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砂石骨料生產中如何進行環境保護?

放大字體  縮小字體 發布日期:2016-12-09  艾普網   瀏覽次數:1448

在水利水電工程建設中,往往需要開采大量的山場料用于加工混凝土骨料。而在開采、 加工過程中又容易對自然環境和人類生產、生活環境產生破壞和危害, 主要包括料場開采對植被和山坡體安全穩定的破壞,破碎篩分過程中所產生的粉塵、 噪音對大氣質量和人類生存環境的影響, 以及沖洗篩分所產生的廢水、 廢渣對河流、 山谷、 陸地自然環境造成的影響等。

環境保護是我國的基本國策,水利水電工程建設所需的人工骨料生產, 首先應從設計上充分考慮選擇有利于環境保護的技術方案,盡量利用工程開挖的棄渣有用料加工混凝土骨料,盡量減少山場料的開采范圍,使資源開發與自然環境趨于和諧統一。采料場的規劃設計,應選擇開采面積小,有用儲量大的采區,同時應對開采區的坡體穩定、支護方法提出具體要求,防止開采設計不當引起的山體失穩、滑移對工程和人居造成傷害。對開采過程中產生的棄渣、廢料應在指定的利于采取防護措施的位置堆存, 并做好排水等防護設計。骨料加工工藝流程的設計,應在滿足混凝土骨料技術要求的前提下,盡量選擇對環境影響相對較輕的干法生產工藝。選擇濕法生產工藝時,必須采取合理的廢水處理工藝對廢水、 廢渣進行綜合利用,變廢為寶,盡量減少廢渣的棄置,使其達到環保要求。

1料場開采過程中的環境保護措施

在工程料源規劃設計階段, 應充分重視整個工程的土石方平衡, 對主體工程開挖的有用料加以綜合利用。在技術指標相近的情況下,盡量使開挖料用于加工混凝土骨料, 減少工程開挖料的棄置,這對環境保護和降低工程投資均為有利。

山場料源比選和開采方案的設計,應在保證骨料質量、儲量的前提下,選擇有用儲量大于80%的料場,覆蓋層厚度要盡量小,以減少剝離量和棄料。

料場開采過程中, 應采取以下環保措施:

(1)在開采施工的每個梯段上, 設置必要的截水溝; 當開采面坡頂匯水面積較大時, 坡面上還應設置必要的急流槽, 將匯集的雨水、 地下水截至指定排水管涵, 杜絕亂排、 亂放, 防止溝涵設置不合理而引發的泥石流。

(2)搞好棄渣規劃, 防止棄渣亂堆亂倒, 同時應規劃好施工道路的布置和支擋建筑物, 做好必要的排水設施。

(3)在棄渣場的運行階段, 應加強棄渣場的運行維護和管理。棄渣場規模較大、 堆存條件較復雜時, 還應加強對堆存邊坡的安全監測, 防止發生偶然安全事故。

(4)制訂切實可行的防塵、 降噪措施, 減少對大氣的污染。鉆爆時, 優化爆破參數, 控制揚塵。爆破前,應在巖石面灑水濕潤, 爆破后進行灑水降塵。

(5)爆破施工前,應注意對爆破沖擊波和震動的控制, 在爆破參數的設計上應優化控制單響藥量,控制質點振動速度,以避免沖擊波和飛石對鄰近建筑物或設施的破壞。

(6)料場使用完畢后,做好清場與植被恢復,有條件時,可人造耕地或植樹造林。并對已形成的開挖坡面、棄渣場加強防護處理,使其達到永久穩定,避免人為滑坡和泥石流發生。

2骨料加工過程中的環保技術措施

對于處理能力大于500t/h的大型砂石加工系統,從山場開采的毛料一般最少需要經過三級破碎、三級篩分后,才能分級出符合要求的人工級配碎石和砂。在骨料的破碎篩分過程中,為保證成品骨料質量和降低加工成本,一般根據加工原料特性和規模的不同,加工工藝有全干法生產和全濕法生產或兩種工藝的結合。骨料的破碎會產生大量的揚塵和噪聲, 篩分機通過電機帶動激振器使物料在篩面作直線或圓周運動,物料在篩面的跳動和篩分機的機械運動,均會產生噪音。干式篩分會產生大量揚塵,濕式篩分有大量的污水需要處理。工程監測資料顯示, 在設備揚起的粉塵中,游離二氧化硅含量約為原巖的63%~93%;破碎機的聲級大于100db;振動篩的聲級大于110db;為控制生產中成品砂的含泥指標,沖洗水中有用顆粒流失達10%~30%。因此為控制和降低生產對環境的污染,首先應從破碎設備選型和工藝設計上進行控制,其次還要進行詳細的環保設計,并對施工和運行管理提出滿足環保要求的技術措施和管理措施。

2.1破碎設備選型和技術設計中的環保措施

砂石加工設備大多是強烈的噪聲源和塵源,對周圍環境產生污染, 對生產人員健康產生威脅,在系統設備選型和技術設計時應預先考慮。

(1)破碎機的選擇,應在滿足工藝確定的破碎比前提下,同類破碎設備盡量選擇重心低、轉子或輻板運動幅度小、防護性能優良的的破碎設備,從源頭將噪音控制在最小程度。

(2)振動篩在保證篩分效率的基礎上,篩網盡量選擇減震效果好的聚氨酯篩網。

(3)在系統規劃階段就要從環保理念出發,將系統的位置選擇在距離辦公生活設施和居民區較遠的地方,同時破碎篩分車間盡量選擇在山凹區域,避免揚塵和噪音擴散。

(4)破碎設備安放的基礎在設計時應采用能夠降低設備振動的結構形式,或采用有利于減弱設備振動的新材料。

2.2干法生產工藝中的環保設計

對干法生產,特別是顆粒致密原料生產時,產生的粉塵量更為嚴重。為降低噪音和粉塵量,國外的砂石加工廠為了使其滿足環保要求,大多采用全干法生產。整個生產線為全密封設計,對產生的粉塵采用風機和收塵器進行回收,并采用分選機進行分級,對有用的粗顆粒進行回收利用。國內過去主要在破碎機的進出口部位采用灑水除塵,近年隨著環保意識的提高,一些采用干法生產的砂石加工系統對破碎篩分設備也采用全密封環保設計。

圖1為國內某工程采用干法生產的工藝流程圖

2.3濕法生產工藝中的環保設計

為使成品骨料含泥量滿足質量要求和調整砂中石粉的含量, 對生產量大、 原料中泥團和軟弱顆粒不易剔除的系統,一般在工藝設計時,采用篩面加水沖洗和洗石工藝;對成品砂,為保證粒度模數和砂中石粉含量的要求,國內大多采用摻配調整工藝。棒磨機和立式沖擊破碎機生產的半成品砂首先采用螺旋洗砂機洗去多余的石粉(或泥土),在洗選過程中有大量的有用細顆粒流失,為減少石粉(或泥土)的對外排放量,提高經濟性,大多沖洗廢水和流失的細顆粒加以回收利用,外排的廢水要求達到國家二級排放標準。

(1)石粉回收工藝。石粉回收處理的廢水主要為來自最后一級篩分(一般為立破制砂的檢查篩分)和棒磨機 制砂洗砂的溢流水, 砂的洗選目的是去除砂中小于0.08mm細粉(或泥),同時也使大量 0.08~1.60mm的中細顆粒流失。為了對流失的中細顆粒回收再利用,采用先將上述兩部分廢水集中收集在沉砂斗(池)中混合濃縮,濃縮后的砂漿用砂泵輸送至專用設備進行處理。二灘工程采用的細砂回收工藝是將濃縮的砂漿送至成套設備頂部的水力旋流器進行再濃縮,旋流器的溢流水(一級污水)返回錐形沉砂斗再處理,旋流器濃縮后的砂漿進入固定篩用清水反復清洗,大于 1.2mm粗砂進入兩套慣性振動脫水篩脫水,然后送往砂料罐。沖洗分級后的細砂連水及粗砂沖洗后的二級廢水進入真空脫水裝置下的錐形水力沉砂斗內濃縮,再次用砂泵送往真空脫水裝置上方的水力旋流器再濃縮, 濃縮砂漿進入真空脫水裝置脫水,干砂由螺旋機送往砂罐,通過真空濾網的部分細砂通過自重進入其下的錐形沉砂斗再次濃縮回收利用。兩個沉砂斗的溢流水排入沉淀池沉淀。使對外排放的廢料大大減少。烏江構皮灘水電站和彭水水電站砂石系統均采用細砂回收裝置進行回收,其將收集濃縮后的砂漿用砂泵送入細砂回收裝置上部的旋流器進行濃縮,上部溢流水進入豎流沉淀池沉淀處理,濃縮后漿液進入下部高頻直線振動脫水篩脫水,剩余污水也進入豎流沉淀池沉淀處理。

(2)廢水處理與回收工藝。人工砂石在生產過程中排放廢水的處理方式一般有如下兩種:① 采用預沉-沉淀的處理方案,對預沉過程中排放的廢渣進行機械脫水,從中提取可回收利用的細砂和石粉,并配置相當容積的廢渣脫水池,對機械脫水過程中排放的廢渣和沉淀池排放的廢渣采取自然存放脫水的方式;②對系統排放的廢水先進行濃縮,對濃縮達到一定濃度的廢渣進行機械脫水,濃縮池溢流水進入沉淀池澄清,再對機械脫水分離出來的棄渣和沉淀池排放的石粉和污泥進行最終機械脫水。第1種處理工藝,可有效降低水體回收系統的投資,操作運行較簡單,但水體回收利用率將受到限制,實際運行時排放指標一般很難達到環保標準要求;第2種處理工藝,雖然工程投資比第1種方案高,但因機械脫水干化不受天氣和氣溫的影響,運行效率高,排放指標容易滿足要求。根據運行經驗,廢水回收利用率可達到80%。構皮灘水電站爛泥溝砂石系統采用5臺細砂回收系統 進行污泥處理, 其廢水處理與回收設計示意圖見圖2。

3 存在的問題及建議

目前,我國水利水電事業正蓬勃發展,一大批巨型水電站陸續上馬,混凝土用量十分龐大,人工骨料加工處理能力一般都超過了2000t/h ,山場料的開采規模超過了50萬m 3/月。為了處理好資源開發與環境保護的關系,設計、業主、施工等參建各方都要有強烈的環保意識。但有些工程環保意識薄弱, 特別是對人工骨料生產的環保投入不足,致使一些運行承包商從自身利益出發, 在系統運行時不能嚴格執行設計標準,經常發生偷排現象,對整個工程的環境保護造成了極大的負面影響。

為了提高工程建設的環保意識,需要從以下幾方面共同努力:

(1)采用先進的工藝技術和破碎設備,降低工程費用,不斷探索混凝土骨料干法生產工藝。推廣濕法生產工藝廢水處理和循環利用的新工藝,新技術。

(2)制訂水利水電工程人工混凝土骨料生產環保強制性規范、 標準, 使混凝土骨料生產環保設計程序化。

(3)建議業主對人工骨料生產單列環保運行費,減輕運行承包商的生產經營費用壓力。只有這樣,才能使我國水利水電工程建設的環保水平上一個臺階,真正實現綠色砂石工程目標。

 
 
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