依據骨料特點調整調整傳輸速度和拋射角,從源頭減少揚塵的產生,同時加強已生成揚塵的回收。
(2)針對拌鍋排泄廢料處TSP控制預案或措施。針對拌鍋排泄廢料處在排泄廢料時,需要有專用車輛接收、轉運出去,既要考慮車輛進出的方便性,還要考慮架設裝置的防塵效果及方便可靠的操控性能。針對拌鍋排泄廢料處TSP處置方案或措施見表2所示。
表2 拌鍋排泄廢料處TSP處置方案/措施
針對ASTEC LB-4000型、LINTEC CSD-2500型瀝青混凝土攪拌機排放污染物的類型、產生部位及清除機理,結合上述TSP的控制方案或措施,擬采用以下方案予以控制或降低其排放污染。
方案一:針對揚塵,設計一套霧化水噴淋裝置減少或消除揚塵。該方案的優(yōu)點是簡單易行,實施方便,對揚塵清理效果明顯,費用少;缺點是對瀝青藍煙(有機排放)污染不能處理,容易損壞設備元器件,增大了骨料含水量,增加了加熱除濕成本。
方案二:針對揚塵設計一套收集器,收集揚塵后再進行處理。該方案的優(yōu)點是對揚塵的回收效果都比較好;缺點是由于揚塵點分散、面積大,若要一一兼顧,設備設置多,或單套設備體積大、結構復查、費用高。
方案三:針對揚塵的產生機理和設備排放點,優(yōu)化生產工藝、并設計一套多功能防塵減排裝置。該方案具有針對性強,對揚塵的控制效果好,后期維護成本低等優(yōu)點,缺點是結構復雜、費用高。
通過對三種方案的優(yōu)缺點比較,方案三具有一次性投入技術成本較高的缺點,但該方案能夠長期有效的解決排放污染問題,預期的企業(yè)經濟效益、社會效益較好。
經過前期調研,結合瀝青混凝土攪拌機揚塵的產生機理與產生部位,參考常用的排放控制措施,擬定了一套多功能防塵減排裝置設計方案,為后期的研發(fā)設計與應用提供依據。