公路工程混凝土拌和站廢料再生系統(tǒng)的應(yīng)用

廖鍇

摘要：文章依托賀州至巴馬高速公路蒙象二期一分部2#混凝土拌和站工程實(shí)例，介紹了廣西第一套公路工程混凝土拌和站廢料再生系統(tǒng)及其工作原理，并從資源再生、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排等方面，分析了該系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：混凝土拌和站;節(jié)能環(huán)保;廢料再生

中圖分類號(hào)：U416.26

0 引言

混凝土拌和站的固體廢料和水體污染來源主要是混凝土攪拌設(shè)備和運(yùn)輸車粘壁所產(chǎn)生的廢料，以及車輛設(shè)備清洗而產(chǎn)生的廢水。因公路工程中對(duì)混凝土需求量較大，在清洗過程中會(huì)使用大量的水資源，而通過清洗后，這些廢水具有強(qiáng)堿性，且固體廢料中含有一定比例的砂、石，存在污水量大、易泄漏、混凝土廢料無處排放等難點(diǎn)，如果不做廢料回收處理，將會(huì)污染周邊河流，嚴(yán)重影響自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境。

若混凝土廢料以常規(guī)形式沉淀處理，也會(huì)面臨污水排入農(nóng)田、廢料堆積導(dǎo)致清淤頻繁、水泵堵塞等問題。因此，為解決混凝土拌和站污染問題，本文依托工程實(shí)際，提出采用砂石分離機(jī)、泥漿壓濾機(jī)等并發(fā)揮其優(yōu)勢，解決了拌和站固體廢料和水體污染的問題。

1 工程概況

本系統(tǒng)為廣西第一套公路工程混凝土廢料處理再生系統(tǒng)，依托于賀州至巴馬高速公路蒙象二期一分部2#混凝土拌和站。整個(gè)施工周期內(nèi)，2#混凝土拌和站共需生產(chǎn)23.5萬m3混凝土，僅考慮設(shè)備粘壁現(xiàn)象，按照混凝土粘壁廢料率為2%來估算粘壁廢料約為4 700 m3;通常機(jī)洗用水為廢料含量的2倍，因此機(jī)洗廢水約為9 400 m3。結(jié)合整個(gè)拌和站生產(chǎn)骨料、水泥等資源消耗的特點(diǎn)，分析污染物來源，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，調(diào)整設(shè)備布局，采取“零排放”的方式處理廢料。

2 系統(tǒng)介紹及工作原理

2.1 系統(tǒng)組成

拌和站廢料再生系統(tǒng)由6個(gè)部分組成：（1）1個(gè)洗車區(qū);（2）1臺(tái)砂石分離機(jī);（3）1套互通式攪拌池;（4）1臺(tái)泥漿壓濾機(jī);（5）1個(gè)濾水接收池;（6）1個(gè)一級(jí)沉淀池。

2.2 系統(tǒng)介紹

2.2.1 洗車區(qū)

根據(jù)混凝土運(yùn)輸車車型，設(shè)計(jì)布置寬度、長度合理的洗車區(qū)域。設(shè)置一個(gè)廢料收集槽，負(fù)責(zé)收集清洗后的廢料;在收集槽上空安裝一定高度的水管噴頭，用于混凝土運(yùn)輸車返回拌和站后的清洗工作。

2.2.2 GLSTC-140型砂石分離機(jī)

GLSTC-140型砂石分離機(jī)主要用于混凝土攪拌運(yùn)輸車及混凝土泵車等車輛的日常清洗，以及剩余濕混凝土中的砂石分離和回收以便于再利用。

工作原理：混凝土攪拌運(yùn)輸車完成運(yùn)輸任務(wù)返回拌和站后，駛?cè)胂窜噮^(qū)進(jìn)行加水清洗→清洗后的廢料由運(yùn)輸車卸入廢料收集槽內(nèi)→槽內(nèi)的廢料自動(dòng)流入砂石分離機(jī)中→啟動(dòng)砂石分離機(jī)，碎石、砂分別經(jīng)特定出口排至指定區(qū)域→泥漿流入互通式攪拌池，裝載機(jī)鏟運(yùn)砂石回收利用。其中泥漿流入攪拌池后，均勻攪拌，用泥漿泵將泥漿抽入泥漿壓濾機(jī)中進(jìn)行壓濾。

2.2.3 DXL60Y/630型泥漿壓濾機(jī)

泥漿壓濾機(jī)是集機(jī)、電、液于一體，技術(shù)水平先進(jìn)的固液分離機(jī)械產(chǎn)品，由五大部分組成：機(jī)架部分、過濾部分（濾板、濾布）、拉板部分、液壓部分和電氣控制部分[1]。其主要用于混凝土攪拌運(yùn)輸車、混凝土泵車以及混凝土拌和站等日常清洗后污水的處理，將污水中懸浮的微小顆粒狀物質(zhì)過濾并壓縮成板狀固態(tài)雜質(zhì)后進(jìn)行收集。

工作原理：工作時(shí)，壓濾機(jī)內(nèi)的活塞通過推動(dòng)壓緊板，將壓緊板與止推板之間的濾板（濾布）壓緊，確保泥漿料順利加壓過濾。[1]過濾開始后，通過不斷反復(fù)擠壓，泥漿料被擠壓成塊并落入預(yù)定回收區(qū)域，過濾后的水也進(jìn)行集中回收。經(jīng)過濾后的清水排入固定的接收池中，但廢水中如有減水劑等外加劑不得排入自然水系統(tǒng)。

2.2.4 攪拌池、接收池及沉淀池

結(jié)合廢料再生系統(tǒng)各工作區(qū)域的功能要求，共設(shè)4個(gè)攪拌池組成互通式攪拌池。攪拌池尺寸應(yīng)滿足單日最大混凝土生產(chǎn)量產(chǎn)生的泥漿的需求，防止污水溢出，造成污染。本項(xiàng)目每個(gè)攪拌池容量為24 m3，每個(gè)攪拌池配備1個(gè)攪拌機(jī)，保證泥漿得以充分、均勻攪拌。設(shè)置1個(gè)濾水接收池用于收集經(jīng)泥漿壓濾機(jī)過濾后的清水。

此外，考慮可能受到斷電或機(jī)械損壞等影響，為確?；炷翉U料能夠合理排放，設(shè)置1個(gè)備用沉淀池。

2.3 系統(tǒng)工作原理

罐車從施工現(xiàn)場駛回混凝土拌和站→從接收池中抽水清洗罐車→廢料經(jīng)砂石分離機(jī)分離砂、石以及機(jī)洗廢水→機(jī)洗廢水排入互通式攪拌池并均勻攪拌→泵入泥漿壓濾機(jī)→濾餅掉入規(guī)定區(qū)域、濾水排入接收池→回收濾餅、濾水循環(huán)利用。

通過本系統(tǒng)循環(huán)工作后，由于方量超報(bào)、粘壁現(xiàn)象等所殘余的混凝土可有效地分離砂、石、水，并經(jīng)過特定的排放系統(tǒng)回收至相應(yīng)的位置。

3 應(yīng)用效果

3.1 資源再生

通過試驗(yàn)表明，罐車濕壁狀態(tài)下可以避免攪拌運(yùn)輸過程中混凝土水分流失引起的粘壁現(xiàn)象。因此，定于每日班前進(jìn)行加水清洗罐車內(nèi)壁，保證壁面濕潤，且要加強(qiáng)對(duì)超方現(xiàn)象進(jìn)行管控，最大限度地減少混凝土廢方。通過砂石分離機(jī)、泥漿壓濾機(jī)這兩套設(shè)備，可以有效地處理混凝土廢料，分離出砂、石，并過濾機(jī)洗廢水。

經(jīng)試驗(yàn)證明，分離的砂石材料滿足臨時(shí)便道基層壓實(shí)度的要求且耐久性好，可用于便道基層填筑。此外，經(jīng)泥漿壓濾機(jī)過濾后的水可循環(huán)利用，用于清洗混凝土攪拌運(yùn)輸車。

3.2 環(huán)境保護(hù)

該混凝土拌和站地處荔浦市豐魚巖旅游景區(qū)附近，且場站周邊河流圍繞，因此從預(yù)防結(jié)合、循環(huán)再生的角度出發(fā)，達(dá)到了污水零排放，解決了環(huán)境污染的問題。

3.3 節(jié)能減排

從材料消耗、廢料利用及電費(fèi)消耗等方面對(duì)廢料再生系統(tǒng)節(jié)能減排進(jìn)行分析。[2-5]

3.3.1 混凝土回收量

施工現(xiàn)場混凝土存在超報(bào)或補(bǔ)方，因此混凝土有殘余，即每天供應(yīng)混凝土約有1 m3不得再次使用。

（1）混凝土殘余回收量

X=a×1 m=36×30×1=1 080 m（1）

式中：X——混凝土殘余回收量（按整個(gè)生產(chǎn)工期）;

a——生產(chǎn)工期（工期為36個(gè)月，每月按30 d計(jì)）。

（2）混凝土粘壁回收量

粘壁混凝土數(shù)量約為每方混凝土的1.5%。

Y=Qb=235 000×1.5%=3 525 m3（2）

式中：Y——粘壁混凝土回收量（罐車、攪拌設(shè)備）;

Q——拌和站共生產(chǎn)23.5萬m3混凝土;

b——混凝土罐車、攪拌設(shè)備殘余量，取1.5%。

即本項(xiàng)目混凝土總回收量Z為：

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 ——混凝土總回收量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 機(jī)洗用水回收量

機(jī)洗用水經(jīng)過廢料再生處理系統(tǒng)后，回收循環(huán)利用。

D=Z×E=4 605×1.5=6 907.5 m3（6）

式中：D ——機(jī)洗用水回收量（m3）;

Z ——混凝土總回收量Z，取4 605 m3;

E ——每立方混凝土機(jī)洗用水量，取1.5 m3。

4 結(jié)語

本研究在賀州至巴馬高速公路（蒙山至象州段）二期工程混凝土拌和站中，通過混凝土廢料處理再生系統(tǒng)，整合泥漿壓濾機(jī)、砂石分離機(jī)及沉淀池的技術(shù)優(yōu)勢，有效地分離和回收廢棄混凝土中的砂和石，防止環(huán)境污染，節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)使用，踐行綠色高速理念，助力生態(tài)文明建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：

廖 鍇（1991—），工程師，主要從事公路工程施工管理工作。