隨著國家對環(huán)保排放的要求越來越嚴(yán)格，傳統(tǒng)瀝青攪拌站向綠色環(huán)保方向轉(zhuǎn)型成為必然的趨勢。文章著重介紹了瀝青攪拌站的國內(nèi)外環(huán)保現(xiàn)狀，闡述了瀝青煙塵的防治措施及其優(yōu)劣勢對比，分析研究了“混合除塵-UV、低溫等離子聯(lián)合凈化技術(shù)”在江蘇某瀝青攪拌站中的應(yīng)用情況，可作為攪拌站瀝青煙氣治理的技術(shù)參考。

　　瀝青攪拌站在瀝青儲存、保溫、加熱、混合料攪拌、儲存和卸料裝車以及運輸?shù)倪^程中，會逸散大量的瀝青煙氣。瀝青煙氣的釋放不僅劣化瀝青性能，還會對人體健康和環(huán)境帶來極大的危害[1]。除了粉塵、氮氧化物、硫氧化物外，瀝青煙中還含有大量的多環(huán)芳烴(PAHs)，包括苯并芘(BaP)、咔唑類和蒽類衍生物等多種強(qiáng)致癌物質(zhì)[2,3]。瀝青煙顆粒的直徑大致在0.1~1m左右，最小的僅0.01m。泄露在空氣中的瀝青煙極易附著在飄塵表面，一方面容易被人體吸入危害健康，另一方面被污染的飄塵沉積在地面可能會污染地表水體和土壤，玷污周圍動植物健康的生存環(huán)境[4]。

　　隨著“一帶一路”綠色發(fā)展國際聯(lián)盟和“無廢城市”的試點建設(shè)，地方政府對各環(huán)保排放指標(biāo)逐步收嚴(yán)。多地出臺了大氣污染控制政策，規(guī)范“三廢”排放要求，加強(qiáng)環(huán)保監(jiān)督和違規(guī)排放懲罰力度，有效推進(jìn)污染防治工作。瀝青攪拌站混合料的生產(chǎn)排放也受到嚴(yán)格限制，因此，對瀝青煙氣展開凈化治理工作是對瀝青攪拌站環(huán)保達(dá)標(biāo)的基本要求。本文針對瀝青攪拌站在國內(nèi)外的環(huán)保現(xiàn)狀，分析對比了幾種常見煙塵防治措施的優(yōu)缺點，并指出其存在的問題，為研究設(shè)計各工況下的瀝青煙塵凈化工藝設(shè)備提供了依據(jù)。

　　美國每年大約要生產(chǎn)和鋪設(shè)5~5.5億t瀝青混合料，現(xiàn)有大約4500個瀝青攪拌站[5,6]。美國《清潔空氣法》(CAA)要求污染氣體的排放必須獲得專門的許可證，新建瀝青攪拌站或現(xiàn)有攪拌站改造必須通過審查，其排放量必須滿足國家有害空氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(NESHAP)和各州各地區(qū)的排放要求及控制技術(shù)要求。在嚴(yán)格的法律法規(guī)和排放標(biāo)準(zhǔn)管控下，美國瀝青工廠的排放量比較低，溫室氣體的排放也控制得非常好。據(jù)美國國家瀝青路面協(xié)會(NAPA)統(tǒng)計，自1970年以來，瀝青行業(yè)已經(jīng)將總排放量減少了97%，但瀝青產(chǎn)量增加了250%。2000年，美國國家環(huán)境保護(hù)署(EPA)對熱拌瀝青攪拌站作了調(diào)查評估報告，認(rèn)為瀝青攪拌站只是工業(yè)污染的次要來源[7]。但是，氣味排放是瀝青路面行業(yè)非常關(guān)注的問題，在瀝青攪拌站的施工運行或鋪路作業(yè)期間散發(fā)的熱拌瀝青的惡臭味會嚴(yán)重影響周圍環(huán)境的舒適性，對于工人來說，長期接觸無疑是非常有害健康的[8]。EPA自1972年以來定期更新AP-42排放因子數(shù)據(jù)庫，2004年AP-42第11章節(jié)新增了瀝青攪拌站的排放因子和研究報告，為瀝青攪拌站污染氣體排放量的計算提供理論依據(jù)[9,10]。AP-42排放因子數(shù)據(jù)庫中涉及瀝青攪拌站的主要特征。排放因子數(shù)據(jù)庫如表1所示[10,11]。

　　2018年底，歐洲瀝青路面協(xié)會(EAPA)發(fā)布了歐洲2017年瀝青行業(yè)的生產(chǎn)行業(yè)數(shù)據(jù)[12]。歐盟所有成員國2017年熱拌和溫拌瀝青的總產(chǎn)量增加了2.339億t，同比增長3.1%，已經(jīng)是第3年持續(xù)增長，其中土耳其成為歐洲的瀝青生產(chǎn)國。截至2017年底，歐盟28國現(xiàn)有固定式瀝青攪拌站3529個，移動式攪拌站790個。隨著瀝青工業(yè)的蓬勃發(fā)展，歐盟出臺了相關(guān)法規(guī)政策及標(biāo)準(zhǔn)來限制瀝青混合料生產(chǎn)及施工運行中排放出的有害氣體。歐洲議會和理事會從2003年開始對有機(jī)化學(xué)工業(yè)現(xiàn)有的污染控制技術(shù)進(jìn)行調(diào)查，2017年更新了第2版報告[13]。2007年，EAPA根據(jù)歐盟當(dāng)前的現(xiàn)狀發(fā)布了瀝青路面生產(chǎn)可行技術(shù)的環(huán)境指南(BAT)，明確說明了瀝青攪拌站排放的有害污染物包括煙塵、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、TOC、噪聲、氣味、多環(huán)芳烴(PAH)等，限值測量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和具體數(shù)值如表2所示[14]。2010年歐盟更新了工業(yè)排放(綜合污染防治)(2010/75/EU)，這是歐盟管控工業(yè)設(shè)施污染物排放的主要工具，然而并未明確地對瀝青攪拌設(shè)備的排放有明確的限值要求。2016年歐洲瀝青路面協(xié)會和歐洲環(huán)境局(EEA)又聯(lián)合發(fā)布了《EMEP/EEA大氣污染物排放清單指南》。

　　在瀝青攪拌行業(yè)的管控方面，加拿大安大略省有自己一套的監(jiān)管方法。2013年，安大略省瀝青路面委員會(OAPC)為苯并芘制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并于2016年7月進(jìn)行了更新，在2019年又提出了新版的《瀝青混合料工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)，涉及42種揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)、19種金屬及其化合物、苯并芘、碳氧化物、二氧化硫、氮氧化物和懸浮顆粒物(＜44m)，要求確保每套瀝青攪拌設(shè)施能對這些污染物進(jìn)行凈化去除。荷蘭在2007年發(fā)布的一份聯(lián)邦文件《荷蘭空氣排放指南》(NeR)，規(guī)定了大多數(shù)排放到空氣中的物質(zhì)的排放上限，并對特定活動和行業(yè)分支(如瀝青混合料行業(yè))作出了特別規(guī)定。對于顆粒物的排放，現(xiàn)有的帶式除塵器必須滿足30mg/m3的排放要求；瀝青攪拌設(shè)備必須對排放的PAHs進(jìn)行充分燃燒處理，對于氣味還指出了其來源和具體的氣味消除措施等[15,16]。

　　我國瀝青攪拌站的發(fā)展起步較晚，早期瀝青混合料攪拌設(shè)備主要以小型設(shè)備為主。近年來數(shù)據(jù)顯示，截至2016年我國瀝青產(chǎn)量和儲量超越美國躍升1位，占世界瀝青總量的1/4。這不僅使得瀝青混合料攪拌設(shè)備需求不斷增長升級，還催生了一大批瀝青混合料攪拌設(shè)備制造企業(yè)。據(jù)不統(tǒng)計，我國現(xiàn)有的瀝青混合料攪拌設(shè)備制造企業(yè)超過60余家，現(xiàn)有不同型號的瀝青混合料攪拌設(shè)備超過1萬套，其中90%以上都是間歇式設(shè)備。

　　由于中國環(huán)境污染問題的持續(xù)惡化，自2016年起，多省市尤其是京津冀及其周邊地區(qū)的瀝青攪拌設(shè)備被停產(chǎn)整頓，責(zé)令整改升級環(huán)保裝置進(jìn)行污染排放的達(dá)標(biāo)治理[17]。我國現(xiàn)行的國家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)體系中共有39項現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，涉及瀝青攪拌站排放污染物的國家標(biāo)準(zhǔn)有《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)、《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554-1993)、《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13271-2014)和《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB9078-1996)。鑒于國內(nèi)環(huán)保政策的收嚴(yán)，我國的地方標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展迅速，各地區(qū)各行業(yè)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺。與國標(biāo)相比，地標(biāo)中排放限值的制定更為嚴(yán)格，有的接近甚是超過某些國際標(biāo)準(zhǔn)。北京、上海、廣東、天津等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)出臺的《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等中PM顆粒物、SO2、NOx、非甲烷總烴/VOCs、瀝青煙、苯并芘、臭氣等指標(biāo)的濃度限值都有逐步收嚴(yán)的趨勢。另外，針對瀝青攪拌站污染物排放的特殊性，2018年，北京市專門發(fā)布了《北京市瀝青混合料攪拌站綠色生產(chǎn)技術(shù)指南》(BJJT/J124-2018)，中國工程機(jī)械協(xié)會還牽頭起草了《瀝青混合料攪拌設(shè)備環(huán)保排放限值》。

　　為貫徹實施“十三五”規(guī)劃綱要，國家發(fā)布了《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》(2016版)，提出大力發(fā)展*節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)及大氣污染防治服務(wù)等產(chǎn)業(yè)，包括除塵技術(shù)裝備、脫硫脫硝設(shè)備、VOCs凈化工藝及設(shè)備、低頻噪聲設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備等，為環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化升級提供了良好的政策環(huán)境。作為瀝青混合材料的加工設(shè)備，瀝青攪拌站在生產(chǎn)加工運行時會釋放出大量的粉塵、瀝青煙氣、臭氣和噪聲等，尤其是“看得見”、“聞得見”的煙塵無組織排放問題已然成為亟待解決的行業(yè)問題。

　　(1)冷配區(qū)除塵。冷配區(qū)上料和輸送是瀝青攪拌站廠區(qū)產(chǎn)生粉塵的主要原因。一般在冷料區(qū)配備獨立的除塵系統(tǒng)，利用雷達(dá)自動感應(yīng)抽風(fēng)系統(tǒng)和防塵封閉系統(tǒng)將冷料區(qū)形成負(fù)壓，防止粉塵飄散泄露，并對冷料倉上料及冷骨料通過不同皮帶銜接傳送過程中的落腳處加設(shè)粉塵吸附裝置，高效收集冷料倉裝載機(jī)上和皮帶運輸時產(chǎn)生的粉塵并運送至獨立袋式除塵器。

　　(2)攪拌站主樓除塵。在主樓進(jìn)行骨料篩分、計量、混合料攪拌和成品倉運輸裝車等操作時，也會產(chǎn)生一定量的粉塵，應(yīng)在這些敏感樓層設(shè)置負(fù)壓集塵點。收集的粉塵通過一級慣性除塵和二級布袋除塵串聯(lián)凈化，離線清灰的粉塵可以回收再利用。同時在排粉口安裝回收粉噴霧加濕裝置，減少回收粉塵時揚塵的排放。

　　(3)全站封閉系統(tǒng)+優(yōu)化收集系統(tǒng)。建立瀝青攪拌站的攪拌主樓、冷料上料點和裝車區(qū)的全封閉系統(tǒng)可將難以控制的粉塵無組織排放進(jìn)行有組織的控制處理。安裝快速卷簾門將裝車區(qū)的車道密封并加長車道、配備噴霧抑塵裝置或移動式抑塵車、優(yōu)化升級集塵罩的覆蓋面積和負(fù)壓空間等可有效防止持續(xù)作業(yè)引起的揚塵，尤其是裝車區(qū)的煙塵逸散難題。收集的粉塵通過負(fù)壓管道進(jìn)入主布袋除塵器凈化處理。

　　(4)加強(qiáng)廠區(qū)管理。制定適宜高效的生產(chǎn)制度，規(guī)范施工操作流程，盡可能將生產(chǎn)物料封閉干燥存放，及時清理撒落物或碎片，減少非正常工況下因天氣、人為外因引起的粉塵無組織排放。廠內(nèi)車輛駕駛盡可能做到慢速平穩(wěn)，及時在有揚塵的道路上灑水或噴霧，抑制因車輛行駛時產(chǎn)生的揚塵。

　　針對瀝青煙的末端治理，目前主要有回收類技術(shù)和消除類技術(shù)兩類。回收類技術(shù)主要有分離法、吸收法、吸附法和冷凝法；消除類技術(shù)主要包括燃燒法、低溫等離子法、光催化氧化法和生物凈化法。表3梳理了各凈化方法的優(yōu)缺點及適用工況。從攪拌站煙氣的組分、回收價值、二次污染、凈化技術(shù)的可行性、安全性和經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，不推薦使用吸收法和膜分離法。對于冷凝法，儲罐區(qū)可繼續(xù)沿用該技術(shù)；對于吸附法，目前常用的吸附劑是活性炭，但由于目前吸附劑的脫附技術(shù)不成熟，活性炭需要定期跟換等需要很高的維護(hù)費用，如采用其他的吸附劑也需要考慮二次污染的處理問題；生物法處理廢氣是在污水治理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在國外有一定的應(yīng)用規(guī)模，生物法能耗低，沒有二次污染，但生物法占地面積大、凈化周期長、對凈化環(huán)境要求高以及微生物菌群的培養(yǎng)需要耗費較多時間，對整個系統(tǒng)的溫度、壓強(qiáng)、酸堿環(huán)境和碳源等要求嚴(yán)格，其凈化周期、運行精細(xì)度等不適合生產(chǎn)相對粗放的瀝青攪拌站，暫不推薦在攪拌站瀝青煙氣的凈化應(yīng)用；燃燒法是處理瀝青煙氣的高效手段，但直接引入烘干滾筒燃燒煙氣量大，破壞原有的燃燒-烘干-除塵系統(tǒng)，影響整機(jī)的生產(chǎn)效率；低溫等離子、UV光催化是目前各攪拌站廠家主推的凈化技術(shù)，但單一的治理技術(shù)難以達(dá)到治理要求，需要采用多技術(shù)組合對瀝青煙氣進(jìn)行凈化。通常UV光催化氧化技術(shù)和低溫等離子技術(shù)協(xié)同使用能明顯提高凈化瀝青煙的效率，煙氣在進(jìn)入UV光催化設(shè)備前也應(yīng)進(jìn)行一定的預(yù)處理，否則粘附在UV燈管上的粉塵等會對后期設(shè)備運行和維護(hù)工作造成一定的影響。

　　通過對比分析瀝青煙處理措施的優(yōu)缺點，提出1種瀝青攪拌站干式高效三相凈化工藝，該工藝已在江蘇某工地應(yīng)用。江蘇某瀝青攪拌站項目的生產(chǎn)規(guī)模為年平均生產(chǎn)瀝青混合料90萬m3/a，粉塵的排放量為2t/a，產(chǎn)生瀝青煙氣0.25t/a。瀝青由熱油泵從瀝青的加熱貯罐中抽出送至計量缸和攪拌鍋，加熱罐和瀝青混合料的溫度為140℃~170℃，瀝青罐和成品倉是攪拌站產(chǎn)生瀝青煙氣的主要場所。根據(jù)攪拌站瀝青煙氣的排放量、環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)、煙氣性質(zhì)等因素，最終選擇了混合除塵-UV/低溫等離子聯(lián)合凈化技術(shù)來處理瀝青煙氣。

　　該攪拌站的瀝青煙凈化系統(tǒng)由除塵和煙氣凈化兩大模塊組成，其工藝流程圖如圖1所示。收集的瀝青煙塵進(jìn)入除塵模塊中的混合裝置，利用二級回收粉裹附瀝青煙油滴，一部分粉油顆粒在重力的作用下從混合裝置的排灰口排出，另一部分在負(fù)壓的作用下進(jìn)入袋式除塵器，粒徑較大的粉油顆粒基本被過濾。對剩下游離的瀝青油煙和顆粒物進(jìn)行預(yù)處理，離心除霧和靜電吸附可利用離心力將瀝青煙油滴去除，施加高壓電場將離心后的煙氣電離生成大量的正、負(fù)離子，使其向電暈極、沉淀極移動被吸附去除。瀝青煙中的輕質(zhì)組分惡臭氣體和VOCs則經(jīng)過UV光催化和低溫等離子一體凈化機(jī)被分解，廢氣通過引風(fēng)機(jī)和煙囪達(dá)標(biāo)排放。

　　整個系統(tǒng)的凈化效率達(dá)到93.8%，運行后的袋式除塵器如圖2所示，均無瀝青煙粘附現(xiàn)象，袋式除塵器的回收粉中出現(xiàn)微量瀝青油滴。從流程圖上看該工藝屬于干式凈化，無污水、污泥等二次污染產(chǎn)生，可對瀝青煙油滴、粉塵、惡臭氣體和VOCs等進(jìn)行三相凈化。UV在前低溫等離子置后的設(shè)計能提供一定量的臭氧協(xié)同等離子催化氧化有毒有害氣體，提升了凈化效率并且降低了等離子設(shè)備的安全隱患。瀝青煙氣凈化系統(tǒng)的運行大大減少了生產(chǎn)現(xiàn)場的煙氣，不但去除了瀝青煙的異味和有毒有害成分，避免了二次污染，而且極大的改善了員工的操作環(huán)境，同時也減少了對周邊大氣的污染。

　　綜上所述，瀝青煙的成分復(fù)雜，來源較分散，嚴(yán)重影響人體健康與周圍環(huán)境，瀝青煙塵的有效凈化尤為重要。瀝青煙塵的凈化方法多種多樣，但最終目的都是使各特征污染物的排放達(dá)到國家和地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。選取何種方法和工藝來治理瀝青煙取決于攪拌站具體的工況條件和經(jīng)濟(jì)條件。一般采取兩種或多種方法的組合對瀝青煙進(jìn)行預(yù)處理和深度處理，能夠有效提升瀝青煙塵的凈化效率。各生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)綜合分析各處理方案的利弊，合理確定瀝青煙氣處理方法。本文結(jié)合瀝青攪拌站的國內(nèi)外環(huán)保現(xiàn)狀和瀝青煙的主要防治措施，對比分析了凈化方法的優(yōu)劣勢，詳細(xì)介紹了江蘇某瀝青攪拌站的混合除塵-UV/低溫等離子聯(lián)合凈化技術(shù)工藝流程特點，為選擇更有效的瀝青煙凈化工藝提供了參考。

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