公路工程混凝土拌和站废料再生系统的应用

廖锴

摘要：文章依托贺州至巴马高速公路蒙象二期一分部2#混凝土拌和站工程实例，介绍了广西第一套公路工程混凝土拌和站废料再生系统及其工作原理，并从资源再生、环境保护、节能减排等方面，分析了该系统的应用效果。

关键词：混凝土拌和站;节能环保;废料再生

中图分类号：U416.26

0 引言

混凝土拌和站的固体废料和水体污染来源主要是混凝土搅拌设备和运输车粘壁所产生的废料，以及车辆设备清洗而产生的废水。因公路工程中对混凝土需求量较大，在清洗过程中会使用大量的水资源，而通过清洗后，这些废水具有强碱性，且固体废料中含有一定比例的砂、石，存在污水量大、易泄漏、混凝土废料无处排放等难点，如果不做废料回收处理，将会污染周边河流，严重影响自然环境和社会环境。

若混凝土废料以常规形式沉淀处理，也会面临污水排入农田、废料堆积导致清淤频繁、水泵堵塞等问题。因此，为解决混凝土拌和站污染问题，本文依托工程实际，提出采用砂石分离机、泥浆压滤机等并发挥其优势，解决了拌和站固体废料和水体污染的问题。

1 工程概况

本系統为广西第一套公路工程混凝土废料处理再生系统，依托于贺州至巴马高速公路蒙象二期一分部2#混凝土拌和站。整个施工周期内，2#混凝土拌和站共需生产23.5万m3混凝土，仅考虑设备粘壁现象，按照混凝土粘壁废料率为2%来估算粘壁废料约为4 700 m3;通常机洗用水为废料含量的2倍，因此机洗废水约为9 400 m3。结合整个拌和站生产骨料、水泥等资源消耗的特点，分析污染物来源，优化生产工艺，调整设备布局，采取“零排放”的方式处理废料。

2 系统介绍及工作原理

2.1 系统组成

拌和站废料再生系统由6个部分组成：（1）1个洗车区;（2）1台砂石分离机;（3）1套互通式搅拌池;（4）1台泥浆压滤机;（5）1个滤水接收池;（6）1个一级沉淀池。

2.2 系统介绍

2.2.1 洗车区

根据混凝土运输车车型，设计布置宽度、长度合理的洗车区域。设置一个废料收集槽，负责收集清洗后的废料;在收集槽上空安装一定高度的水管喷头，用于混凝土运输车返回拌和站后的清洗工作。

2.2.2 GLSTC-140型砂石分离机

GLSTC-140型砂石分离机主要用于混凝土搅拌运输车及混凝土泵车等车辆的日常清洗，以及剩余湿混凝土中的砂石分离和回收以便于再利用。

工作原理：混凝土搅拌运输车完成运输任务返回拌和站后，驶入洗车区进行加水清洗→清洗后的废料由运输车卸入废料收集槽内→槽内的废料自动流入砂石分离机中→启动砂石分离机，碎石、砂分别经特定出口排至指定区域→泥浆流入互通式搅拌池，装载机铲运砂石回收利用。其中泥浆流入搅拌池后，均匀搅拌，用泥浆泵将泥浆抽入泥浆压滤机中进行压滤。

2.2.3 DXL60Y/630型泥浆压滤机

泥浆压滤机是集机、电、液于一体，技术水平先进的固液分离机械产品，由五大部分组成：机架部分、过滤部分（滤板、滤布）、拉板部分、液压部分和电气控制部分[1]。其主要用于混凝土搅拌运输车、混凝土泵车以及混凝土拌和站等日常清洗后污水的处理，将污水中悬浮的微小颗粒状物质过滤并压缩成板状固态杂质后进行收集。

工作原理：工作时，压滤机内的活塞通过推动压紧板，将压紧板与止推板之间的滤板（滤布）压紧，确保泥浆料顺利加压过滤。[1]过滤开始后，通过不断反复挤压，泥浆料被挤压成块并落入预定回收区域，过滤后的水也进行集中回收。经过滤后的清水排入固定的接收池中，但废水中如有减水剂等外加剂不得排入自然水系统。

2.2.4 搅拌池、接收池及沉淀池

结合废料再生系统各工作区域的功能要求，共设4个搅拌池组成互通式搅拌池。搅拌池尺寸应满足单日最大混凝土生产量产生的泥浆的需求，防止污水溢出，造成污染。本项目每个搅拌池容量为24 m3，每个搅拌池配备1个搅拌机，保证泥浆得以充分、均匀搅拌。设置1个滤水接收池用于收集经泥浆压滤机过滤后的清水。

此外，考虑可能受到断电或机械损坏等影响，为确保混凝土废料能够合理排放，设置1个备用沉淀池。

2.3 系统工作原理

罐车从施工现场驶回混凝土拌和站→从接收池中抽水清洗罐车→废料经砂石分离机分离砂、石以及机洗废水→机洗废水排入互通式搅拌池并均匀搅拌→泵入泥浆压滤机→滤饼掉入规定区域、滤水排入接收池→回收滤饼、滤水循环利用。

通过本系统循环工作后，由于方量超报、粘壁现象等所残余的混凝土可有效地分离砂、石、水，并经过特定的排放系统回收至相应的位置。

3 应用效果

3.1 资源再生

通过试验表明，罐车湿壁状态下可以避免搅拌运输过程中混凝土水分流失引起的粘壁现象。因此，定于每日班前进行加水清洗罐车内壁，保证壁面湿润，且要加强对超方现象进行管控，最大限度地减少混凝土废方。通过砂石分离机、泥浆压滤机这两套设备，可以有效地处理混凝土废料，分离出砂、石，并过滤机洗废水。

经试验证明，分离的砂石材料满足临时便道基层压实度的要求且耐久性好，可用于便道基层填筑。此外，经泥浆压滤机过滤后的水可循环利用，用于清洗混凝土搅拌运输车。

3.2 环境保护

该混凝土拌和站地处荔浦市丰鱼岩旅游景区附近，且场站周边河流围绕，因此从预防结合、循环再生的角度出发，达到了污水零排放，解决了环境污染的问题。

3.3 节能减排

从材料消耗、废料利用及电费消耗等方面对废料再生系统节能减排进行分析。[2-5]

3.3.1 混凝土回收量

施工现场混凝土存在超报或补方，因此混凝土有残余，即每天供应混凝土约有1 m3不得再次使用。

（1）混凝土残余回收量

X=a×1 m=36×30×1=1 080 m（1）

式中：X——混凝土残余回收量（按整个生产工期）;

a——生产工期（工期为36个月，每月按30 d计）。

（2）混凝土粘壁回收量

粘壁混凝土数量约为每方混凝土的1.5%。

Y=Qb=235 000×1.5%=3 525 m3（2）

式中：Y——粘壁混凝土回收量（罐车、搅拌设备）;

Q——拌和站共生产23.5万m3混凝土;

b——混凝土罐车、搅拌设备残余量，取1.5%。

即本项目混凝土总回收量Z为：

Z=X+Y=1 080+3 525=4 605 m3（3）

3.3.2 砂石回收量

（1）砂回收量

A砂=Z×B=4 605×0.869=4001.7 m3（4）

式中：——回收砂的量（t）;

Z ——混凝土总回收量Z，取4 605 m3;

B ——每立方混凝土砂的含量，取0.869 t。

（2）碎石回收量

A石=Z×C=4 605×1.02=4 697.1 t（5）

式中：A石——回收碎石的量（t）;

Z ——混凝土總回收量Z，取4 605 m3;

C ——每立方混凝土粗骨料的含量，取1.02 t。

3.3.3 机洗用水回收量

机洗用水经过废料再生处理系统后，回收循环利用。

D=Z×E=4 605×1.5=6 907.5 m3（6）

式中：D ——机洗用水回收量（m3）;

Z ——混凝土总回收量Z，取4 605 m3;

E ——每立方混凝土机洗用水量，取1.5 m3。

4 结语

本研究在贺州至巴马高速公路（蒙山至象州段）二期工程混凝土拌和站中，通过混凝土废料处理再生系统，整合泥浆压滤机、砂石分离机及沉淀池的技术优势，有效地分离和回收废弃混凝土中的砂和石，防止环境污染，节约能源，实现了资源的循环使用，践行绿色高速理念，助力生态文明建设。

参考文献

[1]王 海，郑红全.浅谈厢式压滤机在水利工程中的应用[B].中国水能及电气化，2017（11）：1-4.

[2]熊才勇，孟令超，佟治刚.浅析砂石分离机在混凝土拌和站的运用[J].科学技术创新，2018（12）：157-158.

[3]黎 阳.浅谈预拌混凝土搅拌站回收水系统应用技术[J].广东建材，2016（9）：66-68.

[4]陆贵超.当前我国混凝土拌和站主要技术研究与未来展望[J].西部交通科技，2018（1）：8-11.

[5]刘增辉，王海峰，成义勇，等.混凝土拌和站关键技术展望[J].工程建设与设计，2016（7）：136-139.

作者简介：

廖 锴（1991—），工程师，主要从事公路工程施工管理工作。