雙碳目標下混凝土攪拌站的綠色生產技術探討

謝忠華　蔣志輝　羅志啟

摘 要：混凝土是我國建筑結構中的主要的建筑材料，對于現代化城市建設作出了重大的貢獻。經過多年國家環(huán)保政策的導向，傳統(tǒng)的混凝土生產工藝和管理方式已經取得長足進步，但依舊存在一些攪拌站因環(huán)保不達標等原因被勒令停產或拆除的情況，綠色生產還存在很大的進步空間。當前，在“碳達峰、碳中和”的國家戰(zhàn)略目標下，面向降低能耗、零排放、提高效率、規(guī)范管理、可持續(xù)生產的混凝土攪拌站綠色生產技術應全面進行積極實踐和應用。無論從國家宏觀政策的角度還是企業(yè)經濟效益的角度，綠色生產是混凝土行業(yè)轉型的必然要求，是混凝土企業(yè)取得競爭優(yōu)勢和可持續(xù)發(fā)展的關鍵舉措。本文圍繞混凝土攪拌站綠色生產技術展開了探討分析。

關鍵詞：混凝土攪拌站;綠色生產技術;節(jié)能減排;低碳

中圖分類號：U418? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2022）01-0126-03

0前言

傳統(tǒng)的攪拌站由于生產工藝粗放，管理不規(guī)范，在混凝土生產的過程當中產生了廢水、廢漿、廢渣、粉塵等污染物，難以做到循環(huán)生產和閉環(huán)管控，對周邊環(huán)境產生了較大污染以及資源浪費，攪拌站工廠消耗了以電力為主的能源，產生了相當可觀的碳排放。因此研究和應用以“節(jié)能減排，綠色低碳”為目標的混凝土綠色生產技術勢在必行。

1混凝土攪拌站發(fā)展綠色生產技術的必要性

目前很多混凝土生產企業(yè)重視環(huán)保要求，取得了一定成效，但是綜合一體化的節(jié)能減排措施還不足。混凝土攪拌站的主要污染和耗能環(huán)節(jié)問題為：大型砂石的料場敞開堆放、攪拌站（樓）的開放式生產、高能耗電力設備的運行、產生噪音、廢水廢渣的排放等，對環(huán)境和人們的身體健康產生嚴重威脅，資源浪費。根據中國混凝土與水泥制品協會的統(tǒng)計，2020年中國商品混凝土總產量28.43億m3，隨著混凝土行業(yè)的發(fā)展，產業(yè)結構不協調、攪拌站建設水平高低不一、粗放式管理等問題是制約行業(yè)發(fā)展的關鍵因素。綠色生產技術是時代的要求，也是企業(yè)提升競爭力的關鍵舉措[1]。綠色生產應該從產品的全生命周期進行綠色管理，從工廠建站到原材料的運輸、使用、生產、產品輸出、廢棄物的處置等。

2混凝土攪拌站的生產現狀分析

2.1污染、能耗問題突出

混凝土攪拌站潛在的環(huán)保和能耗問題主要體現在以下幾個方面：

第一，在生產過程中原料的運輸、生產是產生粉塵的主要環(huán)節(jié)，比如攪拌過程中的揚塵;

第二，產生的固體廢棄物沒有進行妥善處理和堆放，二次處理效率低，比如生產過程的漏料和殘渣;

第三，攪拌站主機和輸送裝置產生了持續(xù)噪音，配套的攪拌車和裝載機也是主要的噪音源;

第四，廢水廢漿處理系統(tǒng)，無法有效實現分級循環(huán)利用，無序排放導致污染環(huán)境和浪費資源;

第五，設備老舊，電機能耗等級低，生產系統(tǒng)時序不合理，以電力為主能源的攪拌站，每單位方量混凝土產生的能耗高。

2.2綜合信息化水平較低

現階段從我國混凝土攪拌站的實際情況來看，綜合信息化水平還有待提高，信息化帶來的效率提升潛能還未充分發(fā)揮出來。不同混凝土生產企業(yè)生產規(guī)模不一致、應用管理各有差異，導致信息化的應用水平良莠不齊。常見的問題有攪拌站控制系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)接口還未打通、攪拌站和攪拌車的數據還未實現協同、異地管理和監(jiān)控還未實現一體化、信息傳遞方式以人工為主等，導致信息化難以實現質的飛躍。信息化建設需要各個部門協調配合，在生產、運輸、調度以及經營管理的各個環(huán)節(jié)實施，關鍵在于整站的信息協同以及信息化的綜合管理。

2.3攪拌站管理規(guī)范化程度較低

攪拌站的高效、安全、環(huán)保生產離不開規(guī)范化管理，攪拌站建設和運營的標準、規(guī)章制度、操作程序的不健全阻礙了規(guī)范化運營，以人員經驗為主的管理方式嚴重影響了高效、節(jié)能、環(huán)保生產?；炷翑嚢枵酒髽I(yè)實現規(guī)范化管理，需要建立常態(tài)化的環(huán)保管理制度，明確責任，加強巡檢，滿足最新的環(huán)保法規(guī)[2]，為企業(yè)實現綠色生產奠定良好的保障。

2.4廢水廢漿的處理二次利用不足

傳統(tǒng)的砂石分離處理模式，無法徹底滿足沙石分離實現二次利用的要求，存在以下幾個問題：第一，沙石的分離的效率比較低，骨料的清潔度比較差，二次利用混凝土的質量無法保障;第二，砂石分離系統(tǒng)建設重視不足，且占地面積比較大，骨料分離并不徹底，回收率比較低，產生二次污染，造成廠區(qū)環(huán)境差，廢渣堆放而引起的粉塵等，同時廢渣的填埋處理不經濟不環(huán)保;第三，未實現處理罐車清洗廢水、攪拌主機清洗廢水、場地廢水的多源頭污水系統(tǒng)。

2.5 單位混凝土產量的能耗有待降低

攪拌站最主要的能源消耗是電力，能源消耗可觀，高能效電機使用的不足是電力消耗的直接原因，另外一大容易忽視的原因是整站運行效率低，管理分散，綜合導致每單位混凝土能源消耗高。在新的低碳目標形勢下，有效降低能源消耗是實現綠色生產的重點課題。

3混凝土攪拌站的綠色生產技術

3.1粉塵控制措施

粉塵的處理必須從多方面采取措施：第一，攪拌站本體是產生粉塵主要的原因，環(huán)保型的攪拌站宜采用全封閉結構，通常為設備本身全部封閉或者全場地加建封閉棚，實現攪拌站和環(huán)境的隔離，同時配置高效主動式除塵機把主樓、粉罐、待料斗等位置的粉塵進行過濾后再排放，通過這些措施可以將排放控制國家規(guī)定的標準范圍;第二，堆料廠的卸料、裝載機的上料等也是產生粉塵的主要源頭，根據目前的實踐經驗，優(yōu)化上料路徑和增加消塵噴霧系統(tǒng)是有效的減少的粉塵污染;第三，針對攪拌場地出入的車輛進行除塵處理，在廠門口安裝高壓洗車臺，對車輛進行清洗以達到除塵的效果。

3.2污水廢料的處理措施

（1）污水的處理措施。在混凝土攪拌站內所生產的廢水主要包括攪拌機以及混凝土運輸車清洗所產生的廢水以及作業(yè)區(qū)地面進行清洗所產生的廢水等。應根據攪拌站的布局來建設廢水回收的溝槽，使各個環(huán)節(jié)所產生的廢水都能夠統(tǒng)一的流入沉淀池當中，然后在其中安裝污水回收系統(tǒng)，這些污污水在經過處理之后能夠進行循環(huán)利用[3]。為了保證廢水在經過充分沉淀之后能夠進行二次利用，可以設置沉淀蓄水池，將沉淀之后的廢水過濾再利用，從而實現混凝土攪拌站的零排放目標。

（2）廢料處理措施。在沉淀蓄水池旁設置砂石分離機，這樣就能使砂石在分離時廢水直接排入沉淀池。在對混凝土攪拌運輸時進行清理時，將攪拌車滾筒清洗的廢棄物料倒入倒料槽機當中，然后再采用分時機進行清洗和分離，分離出來的砂石料還可以進行二次利用。通過這樣的廢水廢料處理方式，回收混凝土的殘渣，通過烘干和磨粉設備處理后進行合理的配合比設計實現廢料的再生利用[4]，實現資源再利用。

3.3噪聲的控制措施

為有效的控制噪聲污染，必須對噪聲源采取措施?；炷翑嚢枵井a生的噪音主要來源于兩個方面，一方面是攪拌主機為主的生產噪音，另一方面則是配套車輛運輸過程產生的噪音。主要措施為：對攪拌站加裝隔音板，重點對攪拌層進行降噪設計;對車輛的噪音則可以采取電動化裝載機和電動化攪拌車。

3.4 降低單位產能的能耗

降低生產能耗可以直接給企業(yè)帶來經濟收益，同時也是低碳戰(zhàn)略落地的直接舉措。2018年11月中國建筑材料聯合會批準發(fā)布了團體標準《預拌混凝土低碳產品評價方法及要求》，為混凝土產品實現低碳排放的實踐提供了指導[5]，對于混凝土攪拌站而言，主要可以從幾方面行動：第一，攪拌站本體主要是電機耗能，應該采用高效能電機，電機功率的選型要進行最優(yōu)化設計，消除冗余，整機生產的控制時序要最優(yōu)化，避免全部電機全時段運行;第二，提升機類型的攪拌站應采用雙斗循環(huán)結構或者配重塊儲能結構來節(jié)省卷揚機的電力消耗，目前此類方式還在研究階段;第三，以攪拌車、裝載機為主的大型配套設備應大力采用電動化產品，減少對石化能源的消耗;第四，采用攪拌站光伏一體化的布局，通過光伏發(fā)電給設備供電，節(jié)能電力成本，通過新能源的利用降低排放，國內已經有企業(yè)進行攪拌站和光伏的一體化示范建設，取得了良好的經濟效益。

3.5 在原料端降低消耗

攪拌站生產的原料有水、水泥、粉煤灰、添加劑、砂、石等，在原材料端降低資源的消耗主要體現在以下幾個方面：第一，攪拌中大部分水來源市政供水和地下水，應該積極減少對于地下水資源以及自來水的消耗，加大對雨水、回收水的利用，可以有效降低對水資源的消耗[6];第二，水泥是應用最多的一種膠凝材料，但是水泥是產生粉塵源頭之一，同時水泥的生產污染和能耗比較高，大量使用水泥意味著大量的碳排放以及高的原材料成本?？梢栽诨炷廉斨邪凑找欢ǖ谋壤龘饺敕勖夯业葥胶狭希髽I(yè)在生產實踐過程中，應根據不同的混凝土強度使用要求，設計最佳的原料配方，實現最佳效益;第三，對于外加劑的應用，從現階段攪拌站的實際應用來看，應用比較多的是緩凝劑和減水劑，可以在減少用水量的情況下保障混凝土的強度[7]。為了響應綠色生產的目標，在選擇外加劑的過程當中，應該盡可能的選用有利于生產安全以及生產效率提升的聚羧酸系材料;第四，對于粗骨料的應用，除了選擇傳統(tǒng)的碎石和卵石以外，還要盡可能的利用一些可再生的骨料資源;對于細骨料的應用，可以以石粉機制砂等來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的細骨料。

4結語

未來，混凝土生產將持續(xù)在國家經濟建設中扮演重要角色，綠色生產課題將會上升到一個新高度，唯有充分認識綠色生產的理念，推廣行業(yè)中已經取得成效的實踐，同時要持續(xù)探索新技術、新工藝、新管理方法，才能最大程度地實現低碳環(huán)保的目標。

參考文獻

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Discussion on Green Production Technology of Concrete Mixing Plant Under Carbon Peak and Neutrality Goal

XIE Zhonghua， JIANG Zhihui， LUO Zhiqi

（Sany Automobile Manufacturing Co.， Ltd.， Changsha? Hunan? 410100）

Abstract： Concrete is one of the most important materials in construction， and makes significant contributions to modern city construction. After years of guidance of national environmental protection policy， controversial concrete production technique and management have made some progress， yet there still exist some concrete batching plants that are ordered to halt production or dismantled as a consequence of underperforming the environmental standard， and there is a huge progress space for green production. Currently under the national strategic goal of “Carbon peak and neutrality”， concrete batching plant green production technology should be comprehensively and actively carried out and applied to face energy consumption reduction， zero emission， efficient improving， management standardization and sustainable development. Green production is the essential requirement for the transformation of concrete industry， and the decisive move for concrete company to gain competitive edge and achieve sustainable development， from no matter the aspects of national macro policy or enterprise economic benefits. This paper explores and analyzes the green production technology of concrete batching plant.

Keywords： concrete mixing plant; Green production technology; energy conservation and emission reduction; Low carbon

收稿日期：2021-12-07

作者簡介：謝忠華（1987—）男，江西萍鄉(xiāng)人，本科，工程師，研究方向：機械設計和技術管理。