【實踐技術】攪拌站廢棄物100%零排放解決方案
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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第4期
攪拌站廢棄物100%零排放解決方案
李峰博，劉志強，王駿，李玉平，鄧瑞
［摘要］本文首先介紹了混凝土攪拌站中廢棄物的來源，并將其細化為三大類，針對每種廢棄物的處理現狀，分析當前處理方法存在的問題以及解決措施。通過分析發現各種廢棄物妥善解決后都面臨著一個共同的問題，即廢漿濃度問題。解決了廢漿濃度問題，攪拌站廢棄物才能實現 100% 零排放。通過采取廢漿再生方案，把原生廢漿經過活化改性處理和濃度調整加工處理后得到成品膠漿，直接應用于混凝土中。然后以 C30 為例進行試驗，發現使用成品膠漿混凝土的和易性更好，同時降低了水泥和粉煤灰用量，大量替代了拌合自來水，抗壓強度稍高。最后對其成本進行分析，使用成品膠漿每方混凝土可節省約 4.65 元。
［關鍵詞］砂石分離系統；廢棄試塊；原生廢漿；成品膠漿
引言
隨著我國經濟建設發展步伐的加快，城市建設的投入逐年增加，對商品混凝土的需求量也實現了逐年突破性增長。目前我國絕大多數城市均采用商品混凝土，但隨之也產生了大量的廢棄混凝土、剩余混凝土、固體廢棄物等。大多數商品混凝土攪拌站對產生的余廢混凝土的處理方式是：先通過砂石分離機將砂石分離出來回收利用；剩余漿體進入多級沉淀池，逐級進行沉淀、分離，或經過柱塞泵抽入壓濾機或用濾布進行固液分離，最后得到較清澈的回收水，用于循環刷車、沖洗場地等；而過濾出來的固體物（濾餅、濾渣）留存下來，被定期清理、運送至粉磨廠粉磨或作掩埋處理。這不僅使混凝土企業每年要支付大量的垃圾處理費，同時堆放掩埋這些廢棄物占用大量的土地，造成了資源浪費，對我們生存的環境也造成了很大的破壞。近年來，隨著人們對零排放、零污染的新型綠色環保攪拌站的認知和追求，大家對于攪拌站廢棄物的關注度也不斷提高。
廢棄物來源
混凝土攪拌站是城市建設的重要部分。減少污水排放，落實環保政策以及環保治理不僅是企業社會責任感的體現，也是推動混凝土行業可持續發展的重要途徑。混凝土攪拌站廢棄物來源主要有：
）洗車水，包括清洗罐車、泵車、攪拌機、沖洗生產場地而產生的廢水。
）硬化混凝土，包括試驗室強度檢測后的壓碎混凝土試塊，攪拌機內部清理的凝結廢料，運輸車、泵車內清理的凝結廢料，采購砂石中的超大粒徑廢棄石塊。
）未硬化混凝土，包括攪拌樓下漏撒的混凝土、泵車回單位清洗的混凝土、出廠檢測取樣剩余的混凝土、出入廠沖洗的砂石、不可抗力因素產生的報廢混凝土。
廢棄物的主要成分與混凝土的成分一致，為砂、石、水泥、摻合料、外加劑，將其全部資源化回收利用是實現攪拌站零排放、零污染最經濟有效的途徑。
廢棄物處理現狀
清洗罐車、泵車、攪拌機、沖洗生產場地的廢水及未硬化混凝土經砂石分離系統處理后得到廢石、廢砂、廢漿。廢石、廢砂通過皮帶傳輸到砂石倉，把廢漿當作廢水進行利用。硬化混凝土中實驗室強度檢測后的廢棄試塊進行破碎處理，破碎形成小粒徑顆粒，倒入骨料倉回收利用；而攪拌機、運輸車、泵車內清理的凝結廢料和砂石進場卸料中的超大粒徑石頭則堆置進行垃圾外運處理。混凝土攪拌站廢棄物處理現狀如圖所示。
存在的問題及對策
3.1洗車水
清洗罐車、泵車、攪拌機、沖洗生產場地的廢水進入砂石分離形成廢漿，這些廢漿的濃度不好控制，若直接應用于混凝土生產中，不利用混凝土質量穩定性控制，因此需要采用廢漿再生方案調節廢漿濃度。
3.2硬化混凝土
）廢棄試塊
廢棄試塊破碎后呈石屑狀態，倒入砂石倉參與生產影響混凝土的穩定性，且較大的石粉含量不利于混凝土的泵送。可將廢棄試塊破碎后的石屑經砂石分離系統處理，大粒徑顆粒通過皮帶傳輸到砂石倉，石屑與水形成廢漿，可當作廢水利用。
）凝結廢料
攪拌機、運輸車、泵車內清理的凝結廢料目前采用堆置的方式，定期作外運清理。可以對凝結廢料進行破碎處理，然后經過砂石分離系統處理得到砂石和廢漿，砂石進入砂石倉，廢漿采用廢漿再生方案調節濃度加以利用。
）超大粒徑石頭
砂石分離系統分離出的超大粒徑石頭沒有經過篩分直接通過皮帶傳輸到砂石倉，以及進場砂石卸料時有部分超大粒徑的石頭，這部分超大粒徑石頭目前采用堆置的方式，定期作外運處理。可以給砂石分離系統添加一道篩分，把超大粒徑的石頭篩分出來，先破碎再進入砂石分離系統，經過砂石分離系統得到砂石和廢漿，廢漿的采用廢漿再生方案調節濃度。
3.3未硬化混凝土
攪拌樓下漏撒的混凝土、泵車回單位清洗的混凝土、出廠檢測取樣剩余的混凝土、出入廠沖洗的砂石、不可抗力因素產生的報廢混凝土經過砂石分離系統得到砂石和廢漿，超大粒徑石頭沒有經過篩分直接通過皮帶傳輸到砂石倉，廢漿濃度不好控制。因此給砂石分離系統添加一道篩分，把超大粒徑的石頭篩分出來再破碎成石屑進入砂石分離系統得到砂石和廢漿，廢漿采用廢漿再生方案調節濃度。
總之，通過分析各種廢棄物妥善解決后都面臨著一個共同的問題——廢漿濃度問題。若能解決廢漿濃度問題，攪拌站廢棄物才能實現100%零排放。
廢漿再生方案
原生廢漿是指廢棄物經砂石分離系統處理后形成的未經濃度調配控制和化學改性處理的廢漿。把原生廢漿當廢水，以稀釋的方式直接使用原生廢漿，需要額外增加外加劑摻量，相當于以增加混凝土生產成本為代價來處置廢漿，且原生廢漿穩定性不可控使混凝土質量存在隱患。不僅沒有利用到廢漿中固形物的價值，而且還為混凝土的質量控制帶來風險。
成品膠漿是指對原生廢漿進行活化改性處理和濃度調整加工處理后可直接用于混凝土生產的成品漿料，是一種料漿化的活性礦物摻合料。成品膠漿中的固形物主要是粒徑小于0.15mm的硅酸鹽礦物粉末（水泥、粉煤灰），液體組分主要是以外加劑為溶質的水溶液，其濃度波動很小，因此在混凝土生產中可將固形物和水溶液分別替代膠凝材料和自來水。
廢漿再生方案就是把原生廢漿經過活化改性處理和濃度調整加工處理后得到成品膠漿，直接應用于混凝土中。廢漿再生方案如圖所示。
試驗步驟
5.1試驗原材料
（1）水泥：堯柏實豐水泥廠生產的O42.5水泥，主要性能指標見表
（2）粉煤灰：陜西正元粉煤灰綜合利用有限公司生產的超細粉煤灰，細度（45m方孔篩篩余）0.4%，需水量比91%，28d活性指數85%。
）細骨料：黑河采砂廠提供的中砂，細度模數2.5，含泥量3.2%，泥塊含量0，表觀密度2560kg/m
）粗骨料：涇陽采石廠提供的25mm連續級配碎石，吸水率4.2%，泥塊含量為0，壓碎指標8%，表觀密度2620kg/m
）外加劑：陜西渤海化工有限公司提供的聚羧酸泵送劑，其主要性能見表
5.2試驗方法
本試驗共設計C30-1C30-2兩個配比。C30-1使用清水，C30-2使用100kg/m成品膠漿。其中成品膠漿的含固量為10%，固形物10kg，活化水90kg10kg固形物分別替代5kg水泥和5kg粉煤灰，90kg活化水替代等量的水，混凝土配合比如表所示。
按照混凝土配合比設計配制混凝土。依據GB/T 500802016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》對混凝土拌合物的坍落度和擴展度進行檢測。依據GB/T 500812019《混凝土力學性能試驗方法標準》制作100mm100mm100mm立方體試件，拆模后立即放入溫度為(202)相對濕度為95%以上的標準養護室養護至7d28d，然后進行抗壓強度測試。混凝土工作性能和力學性能檢測結果見表3。
由表可以看出，使用成品膠漿混凝土的和易性更好，同時降低了水泥和粉煤灰用量，并大量替代了拌合自來水，混凝土抗壓強度依然可以滿足強度要求，這是由于成品膠漿中的固形物具有膠凝材料的特性，可提升混凝土強度。
效益分析
隨著國家對環保高度重視，對企業生產過程中廢棄物排放控制要求的進一步提高，混凝土攪拌站所產生的廢棄物成為環保控制的重要排放控制物。混凝土攪拌站改造廢水廢漿回收系統、增設破碎裝置系統后，最顯著的成效是環保效益。廢棄混凝土回收充分利用了水泥漿和循環骨料，使攪拌站真正成為零排放、零外運的綠色環保型攪拌站。表為使用再利用廢棄物的經濟效益分析。
）使用成品膠漿
成品膠漿中10kg固形物替代5kg水泥和5kg粉煤灰，每方混凝土可節省約4.65元。
）內部固體廢棄物
廢棄混凝土試塊外運費用200方，實驗室每年可產生90噸廢棄試塊，一年的廢棄試塊外運費用約萬元。
）外部收集廢棄物
檢測站對混凝土進行強度檢測后會產生有大量的壓碎混凝土試塊，我們可通過免費運輸的方式收集對方的廢棄試塊加以利用，可產生可觀的經濟效益。
供稿人：李峰博，劉志強等
編輯員：李海亮
審核人：孫繼成，寧夏
【標準規范】
【會議培訓】
第十屆全國建筑固廢和余泥渣土處理及資源化利用大會暨中國砂石協會建筑固廢利用分會年會
2025第二十一屆全國商品混凝土可持續發展論壇暨2025中國商品混凝土年會
【咨詢服務】
預拌混凝土質量追溯研究
高速公路及橋涵高性能混凝土技術咨詢
課題研究
研發中心建設
[綠滿庭院]《HJ建筑圍護結構自保溫技術體系》推廣等
【建材“雙碳”業務】
低碳膠凝材料研發與制備
復合摻合料和再生復合摻合料研發與制備
建筑垃圾處置與資源化利用
建筑垃圾再生砂粉應用技術
建筑垃圾再生輕粗骨料技術
碳化再生骨料制備技術
【期刊著作】
《常見預拌混凝土質量事故分析百例》圖書
《預拌混凝土企業標準化試驗室建設指南》圖書
混凝土技術發展中心（以下簡稱“中心”）隸屬建筑材料工業技術情報研究所，主要職能是跟蹤分析和研究國內外混凝土行業科技前沿動態，為全國混凝土行業開展技術服務工作，包括出版技術期刊、研究制定標準、開展技術咨詢、舉辦技術會議、承擔行業培訓、從事認證評價和開發研究等，中心是建材情報所主要業務部門之一。中心擁有員工10人，其中博士3人，正高職稱3人，副高職稱4人。中心掛靠的行業協會分支機構包括中國散裝水泥推廣發展協會混凝土專業委員會、中國散裝水泥推廣發展協會預制建筑產業專業委員會、中國砂石協會建筑固廢利用分會、建筑材料工業技術情報研究所雙碳研究中心。依托中心成立的平臺有預拌混凝土質量追溯公共服務平臺、混凝土行業數字化服務平臺、中國商品混凝土行業企業專家委員會（擁有200余名行業一線專家）、北京砼享未來工程技術研究院（會員制技術和管理服務）。
中心每年參與多個混凝土技術咨詢和技術服務項目，包括雄安新區混凝土項目咨詢、河北省多個高速公路高性能混凝土技術咨詢、固廢基膠凝材料和再生復合摻合料研發和制備技術，以及數十個混凝土企業的技術服務工作。開展預拌混凝土綠色產品認證和科技成果評價工作。
咨詢電話：孫繼成 焦素芳 李海亮 13520073698 13521286915
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