绿色环保混凝土搅拌站设计及改造方法探讨

赵世冉，周昊鹏，张凯峰，刘磊，杨康，王信鸽

（1. 中建西部建设北方有限公司，陕西 西安 710116；2. 西安建筑科技大学材料与矿资学院，陕西 西安 710055）

绿色环保混凝土搅拌站设计及改造方法探讨

赵世冉1，周昊鹏1，张凯峰1，刘磊1，杨康2，王信鸽1

（1. 中建西部建设北方有限公司，陕西 西安 710116；2. 西安建筑科技大学材料与矿资学院，陕西 西安 710055）

本文以年产60万方混凝土搅拌站为例，阐述了经济新常态下混凝土搅拌站的设计与改造思路，认为搅拌站可以通过固废、液废的回收利用研究提升利润空间，也可以通过对搅拌站粉料罐、沉淀池等设备的设计与改造，达到减轻环保压力、节省运营开支的目的。

混凝土搅拌站；粉尘；沉淀池；废水；环保

0 序言

随着混凝土应用技术的成熟，混凝土搅拌楼的建设也从最初的拉铲集料式搅拌楼逐步转变为现今的骨料直投式搅拌楼[1,2]。从设计思路上看，越来越趋于科学化和合理化，然而由于混凝土生产较强的自然资源依赖性，以及城市周边布局的市场导向性，日益加剧着混凝土搅拌站面临的环保压力。

另一方面，随着我国经济发展新常态的持续，国内房地产投资增速放缓，混凝土市场需求量趋于平稳，混凝土经营企业也将面临市场竞争所带来的价格压力[3,4]。在此背景下，如何通过技术提升利润空间，又如何通过环保型搅拌站的设计与改造化解环保压力，成了摆在混凝土经营企业面前的难题。本文以年产 60 万方混凝土搅拌站设计为例，从搅拌站常规污染源粉尘和废水两个方面，为这一难题提供解决思路，以供参考。

1 搅拌站选址的具体要求

混凝土搅拌站在建设前期应充分进行市场调研，包括产品需求和价格、原材料状况、工艺设备、技术、人员、国家及地方相关政策等内容。厂址的选择除应考虑水、电/暖、通等基础条件外，还应考虑以下内容：

（1）原材料产地及产品销售半径，尽可能将运输成本降到最低，以提高产品利润空间。

（2）搅拌站周边应具有良好的交通运输条件，道路应有足够的宽度、高度和承载能力，要避免因各种线路、桥涵障碍物对高度的限制或桥梁对车辆重量的限制等原因造成运输效率低下，影响搅拌站正常运营。

（3）搅拌站应选择在城市居民区或净化要求高的工厂夏季最小频率风向的下风向，并应选在现有的或拟建的有污染烟尘排放的工厂夏季最小频率风向的上风向。

（4）搅拌站所在地应有良好的工程地质条件，避免矿床、断层、溶洞和松土层等带来的不利影响。场地地形宜平坦，以减少建设费用，若场地存在高差，可因地制宜，有效利用。

（5）搅拌站最好能与城市或周边企业有共同利用生活设施的可能，厂区禁止跨高压线路和各种市政管线，并应远离居民区或食品加工等对噪声和粉尘污染要求高的企业，以免噪声和粉尘对周边居民的生产和生活造成困扰。

（6）不论是采购或租赁搅拌站，必须具有完备的工业用地手续、环评手续、规划许可等政府许可的相关证件。

2 粉尘来源及处理方法

图 1 混凝土生产工艺流程图

由图 1 混凝土生产工艺流程图可知，搅拌站的粉尘来源主要有运输车进出送料、倒料时产生的扬尘，砂石堆放过程中天气因素造成的扬尘，皮带输送机输送物料时产生的扬尘，和搅拌楼粉料充罐时产生的扬尘等。

砂石料场是传统的搅拌站产生粉尘最多的地方，为最大限度减少扬尘污染，砂石料场应进行封闭并在四周安装旋转喷雾装置，该装置可以设定为根据料场的湿度和料场的扬尘情况进行定向和定量喷雾作业，这样不仅可以减少砂石料场的粉尘污染，还可以极大的降低噪声污染。

在混凝土生产环节，皮带输送机周边应加装封闭墙板和隔音板，以降低扬尘和噪音的传播。为杜绝搅拌楼粉料充罐时产生粉尘，除应在粉料仓顶部安装电脉冲除尘设备外，还应选择进行搅拌楼全封闭设计，并在楼顶安装除尘装置。

3 粉料罐仓设计实例

本文以年产 60 万方混凝土搅拌站为例进行粉料罐仓设计计算，粉料贮存量按下式计算：

Q= qnG/(1-η)

式中：

Q——水泥贮存量，吨；

q——生产中可能出现的产品品种最不利组合时，平均配合比中水泥用量，t/m3；

n——贮存天数，d；

G——混凝土日产量，m3/d；

η——水泥损耗率，%。袋装水泥为 2.5%～5%，散装水泥为 0.5%～1%。

根据 JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》计算可知搅拌站常规混凝土产品（强度等级 C20～C40）中水泥、粉煤灰、矿粉的用量，如表1 所示。

表1 不同强度等级混凝土各粉料用量 kg/m3

本文结合年产 60 万方混凝土搅拌站生产消耗情况，选取水泥贮存天数为 5d，粉煤灰贮存天数为 6d，矿粉贮存天数为10d，损耗率 η 取 0.5%，混凝土日产量 G 取 2667m3/d，计算后的各粉料贮存量如表2 所示。

表2 不同强度等级混凝土各粉料贮存量 t

根据计算结果，年产 60 万方混凝土搅拌站的粉料罐可设计为：4 个水泥料仓，每个料仓筒内径 7m，高度 18m，几何容积 700m3，有效容积 600m3；2 个粉煤灰料仓和 2 个矿粉料仓，料仓筒内径均为 7m，高度 18m，几何容积 700m3，有效容积 600m3。

4 废水循环利用系统设计

4.1 搅拌站水循环的意义

搅拌站建立废水循环利用系统和雨水回收系统，可将日常清洗设备、场地产生的废水以及雨水充分沉淀后重复利用，用于生产混凝土可降低运营成本，间接提升经营效益。经计算，每生产 1m3混凝土将平均产生废水约 0.03t，全国商品混凝土年产量约 4.76 亿方，将产生废水 1428 万吨，若能将废水充分利用，将能够极大地减少自然水资源的消耗[5]。

4.2 废水循环系统的组成和流程

混凝土搅拌站主要由搅拌楼、沉淀池、砂石分离机、进料洗涤斜槽、水泵、输水管、挖掘上料设备等组成。生产上，待洗罐车首先应停靠在砂石分离机前，通过输水管线把经充分沉淀后的废水注入罐车内，进行搅拌清洗。清洗完后的废水连同砂石一起倒入砂石分离机进行分离，分离出的砂、石分别运入料石堆场用来拌制混凝土，而废水则先经水渠流入一级沉淀池进行初步沉淀。三级沉淀池、二级沉淀池和一级沉淀池之间通过管道相通，每当水泵抽出三级沉淀池的水使用时，都会造成三级沉淀池中的水位下降，从而使二级沉淀池中的水流入三级沉淀池，一级沉淀池表层的水流入二级沉淀池，从而形成废水应用回路。

4.3 水循环线路的设计

搅拌站水循环线路设计时，应充分考虑搅拌站的空间布局。搅拌站内的生产废水主要包括：日常冲地用水、试验用水、冲洗罐车废料用水、雨水等。为了使废水得到充分沉淀后再利用，应设置三级沉淀蓄水池[6]，所起作用是把沉淀后的废水经过泵送后重新用来冲洗厂地、清洗罐车或生产混凝土。现在较常见的做法是将三级沉淀蓄水池设置在砂石分离机旁，以方便砂石分离时直接将废水排入沉淀池[7]。

5 结语

经济新常态阶段，我国经济发展的速度由高速增长转为中高速增长，增长动力由要素驱动、投资驱动转向创新驱动。这一发展特点在为混凝土从业者带来巨大压力的同时，也指明了发展的方向，既可以通过固废、液废的回收利用研究提升利润空间，也可以通过对搅拌站粉料罐、沉淀池等设备的设计与改造，达到减轻环保压力、节省运营开支的目的。

[1] 马志华．马年带给预拌混凝土行业的思考[J]．混凝土世界，2015,03: 20-28．

[2] 彭桥，吴超，张凯峰，等．混凝土搅拌站技术管理分析与探讨[J]．商品混凝土，2014,04: 11-13．

[3] 曹益红，张磊，张凯峰，等．新建混凝土搅拌站技术质量管理探讨[J]．江西建材，2014,12: 70-73．

[4] 吴士斌，王永智，等．混凝土搅拌站生产成本与安全风险控制[J]．建筑与预算，2014,08: 18-22．

[5] 王军，霍亮，吴媛媛．预拌混凝土绿色搅拌站的建设与管理[J]．建筑机械化，2012第21期；19-21．

[6] 赵恒树，戴会生，张伟，等．特别策划：关于混凝土搅拌站生产废水的处理[J]．商品混凝土，2014,06: 1-3．

[7] 纪宪坤，杨欣华，韦庆东．预拌混凝土搅拌站绿色生产技术探讨[J]．施工技术，2014第24期；24-27．

［通讯地址］西安市长安区王寺镇西街中建西部建设北方有限公司研发中心（710116）

赵世冉（1987—），男，硕士，工程师。